垃圾渗滤液污染地下环境物质变化对污染缓冲的影响

通过砂柱模拟实验研究垃圾渗滤液污染地下环境中氧化还原环境和主要组成物质的变化对沉积物的pH缓冲能力和氧化还原能力的影响及其相互关系.结果表明,氧化还原环境的变化对地下环境沉积物的pH缓冲和氧化还原缓冲能力有重要影响,产甲烷带/硫酸盐还原带(MGZ/SRZ)、铁还原带(IRZ)、硝酸盐还原带(NRZ)和氧还原带(ORZ)沉积物的pH缓冲容量相对于本底值分别增加了12.4%、 10.8%、 19.8%和11.1%;pH缓冲和氧化还原缓冲之间相互影响、相互促进,它们直接影响着地下环境中污染物的自然衰减作用;沉积物中的铁氧化物、有机质、SO_4~(2-)和NH_4~+-N等的含量对pH缓冲能力和氧化还原缓冲能力均有不同的影响,整个体系的污染缓冲能力是各组分的综合作用结果.     

北海-临高海底光缆路由区海底土中几种腐蚀因子的调查

研究了北海-临高海底光缆路由区表层和1.5 m层海底土中的泥温、pH值、Eh值、硫化物和硫酸盐还原菌等几种腐蚀因子.结果发现,泥温和pH值表层与1.5 m层海底土中差别不大,对海缆的安全性不会造成威胁;路由区除北端粗砂区表层海底土为强氧化环境外,其余无论是表层还是1.5 m层都属于还原环境和过渡环境区域;硫化物含量的分布特征是1.5 m层明显高于表层,且对海缆外护层可能有轻微的腐蚀作用;硫酸盐还原菌的含量分布规律则是表层高于1.5 m 层,在光缆的埋设深度上微生物腐蚀作用轻微.     

矿山污染水库中砷形态转化受铁循环影响研究

As在水体中的环境行为较为复杂,且潜在威胁生态健康。该文以受矿山活动影响的喀斯特地区水库为对象,在掌握水质理化特征及不同形态As、Fe空间分布的基础上,利用电子探针显微分析仪、矿物形态连续提取技术及水化学理论分析Fe在上覆水-沉积物体系中的循环过程以及对As迁移转化的影响。结果表明：在水体弱碱性、温度及氧化还原电位随深度降低的环境条件下,水库中总As平均浓度为72.94μg/L,其中颗粒态As占比74%;上层水体溶解态As向颗粒态转化,浓度随深度降低,颗粒态As浓度则呈相反趋势;在沉降作用下颗粒态As富集于下层水体,溶解态As受沉积物释放影响浓度有增加趋势,但受吸附作用控制界面水浓度较低;颗粒态Fe也在下层富集,沉降入沉积物后高活性铁氧化物可被还原溶解,使界面水溶解态Fe浓度高于上覆水体,可向上输送;还原态Fe经氧化水解进一步增加下层水体颗粒态Fe含量,增强对溶解态As的吸附去除;水中As浓度受Fe循环影响较大,尤其底部受沉积物调控作用较强。该成果可为科学认识As在水库中的循环转化提供理论依据。     

巢湖沉积物磷铁硫形态记录及其环境变化指示

分析了巢湖表层和柱状沉积物中磷（P）、铁（Fe）和硫（S）元素的形态组成、分布、相互关系及其指示的湖泊环境变化.西半湖S3采样点位柱状沉积物总磷（TP）记录表明,巢湖西半湖区自20世纪60年代开始受人类活动影响逐步明显,其中钙磷（Ca-P）指示的流域径流输入增加早于铁铝磷（Fe/Al-P）指示的居民生活污水输入;西半湖区沉积物15~0cm有机质埋藏持续增加伴随着pH值的逐步升高,指示了水体富营养化导致藻类生产力（光合作用）提高并显著影响pH值;而东半湖S7采样点位柱状沉积物磷形态则记录了东半湖区不同的环境变化特征.巢湖沉积物活性铁组分以Fe （Ⅱ）为主,S3和S7沉积剖面Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）值整体均呈上升趋势且与Fe （Ⅲ）同步变化,表明其比值由Fe （Ⅲ）变化驱动;Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）指示沉积物上层为弱氧化性,其余层位为还原性环境.沉积物还原性无机硫（RIS）以酸可挥发性硫（AVS）为主,沉积物高有机质含量、低元素硫和还原条件降低了AVS向黄铁矿硫（CRS）的转化.巢湖沉积物中与P,S结合的Fe占比很小,高Fe/P和Fe/S比值会抑制沉积物磷的释放,导致柱状剖面P,Fe和S之间的相互作用关系整体上并不显著.     

湿地土壤Fe与N耦合过程研究进展

地球系统的耦合过程研究是目前地球表层系统地理过程研究的重点内容,湿地是地球表层生态系统重要的组成部分.湿地土壤季节性或长期处于积水的厌氧状态,这一厌氧环境中的Fe、N在氧化还原过程中存在微生物作用下的耦合过程.这种耦合过程主要表现在3个方面,即微生物利用NO 3-氧化Fe2+、利用Fe3+氧化NH 4+以及湿地厌氧土壤中NO 3-对于Fe3+还原的抑制作用.这一耦合过程的研究对于认识湿地中Fe、N的循环具有重要意义.文章从3个方面综述了湿地土壤Fe与N耦合过程的研究现状.总体看来,目前对于NO 3-氧化Fe2+方面的研究较另外两方面更深入,因此应加强Fe3+氧化NH 4+的微生物机制、Fe与N耦合过程的综合评价等方面的研究,从而为人们更好地了解和掌握湿地生物地球化学循环过程提供理论依据.     

湛江港湾表层沉积物的氧化还原特征及其影响因素

为详细了解湛江港湾海洋沉积物的氧化还原特征,于2009年5月调查了湛江港湾表层沉积物氧化还原电位的大小、分布特征及其影响因素.结果表明,湛江港湾表层沉积物总体上为还原环境,Eh在-63 ～ -268 mV之间变化,大部分在-230 mV左右;从湾内到湾外,表层沉积物的Eh区域分布不均一,同一断面近岸较低、中部较高.相关...     

滩涂环境SRB对涉海管线镁阳极腐蚀影响现状与展望

介绍了海洋滩涂环境的特点及其与海底泥土的区别,分析了该环境下微生物腐蚀的发生情况.微生物腐蚀被认为是自然界中最具有侵略性的因素之一,也是目前引起管线破坏失效最主要的因素之一.详细介绍了微生物,尤其是SRB引起的管线腐蚀的相关动态,主要涉及SRB对氢渗透、失效涂层、缺陷处局部腐蚀、阴极保护的影响.同时,对镁阳极在滩涂环境中的突然失效,以及SRB对镁阳极等材料腐蚀严重性等问题进行了总结和分析.最后,提出了滩涂环境中SRB的存在对镁合金的影响及研究前景.根据滩涂环境自身的特殊性,研究SRB的存在对滩涂环境中镁阳极性能和油气管线安全运行的影响尤为重要.     

渗滤液污染羽中氧化还原带的动态发展演化研究

通过砂箱模拟实验研究了垃圾渗滤液污染羽中氧化还原带的动态发展和演化过程.结果表明,随着时间的推移和污染程度的加重,各氧化还原带不断向前推移,产甲烷带/硫酸盐还原带的范围不断扩大,随后出现惰性区.在氧化还原带的整个演化过程中,各带中TOC、硫化物、NH 4 -N、HC03-3、CO2和Fe2 等物质的浓度随时间的推移而升高,随离污染源距离的增加而降低;NO-3和DO等物质的浓度随时间的推移而减小,随离污染源距离的增加而升高;SO2-4的浓度则随时间的推移先减小而后增加,随离污染源距离的增加而降低.而且,随着污染程度的加重,沉积物中Fe3 含量降低, TOC含量升高.在氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和产甲烷带/硫酸盐还原带沉积物中, Fe3 由占OXC的70.5%分别减小为56.3%、41%、28.3%和15%;TOC由占RDC的98.7%分别升高为102.0%、107.0%、142.9%和162.1%;Fe2 主要以PeS和FeCO3,沉淀形式沉积下来,分别占总Fe2 的80.6%、175.6%、377.7%和555.1%.     

黑臭水体治理Ⅰ：水体氧状态对沉积物中重金属形态及生物有效性的影响

黑臭水体治理会逐步恢复上覆水中溶解氧浓度,基于这一过程构建了室内模拟装置,模拟上覆水不同氧状态,探究由此引发的氧化还原体系变化,及6种重金属元素(Co、Ni、Cu、As、Sb和Pb)的形态和生物有效性变化.结果表明,上覆水氧化还原电位为-109.60～+136.40 mV,主要受铁锰体系控制,好氧和厌氧阶段沉积物氧化还原电位分别为-160.40～-116.40 mV和-370.10～-250.30 mV,分别由铁锰体系和硫体系控制.上覆水中溶解氧浓度上升会引起沉积物中有效态S和Fe减少,上覆水和浅层沉积物中有效态Mn减少,而有效态Fe和Mn浓度在溶解氧浓度降低后会逐步升高,说明上覆水氧状态改变能触动上覆水和沉积物中氧化还原体系变化.但上覆水氧状态改变不足以引起上覆水和沉积物中重金属总量变化(除Sb),上覆水中Co、Ni、Cu、As、Sb和Pb总量分别为0.94～1.69、2.23～3.06、0.62～1.43、0.48～0.98、0.89～5.64、0.14～0.26μg·L^-1,沉积物中分别为17.74～18.65、26.82～29.45、54.64～57.33...     

渗滤液污染羽中沉积物氧化还原缓冲能力研究

通过土柱模拟实验研究含水层沉积物的氧化还原缓冲能力及其在不同氧化还原带中的变化.结果表明,随着污染的加重,沉积物的氧化容量(OXC)减小,而还原容量(RDC)升高.在未受污染的沉积物中,Fe³⁺是OXC的主要组成,约占OXC的70.5%;TOC是RDC的主要组成,约占RDC的98.7%.在厌氧环境中大部分无定型态和部分晶体态Fe³⁺被还原,还原产物主要以FeCO₃和FeS形式沉淀;在产甲烷带/硫酸盐还原带和铁还原带中,Fe²⁺的沉积使得可离子交换态Fe²⁺含量由原样中的0.5%分别升高至3%和1.84%.因此Fe³⁺是含水层中主要的氧化还原缓冲剂,Fe³⁺还原、Fe²⁺沉淀和Fe2+的离子交换等作用大大减小了厌氧渗滤液污染羽的扩展,对进入含水层的还原性污染物有重要的缓冲作用.     

滇池典型湖湾沉积物氮磷化学特性及疏浚层推算

以滇池围湖试验区海东湾和马村湾的沉积物为研究对象,对沉积物柱状样按每3cm分层,测试有机质、总磷及赋存形态磷(包括不稳定性磷、铁铝结合态磷、钙结合态磷、残渣磷)、总氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮等指标.结果表明:近些年来,2湾遭受的氮、磷内源负荷比以前大;铁铝结合态磷在磷的各形态中含量最高,氨氮所占总氮的比例较其它湖泊偏低;也发现海东湾和马村湾这2个湖湾在9～12cm层总磷、总氮呈现污染减轻的趋势,同时在24～39cm的深度上,总磷、总氮指标再次出现转折,考虑可行性和经济制约,24～39cm处可作为疏浚层厚度.     

杭州湾海底管线溢油风险及应急措施

以杭州湾海底管线为例,提出海底输油管线穿孔溢油安全应急措施。海底输油管线穿孔后,利用抽油泵抽吸,使海底管线内产生负压,阻止管线内原油外溢,利用SCADA系统进行了模拟试验,结果显示：用抽油泵抽吸能使海底管线产生-0．038～-0．04MPa压力,理论上能将海水吸入,阻止原油外泄。     

亚热带海湾表层沉积物对磷的吸附解析特征研究

磷在沉积物-水界面的吸附解析过程对水体富营养化具有重要影响,目前亚热带海湾沉积物对磷的吸附解析特征并不清楚,其自身的粒度组成和理化性质对沉积物磷吸附解析影响尚不明晰.本研究以3个主要入海河口区采集的表层沉积物为基础,通过吸附动力学和等温吸附试验,研究了不同粒径、pH和盐度等环境因子对磷吸附解析特征的影响规律.采用连续提取(SEDEX)法对沉积物吸附磷前后样品进行磷赋存形态分级,探讨沉积物对磷相应的吸附机制.结果表明：亚热带海湾入海河口区表层沉积物对磷的吸附动力学过程可用准二级动力学模型描述,等温吸附曲线符合Langmuir-交叉型模型.沉积物对磷的最大吸附量(Qm)范围为0.332～0.864 mg/g,沉积物磷的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC₀)在0.076～0.150 mg/L之间.粒径较小的沉积物具有较强的磷吸附能力,海水酸碱度和盐度有利于沉积物磷吸附,吸附后的沉积物中可交换态磷(Ex-P)和铁结合态磷(Fe-P)含量明显增加,沉积物对磷的吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附,且以物理吸附为主.研究显示,亚热带海湾表层沉积物较高含量的黏土矿物和高分子量的有机质...     

海陵湾表层沉积物主要重金属污染特征及其来源解析

为了解海陵湾表层沉积物主要重金属的污染特征,本研究以2017年11月海陵湾的采样调查为基础,分析了表层沉积物中铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）和铬（Cr）7种重金属的含量和空间分布特征,利用单因子指数、地累积指数、潜在生态风险指数和一致性沉积物质量基准等指标定量评价了沉积物中重金属的污染特征,利用相关分析和主成分分析探讨了海陵湾表层沉积物中重金属的来源。研究结果显示,除As和Cr外,其余重金属在海陵湾表层沉积物中的含量整体处于较低水平;重金属整体属无污染和轻微生态风险状态,相对污染主要以As、Cr的贡献为主,且这两种重金属的含量在部分站位处于阈值效应含量和可能效应含量之间,有25%~75%的概率引发毒性,产生有害生物效应;Cu、Zn、Cd、Hg和As之间有一定的同源性,主要受地质背景和有机质降解的控制,Pb、Cr和As还分别受到船舶废气、工业废水废气和阳江港煤炭运输的影响。     

东寨港潮间带沉积物重金属环境背景值构建研究

潮间带沉积物作为重金属污染物的源和汇,对海岸带生态环境有着至关重要的影响。本文利用海南省东寨港2个柱状沉积物样品的重金属数据,结合数理统计方法,分析沉积物中Si、Al、Fe、Ca、Li、Ba、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni等12种元素的空间分布特征,选取了归一化重金属元素,建立了东寨港潮间带沉积物各重金属环境背景线。结果表明:柱状沉积物各元素平均值含量排序为Si(以SiO₂计)>Al(以Al₂O₃计)>Fe(以Fe₂O₃计)>Ca(以CaO计)>Ba>Zn>Cr>Li>Pb>Ni>Cu>Cd,其中,SiO₂、CaO、Cu和Pb的变异系数小于10%,表现为弱变异性,其它8种元素表现为中等变异强度。各元素在垂向分布上差异明显,其中沉积物SiO₂含量最高,且随深度增加逐渐减小,30 cm以下的沉积物各重金属元素与Al、Fe、Ba、Li在垂向上的变化规律类似。选用Al作为归一化元素,构建了Al元素和重金属元素的一元线性回归方程,绝对系数R2大都在0.85以上,建立了区域重金属环境背景线。本文以东寨港作为中国南部特定类型沉积物代表,其沉积物重金属背景值构建为全国潮间带沉积物环境本底构建提供了有力补充,为潮间带区域的生态安全和环境安全提供基础数据支撑。     

指数模型法在海洋石油设施风险评估中的应用

针对海上油气设施工况复杂、自然环境恶劣、应急救援难度大等特点,通过构建海上采油平台、海底管道和钻修井平台风险评估指数模型,辨识出水深增大、服役期长、腐蚀、疲劳、浅层地质条件变化等是风险等级升高的主要因素,识别出部分采油平台主结构疲劳损伤,海底管道内壁腐蚀及缺陷无法准确掌握、作业平台插桩不到位等问题,并提出检验检测、更换设施、强制退出等风险管控措施和建议。     

太湖竺山湾藻华黑水团区沉积物中Fe、S、P的含量及其形态变化

对因藻华大量聚集死亡而造成水体呈强还原环境(DO=0.14 mg.L-1,Eh=-89.3 mV)的黑水团区中Fe-S-P的生物地球化学变化特征进行研究.结果表明,藻细胞残体的沉降使得黑水区沉积物表层有机质含量显著增加;因藻细胞残体的贡献,沉积物表层中Org-P含量急剧增加(比非黑水区多72 mg.kg-1);受较低Eh的影响,沉积物中与Fe结合的磷出现解析,使得黑水区沉积物中活性铁和PO43--P含量增加,黑水区中沉积物间隙水PO43--P要远高于非黑水团区,表明其有向上覆水释放的趋势;造成沉积物中Fe-P含量比非黑水区中的要低.在强还原条件下沉积物中铁的氧化物呈现出由结晶态向无定形态转化的趋势(Dithio-Fe比非黑水区高达30μmol.g-1),从而使得可供生物利用的活性铁含量增加,这为藻华再次发生提供了有利条件.黑水区表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)在初始阶段大量增加,但后期由于形成了H2S气体逸散到水体中其含量反而减少;表层沉积物硫化物含量也呈增加现象(比非黑水区表层沉积物中要高50μmol.g-1).     

海管焊接接头腐蚀特性及监测方法研究进展

首先,介绍了海底管道焊接区域的腐蚀理论,其中成分差异理论和活性组织溶解理论是导致焊接区域发生局部腐蚀的主要内因。其次,总结了影响焊接区域腐蚀性能的因素,主要包括焊接区域元素成分、显微组织等材料自身因素以及温度、流速等环境因素。进而,结合焊接区域的属性特点和环境条件,归纳了电偶腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等主要的腐蚀类型。最后,重点介绍了元素成分和显微组织结构复杂的焊接区域非均匀腐蚀监测方法,明确了如电化学法、电阻法等的技术特点和适用条件,从而从腐蚀特性及腐蚀监测层面为海管焊接区域的工艺设计和腐蚀管理提供技术指导。