石油类污染物在陇东黄土塬区土壤中迁移的模拟试验研究

采用一种新的土柱淋滤方法,在不同淋滤量、污染强度和柱长条件下模拟了陇东黄土塬区自然降水对石油污染物在土壤中纵向迁移的影响.结果表明,石油类污染物迁移的深度受污染强度、淋滤量、土层深度等因素的限制.污染物在土柱中峰值出现的深度均随污染强度、淋滤量和土层深度的增加呈增加的趋势,在0~10 cm的范围内,污染物均大量存在,且石油类污染物在土壤中的纵向迁移规律与污染强度、淋滤量、柱长等众多因素有关,即淋滤量越大污染物越容易发生迁移,污染强度越高迁移深度越大,土层越深迁移越容易实现.     

石油类污染物在季节性冻土中迁移转化规律研究

土壤地下水石油类污染依然普遍且严重。季节性冻土区土壤经历冻-融-冻过程,石油类污染物与土壤地下水作用过程更为复杂。文章综述了冻融交替对土壤理化性质的影响,以及由此引起的土壤中石油类污染物吸附解吸、生物降解过程变化,为季节性冻土区石油类污染物迁移转化的研究治理提供支持。     

新疆不同质地土壤对石油类污染物的吸附作用

石油类污染物的迁移转化研究对环境保护及人体健康均有重要意义。由于石油类污染物在不同质地土壤中的吸附行为不同,采用静态吸附实验方法,研究了新疆甘泉堡工业区3种质地土壤(粉土、粉砂、粉质黏土)对石油烃的吸附动力学及吸附热力学行为,进行了吸附动力学和等温吸附拟合,并分析了土壤粒径、有机质含量、pH值及以含盐量对石油烃吸附量的影响。结果表明:粉土、粉砂、粉质黏土对石油烃的吸附均能在240 min达到吸附平衡,平衡吸附量分别为0.7765,0.6763,0.7173 mg/g;吸附能力顺序为粉土>粉质黏土>粉砂,准二级动力学模型(R2=0.9967~0.9989)能够更加准确地描述石油烃在土壤中的吸附过程;等温线为Langmuir型,其吸附平衡常数(K_a)分别为0.6126(粉土)、3.1310(粉砂)和0.1180(粉质黏土),表明石油烃在不同质地土壤中的吸附为单分子层吸附;土壤对石油烃的吸附量随土壤粒径和pH值的减小、有机质含量和含盐量的增加而逐渐增大。     

羟丙基-β-环糊精对土壤吸附解吸邻苯二甲酸二丁酯的影响

为研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)在水土中的吸附解吸情况,探索羟丙基-β-环糊精(HPCD)修复受DBP污染土壤的可行性,本文通过平衡吸附法研究了加入HPCD的实验组与对照组中DBP的等温吸附模型及吸附动力学,考察了HPCD浓度、pH、离子强度对DBP吸附解吸的影响.结果表明,对照组与实验组的吸附均满足Freundlich模型与双室一级动力学模型,表明土壤对DBP具有强烈的吸附性能,且HPCD能削弱土壤对DBP的吸附;实验结果与推导出公式均表明,HPCD浓度与DBP的吸附量呈负相关;pH与离子强度对实验组和对照组的作用均一致:碱性利于解吸不利于吸附;随着pH增大,吸附解吸均趋于平缓;离子强度的增加可促进DBP的吸附而削弱DBP的解吸.因此,HPCD可以作为DBP污染土壤修复时可供选择的增溶剂.     

3种四环素类抗生素在石油污染土壤上的吸附解吸

以OECD Guideline 106为基础,采用批量平衡方法研究了3种四环素类抗生素在不同石油污染程度土壤上的吸附和解吸作用,并探讨了土壤中此类抗生素与石油污染物形成的复合污染环境行为.结果表明,3种四环素类抗生素在高石油污染和低石油污染土壤上的吸附和解吸均不同程度地偏离线性模型,其中Freundlich模型对吸附和解吸数据具有良好的非线性拟合性(P四环素>金霉素,差异达到极显著水平(P<0.01).对于同一种四环素类抗生素,石油污染土壤的不同程度并未对抗生素的吸附容量、吸附强度、吸附等温线形状、吸附机理以及解吸滞后性产生显著影响.因此四环素类抗生素进入石油污染土壤将加重土壤污染的程度和复杂性.     

非溶解态胡敏酸对土壤中硬碳有机质解吸多环芳烃的影响

土壤有机碳是控制土壤中多环芳烃的吸附解吸及其生物有效性的主要因素之一,土壤中硬碳类吸附剂是土壤有机碳中的重要部分,土壤中软碳类物质和硬碳类物质的相互作用对研究土壤中多环芳烃的解吸行为和生物有效性有重要影响。研究将溶解有机质胡敏酸,通过条件的变化使其转变为非溶解态,研究其对土壤碳质吸附剂(胡敏素和黑碳)吸附多环芳烃的解吸行为的影响。研究结果表明:非溶解态胡敏酸会显著降低土壤硬碳类物质中多环芳烃的解吸能力,解吸滞后性增加,作者认为非溶解态胡敏酸的添加会覆盖土壤硬碳类物质的表面吸附位点和填充吸附多环芳烃的孔隙,造成硬碳类有机质中的多环芳烃解吸能力下降,滞后性增强。研究还发现硬碳类有机质的比表面积和孔隙度和解吸能力的变化强度呈正相关关系。     

Cd2+、Pb2+在根际和非根际土壤中的吸附-解吸行为

采用1次平衡法对Cd2 、Pb2 在小麦根际和非根际土壤中的吸附-解吸行为进行比较研究.结果表明,根际土对Cd2 和Pb2 的吸附能力高于非根际土,2类土壤对Cd2 的吸附等温线与Freundlich方程有较好的拟合性,Pb2 的等温吸附过程可由Langmuir方程与Freundlich方程来描述.双常数方程是描述根际、非根际土Cd2 和Pb2 吸附动力学行为的最优模型,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Cd2 、Pb2 的解吸存在滞后现象,相比于非根际土,根际土吸附态Cd2 、Pb2 的解吸率更低,Cd2 、Pb2 的解吸量与其初始吸附量之间的关系符合2次幂方程.2类土壤Cd2 、Pb2 的解吸速率随重金属初始浓度的增加而增加,随解吸时间的延长而不断降低.描述根际和非根际土Cd2 、Pb2 的解吸动力学过程的最优模型均为双常数方程,其次为Elovich方程,一级动力学方程拟合效果不佳.     

稀土工业污染土壤对外源钍的吸附行为研究

研究了外源钍在土壤上的吸附行为并评估其对土壤的污染风险.通过静态吸附解吸实验考察土壤样品对不同量外源钍的吸附容量、吸附平衡时间、分配系数和解吸能力.土壤样品对外源钍有很强的吸附能力,在吸附平衡时吸附百分比均大于92%,而解吸率均小于5%;钍在土壤溶液中分配系数最高可达104以上;吸附容量和平衡时间与土壤性质有关.吸附实验结果表明,可用Freundlich吸附等温式和Elovich方程分别描述土壤样品对钍吸附的热力学行为(r≥0.916 7)和动力学过程(R2≥0.898 0).较佳的拟合结果表明,土壤样品对外源钍的吸附是非线性物理化学吸附,吸附反应速率受钍在土壤表面和矿物内层扩散影响.采用形态连续萃取法分析外源钍在土壤上吸附后的赋存形态.由钍形态萃取结果,少量外源钍(10-7~10-6mol.L-1)进入土壤后主要以不稳定非残留态存在,其含量在58%以上;随着外源钍量增加,钍非残留态量增加,同时更多外源钍迁移到稳定残留态.     

石油污染物在土壤中的环境行为研究进展

土壤的石油污染问题已成为全球面临的重要环境问题之一.研究石油污染物在土壤中的环境行为,有助于准确了解其在环境中的归宿以及评价污染土壤对生态系统和人类健康的危害.本文综述了土壤中石油污染物的危害及其存在状态,全面分析了石油污染物在土壤中的吸附/解吸、挥发、渗滤及自然降解等环境行为,并提出了该研究领域存在的问题以及今后的发...     

石油类污染物在黏性土壤中的垂直分布规律

为了查明石油类污染物在黏性土壤中的垂直分布规律,本文选择某机械加工厂中机床下润滑油长期滴漏处为研究对象,研究了润滑油穿越地面混凝土层后在黏性土层中的分布特征,并结合土壤性质研究了该场地特征污染点在土壤0.2~3.0m深度范围内总石油烃(TPH)和挥发性有机物(VOCs)的垂直分布规律,以及土壤性质与土壤中TPH、VOCs含量的关系。结果表明:在工业企业石油类污染场地,污染物会透过素填土迁移进入较深层土壤;若地表污染源没有消除或刚停止持续污染,则TPH在表层素填土(0~0.5m)中含量较高,在浅层素填土(0.6~1.0m)中含量较低,而素填土中VOCs含量较低;在黏性土层中,大量TPH和VOCs会被吸附于在土层上方,且污染物浓度随土壤深度的增加显著降低。     

石油烃在非均质包气带中的吸附作用及迁移规律

为深入分析强非均质性污染场地中石油烃的运移规律,探究石油烃类污染物在场地中的吸附、迁移及其影响因素,选取潮白河上游为典型研究区,受冲洪积扇条件控制,区域内包气带非均质性强,地下水埋深较大.采集污染场地包气带介质样品,分别装填原状土（0~20 mm）、细颗粒（< 2 mm）和粗颗粒（>4 mm）3种介质迁移柱,通过土柱淋滤试验表征石油烃在典型介质中的迁移特性;通过静态吸附试验和微生物降解试验识别石油烃迁移过程的关键影响因素,揭示多要素作用条件下的石油烃迁移规律.结果表明:原状土、细颗粒和粗颗粒这3种介质迁移柱出水中石油烃浓度均呈先下降、后波动上升、最终趋于稳定的趋势.3种介质对石油烃的吸附过程均呈现快吸附和慢吸附两个阶段,快吸附阶段发生在试验0~15 h内,完成了吸附的70%~80%;慢吸附阶段持续时间较长,吸附总量缓慢增加.固液比、温度和pH等要素对3种介质石油烃吸附性能的影响相对较小.微生物降解是慢吸附阶段石油烃浓度呈波动上升的主要原因,且在整个石油烃垂向迁移过程中,吸附作用对石油烃去除的贡献率为80%,微生物降解的贡献率为20%.研究显示,相对于微生物作用而言,强非均匀介质在石油烃类污染场地的污染物吸附和迁移过程中起关键控制作用.      

交沙霉素在土壤中的吸附特性及垂向迁移机制

文章针对畜禽养殖基地大环内酯类抗生素的污染问题,研究了交沙霉素(JOS)的吸附动力学、热力学特性以及垂向迁移机制,并基于土壤吸附和土柱迁移试验,得出以下结论:(1)吸附动力学实验表明,第16小时达到吸附平衡状态,Elovich方程能够更好地拟合土壤中JOS的动力学吸附过程.等温吸附实验表明,Freundlich模型对土壤中JOS的等温吸附过程拟合效果更好,最大吸附容量为187.74 mg/kg.(2)增大抗生素初始浓度对土壤吸附JOS起促进作用;土壤溶液pH为7.5时吸附能力最强;Ca2+对土壤吸附JOS的抑制作用强于Na+,而Fe3+对土壤吸附JOS有明显的促进作用.(3)增加施药量能提高JOS在土柱中的垂向迁移能力,偏中性的淋溶液对土柱试验结果影响很小,碱性环境较中性环境更利于JOS垂向迁移.Fe3+对JOS在土柱中垂向迁移有明显抑制作用,Ca2+对JOS在土柱中垂向迁移的促进作用较强.研究结果可为土壤抗生素污染防治与风险评价提供科学依据.     

巯基化膨润土对As~(3+)的吸附解吸性能研究

水体及土壤砷污染已引起社会的广泛关注。本研究从7种改性膨润土中筛选出1种对As3+吸附能力较强的材料,即巯基化膨润土。其对As3+的吸附解吸研究显示,吸附在120min后达到平衡;在材料投加量达到0.1 g后,As3+的吸附率基本不变;巯基化膨润土对As3+的吸附受p H、温度及离子强度影响较小,其对As3+的解吸受pH及离子强度影响也较小,且解吸率均小于1%。巯基化材料对As3+的饱和吸附量达到了1.18 mg/g,比钙基膨润土提高了12倍以上;其比表面积比钙基膨润土提高了6倍以上。因此,巯基化膨润土是一种较理想的As 3+吸附材料。     

芦苇根系对土壤中石油污染物纵向迁移转化的影响

对大庆油田受到落地原油污染的土壤剖面进行取样测定,研究了芦苇根系对石油类污染物质在土壤中纵向分布特征及迁移转化的影响.结果表明,芦苇根系的存在能够促进土壤中石油类物质的降解转化和向下迁移,导致土壤中的含油量纵向分布特征有别于无植物土壤:10cm深度处的有植物土壤含油量显著低于无植物土壤,而70cm深度上则相反.芦苇根系对烷烃组分迁移降解的促进作用最大,其中对碳原子数为23～27的正构烷烃的作用最为明显.     

有机质胶体对卡马西平在多孔介质中迁移影响模拟实验

有机质胶体与有机污染物的相互作用会影响污染物在多孔介质中迁移转化等环境行为.为研究有机质胶体对药物和个人护理品(PPCPs)在土壤环境中迁移的影响,本实验以卡马西平(CBZ)为目标污染物,用商用腐殖酸制备有机质胶体,分别选择石英砂、标准土和野外所取土样为研究介质,通过室内土柱模拟实验探究有机质胶体存在时污染物在多孔介质中的迁移行为.结果表明,描述一维溶质运移的两点化学非平衡模型能够较好模拟CBZ在各介质土中的运移过程,说明污染物运移过程中与介质间发生了化学非平衡吸附作用;石英砂柱中加入胶体后,对CBZ的吸附过程无明显影响,但在解吸时阻滞因子及滞留量变小,可见胶体与石英砂间作用微弱,解吸过程中胶体与污染物结合形成复合体后对污染物有增溶作用;胶体存在时,标准土和自然土对CBZ的吸附量和迁移阻滞强度均明显大于石英砂,其中有机质及黏土矿物的作用最为明显,有机质中的低能/高能吸附位点以及黏土矿物极性表面均能够固定污染物;由于有机质含量较高,自然土对CBZ在吸附-解吸过程中的阻滞截留强度大于标准土.针对本实验中CBZ的迁移情况,提出了疏水性有机污染物在含有机质胶体土壤中的迁移过程中各种作用的概念模型.     

淋洗和淋滤下鼠李糖脂对酸性镉污染土壤的修复效果试验研究

为研究鼠李糖脂对酸性镉污染土壤的治理效果,同时采用淋洗和淋滤试验,对比研究了两种处理方法对酸性镉污染土壤的修复效果。淋洗试验结果表明:鼠李糖脂能有效解吸人工镉污染土壤中的镉,且在淋洗时间为0～24h内对土壤中镉的解吸速率最快,在此阶段高浓度鼠李糖脂溶液对土壤中镉的解吸效果低于低浓度鼠李糖脂溶液;经过68h淋洗后,低浓度鼠李糖脂溶液对人工镉污染土壤中镉的解吸量开始衰减,而高浓度鼠李糖脂溶液对人工镉污染土壤中镉的解吸量则持续增加,此阶段高浓度鼠李糖脂溶液对土壤中镉的解吸效果优于低浓度鼠李糖脂溶液,且对土壤中镉的最高解吸量达到144.45mg/kg,其解吸过程符合准二级吸附动力学方程。淋滤试验结果表明:经过168h淋滤后,天然镉污染土壤中镉的去除率达到62.84%,且淋滤后土壤中镉的含量低于《土壤环境质量——农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中土壤镉污染的风险筛选值。在治理酸性镉污染土壤时,淋滤的处理效果优于淋洗,该研究结果对治理酸性镉污染土壤具有一定的参考价值。     

PE微塑料对土壤吸附镉的影响及机理研究

微塑料影响土壤对重金属的吸附,改变重金属在土壤中的迁移转化。该文采用批量实验研究了3种粒径(13、48、150μm)聚乙烯微塑料(PE-MPs)存在时土壤对Cd的吸附解吸行为,同时借助扫描电子显微镜-X射线能谱、X射线衍射、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱等测试方法探究了相关机理。结果表明,PE-MPs对土壤吸附Cd²⁺的影响表现为：抑制Cd²⁺的吸附,促进Cd²⁺的解吸,且当PE-MPs剂量较高或粒径较大时,这种影响更明显。无论是否存在PE-MPs,土壤对Cd²⁺的吸附过程均更符合准二级动力学和Freundlich模型,说明其过程均为受化学吸附控制的多层吸附。土壤对Cd²⁺的吸附机制主要为表面络合和沉淀作用,PE-MPs能覆盖土壤表面的活性位点,干扰Cd²⁺与土壤中含氧官能团相互作用,进而减弱土壤对Cd²⁺的化学吸附。PE-MPs能增强土壤中Cd的流动性,增加Cd对土壤生态系统污染的风险。     

黄河兰州段沉积物对水体中萘的吸附行为及影响

为研究典型有机污染物在黄河兰州段沉积物的吸附规律及影响,以黄河兰州段的沉积物为供试样品,选择萘（naphthalene）为代表性有机污染物,采用批量试验法研究了污染物萘在黄河沉积物上的吸附动力学、吸附热力学、初始质量浓度、pH、离子强度、粒径等影响因素以及解吸动力学.结果表明:黄河沉积物对萘的吸附动力学更符合准二级动力学模型,且吸附过程主要分为快吸附（0~4 h）和慢吸附（4~8 h）两个阶段,在8 h左右达到平衡;Freundlich模型能较好地拟合热力学吸附特征.在25~45℃的温度范围内,E（吸附平均自由能）为0.288~0.316 kJ/mol（< 8 kJ/mol）,吸附过程中,ΔGθ（吉布斯自由能）小于0,ΔSθ（熵变）与ΔHθ（焓变）均大于0,说明萘在黄河沉积物上的吸附是一个自发的混乱度增大的吸热过程,且以物理吸附为主.影响因素分析结果显示,随着沉积物粒径的增大,萘在其上的吸附量逐渐减小;增大吸附体系中的离子强度时,萘在沉积物上的吸附过程受到抑制;当萘初始浓度增大时,吸附量增加;酸性条件抑制吸附过程,碱性环境促进吸附过程;黄河沉积物对萘的解吸量远小于吸附量,存在解吸滞后现象.研究显示,萘在黄河沉积物中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程同时受到沉积物粒径和溶液的pH和离子强度的影响.      

微米级聚苯乙烯对铜的吸附特性

以铜为目标污染物,系统地研究了微米级聚苯乙烯（PS）微塑料对溶液中铜离子的吸附能力.测定了吸附时间、铜离子浓度、PS浓度、粒径以及共存离子对吸附量的影响.结果表明：0.5μm PS比6.0μm PS吸附能力强,饱和吸附量分别达到（0.1638±0.0204）和（0.1091±0.0133）mg/mg;吸附在720min后达到平衡,吸附动力学可用伪二级动力学模型和Elovich模型较好地拟合（R²分别为0.929、0.904和0.866、0.885）;吸附等温线可用Freundlich模型和Langmuir模型很好地拟合（R²分别为0.974、0.976和0.966、0.977）.此外,随铜离子浓度的增加,PS吸附量增加,但吸附速率减小;而随PS浓度的增加,吸附量减小,吸附速率增加;当溶液中存在其他离子时,PS对铜的吸附量增加.本文中微米级PS对铜的吸附行为研究结果,可为深入探究海洋中微塑料吸附铜的环境行为及其对污染物迁移的影响提供理论基础.     

冻融作用对土壤镉动力学吸附解吸的影响

为了研究冻融作用对土壤镉吸附解吸过程的影响,采用人工控温、室内培养方法对土壤进行冻融处理,并通过土壤镉动力学吸附解吸试验,分析了土壤对镉的吸附解吸量、吸附解吸率及吸附解吸速率.结果表明,冻融作用能够促进土壤对外源镉的吸附,镉的吸附量、吸附率和吸附速率均随着冻融次数的增加而增加.同时,冻融作用能减缓土壤对镉的解吸,随着冻融次数的增加,土壤对镉的解吸速率和解吸率降低,土壤镉解吸速率的下降率随冻融次数的增加而增大.