土壤污染及其防治

X53 200502730 烟气脱硫副产物改良碱性土壤过程中化学指标变化规律的研究/王金满(中国农业大学水利与土木工程学院)…∥土壤学报/中科院南京土壤研究所.-2005,42(1).-98-105 环图S-4 通过士柱淋洗试验的方法,研究了脱硫副产物在改良碱性土壤过程中对碱性土壤化学指标(代换性钠、ESP、SAR、pH值)的影响。本研究采用两种碱性土壤(强度碱化土和碱土),两种土壤各分两个脱硫副产物施用水平(强度碱化土为3gkg-1和3.6gkg-1;碱土为7gkg-1和8.4gkg-1)。结果表明,经过施加烟气脱硫副产物和淋洗各种试验处理的代换性钠、ESP、SAR和pH值都有了     

燃煤电厂脱硫石膏改良碱化土壤的施用量

利用燃煤电厂脱硫石膏改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全、发展循环经济具有重要意义. 选择具有典型代表性的宁夏西大滩碱化土壤,以降低土壤碱化度和总碱度为目标,采用盆栽试验和土柱模拟试验,确定了改良不同程度碱化土壤脱硫石膏的理论施用量:轻度碱化土壤为12 529.5 kg/hm2,中度碱化土壤为17 256.0 kg/hm2,重度碱化土壤为23 563.5 kg/hm2. 在脱硫石膏改良的碱化土壤上种植油葵的田间试验表明,由盆栽试验和土柱模拟试验得出的脱硫石膏施用量可以作为大田示范推广的参考值.      

覆沙改良科尔沁沙地-松辽平原交错区盐碱地与造田技术研究

为了研究盐碱地改造利用,进行了沙土和盐碱土混合,研究混合后的"沙碱土"特性,并实验了其种植作物的幼苗表现。科尔沁沙地与松嫩平原盐碱地和辽河平原盐碱地在松辽分水岭两侧交错重叠分布,面积达350×10⁴hm²,具有可改造旱田100×10⁴hm²的潜力。当盐碱土中混入40%~60%的沙丘风沙土时,电导率指示的盐分含量降低20%~50%,碱化度降低40%~60%,满足种植玉米、向日葵等旱作作物的条件。此区进行盐碱地"覆沙造旱田"在理论和实践上都具有可行性。     

浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高油葵产量

为探究浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高作物产量,以龟裂碱土为例,通过田间试验研究不同生物炭施加量(0、1％、2％和4％)与不同木醋液稀释倍数(0、2％)复配对土壤pH、碱化度、全盐、容重、速效磷、有机质、盐分离子、油葵生长和产量的影响,不施加生物炭和木醋液视为对照(CK).结果表明,2％浒苔生物炭+2％木醋液(V2BC2)改良龟裂碱土的综合效果最佳;在最佳处理条件下:①浒苔生物炭与木醋液复配能改善土壤理化性质,具体表现为作物生长期内土壤平均pH、碱化度和全盐含量显著降低,较CK分别降低12.14％、40.63％和42.75％,土壤容重显著减小,较CK减小20.78％;②浒苔生物炭与木醋液复配能显著降低土壤Na+、Cl-和SO42-含量,较CK分别降低47.17％、45.32％和33.33％,提高土壤K+和Ca2+含量,其他离子含量的差异不显著;③浒苔生物炭与木醋液复配显著提高土壤养分含量及有效性,增强土壤酶活性,与CK相比,速效磷提高2.88倍,有机质提高58.76％,土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别提高0.92、1.02和2.29倍;④油葵产量在V2BC2处理时最高,为3 546.7 kg-hm-2,较CK增产2 325.3 kg-hm-2.因此,浒苔生物炭与木醋液复配能进一步提高盐碱土改良效果及作物产量.     

烟气脱硫石膏对滨海滩涂盐碱地的改良效果研究

在实验室条件下评估了烟气脱硫石膏不同施用量(0、5、10、25和50g/kg)对上海南汇滩涂盐碱土化学性质及对植物生长的影响.结果表明,施加适量烟气脱硫石膏可以降低滩涂土壤盐碱性,促进供试植物生长.与空白处理相比,烟气脱硫石膏施用量为25g/kg时,土壤pH和碱化度(ESP)分别显著降低5.45%和61.5%;可溶性Cl^-和CO₃^2-+HCO₃-含量分别显著降低33.0%和22.7%;可溶性Ca²⁺和SO₄^2-含量分别显著增加85.1%和96.3%(P < 0.05).试验还发现,施用量为25g/kg时土壤有机质和速效磷含量分别降低17.5%和54.0%,土壤速效钾含量提高39.5%.随烟气脱硫石膏施用量增加,番茄的果实鲜重、根鲜重和株茎的增加量分别高达144%、54.3%和9.53%;黑麦草的植株鲜重和根鲜重增加量分别高达46.6%和17.0%.但过量烟气脱硫石膏(如50g/kg)明显对植物生长不利.因此,25g/kg可推荐为改良滨海滩涂盐碱土及促进植物生长适宜和安全的烟气脱硫石膏施用量.     

脱硫石膏改良滨海盐碱土的脱盐过程与效果实验研究

针对上海滨海盐碱土的特点,借助土柱淋洗试验方法,研究了脱硫石膏改良滨海盐碱土的脱盐过程与效果,分析了不同石膏质量配比条件下(0%,1%,2.5%,5%和10%),土壤团粒结构和水力传导度变化以及盐碱土-脱硫石膏体系中的离子交换过程与效率.研究结果表明:加入脱硫石膏之后,盐碱土团粒结构得到改善,孔隙度变大,水力传导能力增强,平均导水系数是对照组的4~5倍,有效加快脱盐过程;在土柱开始淋洗的前6d内,离子交换过程表现最活跃,淋洗液的电导率和离子浓度急剧下降.添加脱硫石膏的土柱中钙离子优先置换出钠离子,平均脱钠效率达到对照组的1.8倍.钙钾离子交换和钙镁离子交换也同步发生,但规模明显小于钙钠离子交换.当脱硫石膏质量配比超过1%时,盐碱土的脱盐效果主要取决于原土中的交换性阳离子总量.随着配比增加,盐碱土脱盐的边际效益增加量并不显著.在充分混匀的理想条件下,建议上海滨海盐碱土改良过程中添加脱硫石膏的质量配比高于1%为宜.     

烟气脱硫石膏对滨海盐渍土的改良效果

为研究烟气脱硫石膏对滨海盐渍土的改良效果,选取上海南汇东滩的滩涂盐渍土为研究对象,开展了两年的烟气脱硫石膏修复试验,研究不同施用量（0、15、30、45和60 t/hm2）烟气脱硫石膏对滨海盐渍土化学性质的改良效果和对绿化乔木生长特性的影响,以及烟气脱硫石膏作为滨海盐渍土改良剂的重金属安全性.结果表明:施加适量烟气脱硫石膏显著降低了滨海盐渍土的pH和ESP（碱化度）,增加了对植物生长有利的Ca2+和SO₄2-含量,减少盐渍土中对植物生长有害的Na+和Cl-含量,降低了土壤速效磷和速效钾含量,增加了植物的株高和胸径.与对照处理相比,烟气脱硫石膏处理的土壤pH和ESP分别降低了5.7%~14.4%和16.7%~59.4%;土壤水溶性Na+和Cl-的含量降低了25.8%~64.4%和16.7%~59.5%,而土壤水溶性Ca2+和SO₄2-含量分别增加了4.08~31.30倍和9.83~23.33倍.施用烟气脱硫石膏2 a后,土壤速效氮与对照处理相比无显著差异,但土壤速效磷和速效钾含量分别较对照处理下降了35.6%~41.1%和21.9%~48.5%.烟气脱硫石膏施用量为60 t/hm2时,银杏和紫薇的株高分别增长了25.1%和34.7%,胸径分别增加了64.5%和35.2%.施用烟气脱硫石膏不会造成土壤重金属污染,不同处理下的土壤重金属含量均小于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准.研究显示,烟气脱硫石膏应用于滨海盐渍土的改良,可以有效改善土壤质量和生态环境,为滨海城市贡献绿色耕地或绿化用地.      

秸秆与脱硫石膏配施改良黄河三角洲盐碱地的理化性质

为探索秸秆与脱硫石膏配施改良滨海盐渍化土壤效果,以黄河三角洲地区碱化盐土为研究对象,通过田间小区试验,设置对照(CK)、脱硫石膏(DG)、中量秸杆(MS)、脱硫石膏+低量秸秆(DGLS)、脱硫石膏+中量秸秆(DGMS)和脱硫石膏+高量秸秆(DGHS)共6个处理,结合团聚体分级法比较不同处理下滨海盐碱化土壤容重、总孔隙度、 pH、可溶性盐含量、微生物量碳、溶解性有机碳、新碳和团聚体有机碳的变化.结果发现,MS和DGHS处理显著降低了土壤容重,增加了土壤总孔隙度、含水率和平均重量直径;各处理下土壤pH和碱化度均显著降低,且无显著性差异;DG处理显著降低了土壤钠吸附比,与MS处理相比,DGLS、 DGMS和DGHS处理的土壤钠吸附比有进一步降低的趋势,降幅范围为57%～66%. DGLS、 DGMS和DGHS处理的土壤可溶性Na⁺分别较MS降低27.92%、 32.23%和20.15%,而可溶性Ca²⁺和SO₄^2-含量显著增加;与CK相比,各处理均能显著降低Cl^-含量,且各处理间差异...     

聚硅氧化铝铁混凝剂(PSAFC)的制备及应用研究

利用工业废弃物硫铁矿烧渣、结晶氯化铝、工业用水玻璃、工业盐酸为原材料配制聚硅氯化铝铁PSAFC,并将其用于印染废水的处理,取得了良好的净水效果.结果表明:处理印染废水的最佳pH值为8～9;碱化度B为1,印染废水的COD_Cr去除率达到90%以上.      

烟气脱硫石膏对围垦滩涂土壤的脱盐作用

依靠自然降水淋洗和植物演替,围垦滩涂土壤脱盐需要数十年。烟气脱硫石膏可以通过钙(Ca2+)钠(Na+)交换将这一自然脱盐过程缩短到数年内。自2011年起,在长江三角洲崇明岛围垦滩涂进行了现场试验,烟气脱硫石膏的施用量为0,15,30,45和60 t/hm2。结果表明,在年平均降雨量为1 050 mm的条件下,施用烟气脱硫石膏的第2年,滩涂盐碱地表层土壤(0~30 cm)脱盐效果明显,用土壤交换性钠百分率表达的土壤碱化度(ESP)下降了53%。滩涂草本植物的物种数量和覆盖度随烟气脱硫石膏施用比例增加而提高(P0.05),在现场1 m×1 m样方中发现有盐生草本碱蓬、蒲公英、野艾蒿,甚至苜蓿和喜旱莲子草等非盐生植物取代了原优势盐生植物芦苇。较高烟气脱硫石膏处理过的围垦滩涂木本植物的成活率也明显高于未处理的控制地块(P0.05)。安全使用烟气脱硫石膏可望大规模地有效改善围垦滩涂盐碱土壤质量和生态环境。     

塔里木河上游绿洲土壤表层盐分特征及其影响因子分析

选择塔里木河上游阿拉尔垦区,以农田、新开农田、撂荒地、人工林、天然林、盐碱地及荒草地等不同土地利用类型的样地土壤为研究对象,结合通径分析,研究了土壤中w(全盐)与盐源分布、盐分化学特性、土壤理化特性、地下水等影响因子的分布规律及相互关系. 结果表明,该区域盐分表聚特征明显,土壤表土层w(全盐)远大于心土层和底土层,各土地利用类型表土层w(全盐)表现为盐碱地最高(平均值为52.93g/kg),盐碱地>天然林>人工林>荒草地>撂荒地>农田>新开农田. 由通径分析结果可知,S_20-50〔心土层w(全盐)〕、SAR(钠吸附比)、SDR(钠钙镁比)、D_g(地下水埋深)、c(Cl-)/c(SO₄2-)、c(HCO₃-)、pH、ρ(土壤容重)、S_50-80〔底土层w(全盐)〕、SSP(可溶性钠百分率)对表土层w(全盐)的直接通径系数依次为0.415、0.414、-0.344、-0.201、0.200、0.162、0.092、-0.086、0.080、0.071. 土壤盐源分布和土壤盐分化学特性对表土层w(全盐)影响较大,其次是D_g,土壤理化特性对表土层w(全盐)影响相对较小. 反映盐源分布的S_20-50和反映土壤盐分化学特性的SAR是表土层w(全盐)的主要控制因子.      

天津蓟运河故道消落带土壤种子库特征与土壤理化性质分析

为确定蓟运河故道消落带土壤种子库特征与土壤理化性质之间的关系,开展土壤萌发试验并测定了土壤理化性质. 结果表明:①土壤物种呈3个聚类组,聚类组1分布在土壤含水率为50%~100%、w(全盐)为0.8~1.4 g/kg的区域,聚类组2分布在土壤含水率为40%~50%、w(全盐)为0.4~0.8 g/kg的区域,聚类组3分布在土壤含水率为25%~40%、w(全盐)为0.2~0.4 g/kg的区域;②土壤w(有机质)、w(全盐)和含水率对土壤种子库物种的分布影响较大,而w(速效K)、w(速效N)、w(速效P)和pH对其影响不大;③随着土壤w(全盐)、含水率的增加及w(有机质)的减少,土壤种子库物种中一年生植物所占比例呈增加趋势,二年生植物比例先减少后增加,多年生植物比例先增加后减少;④随着土壤w(全盐)、含水率的增加以及w(有机质)的减少,消落带土壤种子库的Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度指数呈下降趋势,而生态优势度和Pielou均匀度指数随着水位的降低有增大的趋势. 研究得出天津蓟运河故道消落带土壤种子库特征与土壤理化性质有重要关系,适当地进行人为管理和调控对土壤环境的改善及土壤种子库多样性增加有积极作用.      

聚合氯化钛铁盐混凝除砷性能研究

采用微量滴碱法制备聚合氯化钛铁混凝剂(PTFC),并对其混凝除砷性能进行了初步探究。对聚合氯化钛/铁混凝剂粉末SEM图进行分析,并考察不同Ti/Fe比例、曝气氧化、碱化度、碱化剂、混凝剂投加量、pH值、共存离子等对除砷率的影响。结果显示:pH值为7.5时,As(Ⅲ)去除率随PTFC投加量的增加而增大;PTFC在弱酸性条件下对As(Ⅲ)的去除效果最佳。曝气氧化对PTFC除As(Ⅲ)有显著促进作用,Ti/Fe物质的量比为5/5时制备的碱化度为0.6的PTFC混凝后经曝气20 min,对As(Ⅲ)的去除率从55.3%提高到93.1%。碱化剂对PTFC混凝除砷的影响不大。共存阴离子SiO_3~(2-)对As(Ⅲ)的去除有明显抑制作用,但PO_4~(3-)对PTFC混凝去除As(Ⅲ)的影响相比较于单一金属盐较小,共存阳离子Ca~(2+)对PTFC去除As(Ⅲ)有促进作用。     

深圳市表层土中氟化物组成及分布

为探究深圳市表层土中氟化物的组成及其与土壤性质参数(有机碳和pH值)的相关关系,应用氟离子选择电极法测定了深圳市表层土中总氟(TF)、可萃取有机氟(EOF)的含量,用固相萃取分离富集与高效液相色谱串联质谱的方法分析了深圳市表层土中全氟化合物(PFCs)的残留水平.结果表明,深圳市表层土中氟化物主要以无机态存在,呈TF>>EOF>> IF(可鉴别F,即以氟计量的总PFCs)的分布规律; EOF仅占TF的0.04%,IF占EOF的0.32%,显示近99.7%的EOF仍属未知.深圳市表层土中PFOA、PFOS分别占∑PFCs的43%(18%~100%)和20%(n.d.~44%),是表层土中主要的PFCs污染物,就空间分布而言,∑PFCs呈西高东低的趋势.表层土中EOF和∑PFCs含量受土壤性质参数的影响,pH值与EOF(P<0.05)、∑PFCs(P<0.01)含量呈负相关,有机碳则与EOF、∑PFCs呈正相关(P<0.01).     

垃圾焚烧炉渣种植试验初探

文章为解决矿山废弃地种植土稀缺和城市固废需消纳的问题,探索垃圾焚烧炉渣作为植被恢复用土的可行性,以取自北京市大兴、朝阳、海淀、门头沟、河南省焦作以及山东省威海的6个垃圾焚烧厂的垃圾焚烧炉渣为研究对象,北京地区的存量垃圾土为调配土,两者按不同体积比进行混合配制种植土。首先通过测定不同配比种植土的pH、土壤容重、田间持水量、非毛管孔隙度、水溶性盐、有机质等土壤理化性质,以及土壤淋溶液的BOD5、COD、重金属含量等污染指标,对照《绿化种植土壤》(CJ/T 340-2016)和《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)等标准,判断其用作种植土的可能性;再以播种和移苗方式在不同配比种植土中进行种植试验,依据植物生长响应,确定满足不同植物生长的种植土配制比例。结果表明:(1)垃圾焚烧炉渣pH在10～11之间,水溶性盐含量0.530%,均超出《绿化种植土壤》标准值,不可直接用于种植。(2)存量垃圾土可用于炉渣改良。存量垃圾土添加量60%的种植土,试验所选植物存活率普遍较低且长势不佳;存量垃圾土添加量≥60%的种植土,种植条件得到较大改善,可以满足多数植物的种植要求。     

初始干密度对风化砂改良膨胀土回弹模量的影响研究

以湖北省宜昌市的膨胀土为研究对象,采用当地广泛分布的风化砂来对膨胀土进行改良,即分别采用10%、20%、30%、40%、50%的风化砂掺入膨胀土中,通过改变各种不同比例混合料的初始干密度进行改良膨胀土回弹模量试验,研究掺砂比例、初始干密度对风化砂改良膨胀土回弹模量的影响规律。结果表明:掺砂比例和初始干密度均对改良膨胀土的回弹模量有显著的影响。当初始干密度一定时,改良膨胀土的回弹模量会随着掺砂比例的增加先增大后减小,且在掺砂比例为10%时改良膨胀土的回弹模量达到最大值;当掺砂比例一定时,改良膨胀土回弹模量随着初始干密度的增加而增大,增加幅度是先大后小;当掺砂比例一定时,改良膨胀土回弹模量与初始干密度呈现很好的对数关系,因此在施工过程中控制好初始干密度(现场压实度)将有助于提高路基承载能力,保证路基的强度、刚度和稳定性。     

动力波洗涤器脱硫试验研究

采用动力波洗涤器冷模试验装置,在不加脱硫剂的情况下,考察各操作参数(液气比、pH值)及液柱喷射方式(逆喷、顺喷)对脱硫效率的影响,并对不同水质的清水(自来水、去离子水)的脱硫效率进行对比分析。结果表明:自来水的脱硫效率随液气比的增加而增大;逆喷时的脱硫效率明显高于顺喷;液气比>7时,逆喷的脱硫效率在75%以上;自来水的脱硫效率较去离子水要高;撞击流有强化吸收的特性。     

磷在原状土中的淋溶规律

研究磷在原状土中的淋溶规律及不同因素的影响。采用自行设计的原状土淋溶柱,探讨了磷在原状土中的淋溶规律。分别用pH值为4.0、6.8和9.0的淋溶液淋溶原状土,当淋溶液p H值由9.0降至6.8时,磷的总淋出量由2120.mg升至238.1 mg,增幅较小,p H值继续降至4.0,磷的总淋出量增加至271.9 mg;与未酸化的土壤相比,酸化后土壤中,磷的淋出量增加了22.18%,说明土壤酸化会增加磷的流失;以4 d为一个冻融周期,进行了不同冻融频次和冻前含水率的交替冻融试验。结果表明:在冻融频次小于5次时,磷的淋失量与冻融频次呈正相关,当冻融频次大于5次时,磷的淋出量随冻融频次的增加而减小;土壤冻前含水率越大,磷的淋失量也越大,冻前含水率由15%增加到25%时,淋失量由217.3 mg增长到316.2 mg,增长了45.50%。     

基于稳定碳同位素技术的干旱区绿洲土壤有机碳向无机碳的转移

应用稳定碳同位素技术测定土壤无机碳稳定碳同位素组成(soil inorganic carbonδ13C,SICδ13C),并对干旱区绿洲土壤无机碳进行区分,结合土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)与SIC含量关系进一步探讨SOC向SIC转移的碳量.结果表明,4种类型土壤SICδ13C值差异性极显著(P0.01),风沙土SICδ13C值最高且为正,均值为(0.32±0.04)‰,随土层深度增加而增加,说明风沙土原生性碳酸盐占绝对优势;灌漠土、棕漠土和盐碱土SIC的δ13C均值分别(-0.30±0.24)‰、(-1.96±0.66)‰和(-1.24±0.49)‰,随土层变化均呈先降低后逐渐增大的趋势,说明灌漠土原生性碳酸盐占优势,棕漠土和盐碱土发生性碳酸盐相对前者占优势.风沙土、灌漠土、棕漠土和盐碱土的发生性碳酸盐占SIC比例均值分别为1.33%、4.72%、15.01%、35.71%,均小于50%,说明干旱区绿洲土壤发生性碳酸盐比例总体水平较低.风沙土、灌漠土、棕漠土和盐碱土在土壤发生性碳酸盐形成或重结晶过程中固定土壤CO2的量分别为0.30、2.44、4.96、12.40 g·kg~(-1),其中固定来自大气CO2量平均为0.18、0.79、1.45、8.67 g·kg~(-1),来自SOC氧化分解转化为CO2的量分别为0.06、0.83、1.62、1.86g·kg~(-1),说明盐碱土、棕漠土SOC的贡献相对较高,灌漠土、风沙土较低;对土壤固定CO2量的来源比较发现,风沙土、盐碱土固定土壤CO2的量来自大气CO2量较高,SOC的贡献较低,而灌漠土、棕漠土固定来自SOC氧化分解CO2的量较高,大气贡献较低.研究区整体SOC向SIC的碳转移量介于0.03~2.38 g·kg~(-1)之间,平均每千克土壤固定1.09 g的CO2,说明干旱区绿洲土壤发生性碳酸盐所占比例较低,SOC的贡献较少.     

水稻不同生育期根际及非根际土壤砷形态迁移转化规律

选取湖南某矿区污染稻田土,以盆栽试验的方式,采用美国TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)和砷形态分析分级测定法,研究了水稻(Oryza sativa L.)各生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期)根际和非根际土壤中砷的赋存形态及转化规律.结果表明:1随着水稻生育期的延长,根际及非根际土壤p H值和砷TCLP提取态含量均逐渐上升,且非根际土壤p H值和砷TCLP提取态含量均高于同时期根际土壤.2水稻各生育期根际和非根际土壤中交换态砷(AE-As)含量均低于水稻种植前,并随着水稻生育期的延长逐渐上升.与水稻种植前相比,铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)和钙型砷(Ca-As)含量在水稻种植后逐渐上升,但并不显著.残渣态砷(O-As)和总砷(T-As)含量在水稻种植后逐渐下降,在根际土壤中下降了37.30%和14.69%,在非根际土壤中分别下降了31.38%、8.67%.3在水稻不同生育期,土壤中各形态砷含量均表现为:残渣态铁型砷铝型砷钙型砷交换态砷.在p H值为5.0~5.8的范围内,各砷形态和砷TCLP提取态含量与p H值之间大都呈极显著或显著正相关,但根际土壤中钙型砷与p H值的相关关系较差.