水泥窑共处置过程中砷挥发特性及动力学研究

针对不同形态的含As化合物开展了热重实验、熟料煅烧以及熟料消解实验,研究了水泥窑共处置过程中砷在等温条件下随时间的挥发特性和可能的化学反应.结果表明,不同化学形态的砷挥发规律不尽相同,砷酸钠在水泥生产涉及的温度区间基本不挥发;硫化亚砷在水泥窑共处置的过程中,砷的挥发率随时间逐渐增大,25min以后基本不再挥发,低于1000℃时,砷的挥发率随温度的升高而增大,但高于1000℃时,挥发率随温度的增大而减小;亚砷酸钠在1000℃以上的挥发规律与硫化亚砷类似,挥发率随温度的升高而减小,25min以后基本不再挥发.硫化亚砷在1000℃以下煅烧时,挥发率随时间和温度变化的动力学方程为a =1-exp[-1.77exp(-3158/T)t],可以根据此方程计算不同温度和停留时间工况下砷挥发的理论值,进而控制含砷废物的投加量,避免对环境造成危害.     

6种挥发性有机物在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能

利用振荡摇瓶法测定了6种典型挥发性有机物,甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯和氯苯在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能.结果表明,在本研究的液相浓度范围内(甲苯＜174mg/L,邻二甲苯＜149mg/L,间二甲苯＜129mg/L,对二甲苯＜133mg/L,苯＜234mg/L,氯苯＜146mg/L),3种二甲苯、苯和氯苯的降解速率随其初始浓度的增大而增加,符合一级反应,这5种VOCs未对微生物产生明显的抑制或毒害作用;甲苯的液相浓度大于85mg/L时,其降解速率不随初始浓度的增大而改变,其降解规律符合Monod方程.     

土壤中苯向大气挥发过程的影响因素和通量特征研究

采用通量箱(30.0 cm×17.5 cm×29.0 cm)研究砂土与黑土中苯挥发过程中的影响因素和通量变化特征.通过模拟不同空气流速、不同温度,并设定土壤类型、土壤含水量、初始浓度等条件,实时监测通量箱中各层土壤气相中和土壤上方空气中苯的浓度,来分析不同条件下苯的挥发特征.结果表明,砂土和黑土中苯的挥发通量分别随着土壤含水量的增加而降低,土壤充气空隙率相近情况下,苯在砂土中的挥发通量明显高于黑土.空气流速在300~900 mL·min-1范围内,砂土中苯挥发通量随空气流速升高而加大;在20~40℃范围内对黑土的试验结果表明,苯挥发强度受温度影响显著.苯挥发通量与土壤中苯浓度呈线性相关,其可根据土壤中苯初始浓度和水溶出浓度进行预测.     

共存污染物对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响

基于污染物分子本身的特性,实验研究了2种典型的有机污染物--1,4-二氯苯和苯胺对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响.分别用CTMAB-膨润土和预负载了共溶质1,4-二氯苯和苯胺的CTMAB-膨润土对1,2,4-三氯苯进行了等温吸附和动力学实验.结果表明,当固定共溶质初始浓度时,对于以上2种吸附体系,在主溶质浓度较低时,非极性共溶质1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的吸附有抑制作用,浓度较高时抑制作用逐渐消失.而对于极性共溶质苯胺来说,则是在混合吸附体系中与1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯吸附等温线的影响一致,而对于预负载体系,苯胺则在整个浓度范围内促进1,2,4-三氯苯的吸附.对于改变共溶质初始浓度的混合吸附体系,随着共溶质浓度的逐渐增大,1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的抑制作用逐渐增强,最终达到稳定;苯胺则是在较低浓度时抑制1,2,4-三氯苯的吸附,随后抑制作用逐渐减小,最后甚至促进了1,2,4-三氯苯的吸附.在竞争吸附动力学实验中,除了预负载苯胺的体系中共溶质不影响1,2,4-三氯苯吸附速率外,对于其它竞争吸附体系,1,2,4-三氯苯的吸附速率都有所下降.     

垄作覆膜条件下田间氨挥发及影响因素

通过大田试验,采用密闭法研究了垄沟覆膜栽培条件下冬小麦生育期内土壤氨挥发动态过程及相关土壤理化性质.结果表明,生育期内垄沟覆膜处理氨挥发累积量（以N计）为（1.66±0.3）～（3.28±0.51）kg.hm-2,常规栽培为（4.68±0.35）kg.hm-2,垄作栽培比常规栽培减少了29.8%～63.8%,氮肥损失率从常规栽培的1.9%下降到了0.3%～0.8%.小麦生育期内土壤氨挥发速率先升后降,冬前高、冬后低.常规栽培土壤氨挥发主要发生在越冬前,其挥发量占总挥发量的82%;而垄作栽培的越冬前挥发量只占挥发总量的49%～61%.越冬前常规栽培土壤氨挥发速率受土壤铵态氮浓度和土壤含水量的共同影响;而垄作条件下土壤氨挥发主要受土壤铵态氮浓度影响,地表温度和土壤含水量通过土壤铵态氮间接影响氨挥发.返青后2种栽培模式下的氨挥发主要受土壤铵态氮浓度的影响.常规栽培和垄沟覆膜高施氮量条件下土壤氨挥发累积量动态过程符合对数函数;而不施肥和垄沟覆膜低施氮量条件下的动态过程可以用线性函数表示.垄沟覆膜栽培在一定程度上改变了土壤氨挥发机制和过程,显著降低土壤氨挥发和氮肥损失.     

环境中磷化氢对水稻根际环境与土壤有效磷的影响研究

以稻田湿地中磷化氢为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了不同浓度的磷化氢(0,1.4,4.2,7.0 mg·m-3)对水稻根际与非根际土壤的p H值、氧化还原电位、Fe2+、Mn2+、磷酸酶活性及有效磷的影响.结果表明:磷化氢导致根际土壤p H明显下降,非根际土壤中p H变化不明显.而氧化还原电位(Eh)则不同,磷化氢使水稻根际与非根际土壤的Eh均增大.磷化氢对Fe2+、Mn2+和碱性磷酸酶的影响具有相似性,磷化氢处理的前15 d,根际土壤中的Fe2+、Mn2+和碱性磷酸酶变化不明显,随着水稻的生长,根际土壤中的Fe2+和Mn2+随磷化氢浓度的增大而增加,随暴露时间的增加而减少;而根际土壤中的碱性磷酸酶随磷化氢浓度和暴露时间的增加而增加.非根际土壤中的Fe2+、Mn2+和碱性磷酸酶在磷化氢作用下变化不明显.水稻在磷化氢的环境影响下,根际与非根际土壤的有效磷含量都提高,表明一定浓度的磷化氢对土壤磷表现出活化效应.     

初始pH值、液固比对某焚烧炉灰重金属渗滤的影响

对某煤和垃圾混烧流化床焚烧炉的一种灰样品进行了TCLP试验 ,研究了初始渗滤液pH值变化以及液固比变化对该灰中重金属渗滤特性的影响 .在初始渗滤液pH =6之前 ,渗滤后溶液的pH值升高迅速 ,pH =6之后 ,趋势缓慢 .试验结果表明灰中重金属极易在酸性环境中渗滤 .随着初始渗滤液液固比的增大 ,渗滤后溶液的pH值下降 ,渗滤液中的重金属浓度上升 ,灰中的重金属随液固比的增大不断滤出直至饱和状态 .     

基于Meta分析的不同生产条件下秸秆还田对土壤氨挥发的影响

为探明不同生产条件下中国农田土壤氨挥发对秸秆还田的响应,通过搜集已发表的试验数据,以秸秆不还田作为对照,基于Meta分析研究了在不同自然因素和农田管理措施条件下,秸秆还田对土壤氨挥发的影响效应.同时通过偏相关分析,找出秸秆还田条件下氨挥发损失的主要影响因素并进行量化.结果表明,秸秆还田能够减少农田土壤氨挥发损失,其减排作用随生育期累积降水量的增高而减弱,随生育期均温的增高而增强;当土壤pH<6时,秸秆还田显著促进土壤氨挥发,pH≥6时,秸秆还田会显著抑制土壤氨挥发;秸秆还田对土壤氨挥发的减排效果随土壤黏粒含量的增大而增强;当土壤全氮<0.1%和>0.2%时,秸秆还田显著抑制土壤氨挥发,当土壤全氮在0.1%～0.2%时,秸秆还田会显著促进土壤氨挥发;当施氮量在60～180 kg·hm^-2和施氮量>240 kg·hm^-2时,秸秆还田会显著降低土壤氨挥发量（P<0.05）,而施氮量在180～240 kg·hm^-2时,秸秆还田显著促进土壤氨挥发;以翻耕或旋耕方式进行秸秆还田会显著抑制土壤氨挥发,而秸...     

机械通风法处理土壤中氯代烃的修复效果研究

机械通风法是一种操作简单、效果好、成本低廉的土壤修复技术,特别适合大型挥发性污染场地的土壤修复。为了解该技术对不同挥发性污染物的去除效果,文章选取了国内一大型氯碱化工遗留场地,采用机械通风技术进行了现场修复中试。结果表明,该修复技术对于土壤中的挥发性有机污染物具有很好的去除效果,经修复后土壤中各种污染物的去除率可达90%以上,基本能达到该场地土壤污染物的修复目标值要求。土壤中污染物的挥发过程满足幂函数y=A×e(-x/B)+y0的形式,修复效果明显。结果还表明,污染物浓度对其挥发有较大的影响,浓度越高,挥发速率越快,且污染物的挥发速率与蒸汽压成正比。该研究成果将对我国开展大型挥发性污染场地的土壤修复工作提供理论基础和技术支持。     

MWNTs/TiO2对典型氯苯类化合物的光催化降解研究

研究复合光催化剂MWNTs/TiO2对典型氯苯类有机化合物光催化降解动力学及主要光降解路径.结果表明,同一初始浓度和相同光催化降解实验条件下,60min时典型氯苯类有机化合物的光降解率均达到90%以上.其中六氯苯和五氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0664h-1和0.0670h-1,其大小明显高于其它氯苯类化合物.1,二氯苯的光催化降解反应速率常数仅为0.0430h4--1,在典型氯苯类化合物中最小.三氯苯的3种同分异构体——1,3-三氯苯、24-三氯苯和1,5-三氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0547h2,1,,3,-1、0445h0.-1和0.0439h-1.六氯苯的主要光催化降解路径为:HCB→PeCB→1,2,3,5-TeCB→1,2,4-TCB→1,4-DCB.     

海滨垃圾填埋场渗滤液污染土壤的复电阻率特性

为了解渗滤液污染土壤的复电阻率特性及其与海水入侵所造成的电特性差异,指导海滨场地的污染探测,设计了黏土和砂土两种土壤,在水饱和情况下通入不同浓度的渗滤液,测量复电阻率的幅值和相位响应;在砂土中通入与渗滤液电阻率相同的模拟海水,对比海水入侵与渗滤液污染所造成的相位差异.结果表明:受渗滤液污染土壤的复电阻率变化明显,0.1 Hz下被2%渗滤液（渗滤液体积占溶液总体积比例为2%）污染的土壤中,与背景值相比,黏土的幅值和相位分别降低了78%和70%,砂土的幅值和相位分别降低了66%和33%,且渗滤液浓度越高,幅值和相位的值就越小;而对于电阻率背景值较低的土壤（如海水入侵场地或地下水-海水交错带区域）,通入渗滤液后,其复电阻率参数没有明显变化.对比海水入侵与渗滤液污染,受渗滤液污染较轻的土壤的相位略高于海水入侵污染土壤,而当渗滤液浓度较高时,二者几乎没有区别.研究显示,正常条件下,复电阻率法对渗滤液污染的反映灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子的含量和双电层极化有关;而在天然低电阻率背景条件下,渗滤液污染引起的电阻率变化很小,但相位变化较为明显,这种相位的变化有可能被识别出来.      

模拟酸雨对MoO3生产废渣的浸出毒性及生物毒性的影响

利用理化分析、浸出毒性分析、生物毒性试验相结合研究了三氧化钼(MoO3)生产排放的废渣在不同模拟酸雨条件下的浸出毒性及生物毒性.结果表明,废渣浸出液中镍超标,属于具有浸出毒性的危险废物;同时其浸出液具有极强的生物毒性,浸出液生物毒性由强至弱依次为pH=4.5>pH=5.0>pH:5.5>pH=6.0.pH=6.5>pH=6.8,生物毒性最低的浸出液(pH:6.8)24h、48h对隆线溞的半致死体积分数LC50分别为0.3775%、0.2184%.因此,三氧化钼生产排放的废渣在堆存和运输过程中要妥善处理,防止经雨水,尤其是酸雨淋溶浸泡;经浸泡后产生的废液会污染附近水体和土壤,对环境和居民健康造成危害.     

水溶性有机碳对菲吸附系数测定的影响

以菲为代表性化合物,利用摇瓶吸附实验研究土壤水分配体系中溶解态有机碳(DOC)对有机碳归一化吸附系数测定结果的影响.研究结果表明,在吸附系数测定过程中土壤溶出的DOC会导致水相中菲的浓度显著增加,很大程度上改变了菲在土水两相中的分配平衡,从而导致吸附系数的测定误差.根据文献报道的菲与DOC相互作用常数(K_doc)以及实测体系中DOC浓度可以对实验数据进行校正,以获得更为可靠的结果,本文对线性吸附系数和Freundlich吸附系数分别进行了校正,得到有机碳归一化的吸附系数lgKoc为4.35 ,lgK_Foc为7.01.校正前后的lgK_oc与文献数据的对比从侧面反映出在水土体系的吸附研究中可能普遍包含因不同浓度DOC影响所造成的偏差,考虑这种影响对于准确比较不同研究得到的吸附参数具有重要意义.     

不同施磷量(KH2PO4)作用对Cu、Zn在红壤中的迁移转化

为了比较不同施磷量对土壤中重金属Cu、Zn迁移转化的影响,采用土壤柱进行室内淋溶实验,研究常见的磷肥磷酸二氢钾在少量5 mg·kg-1,适量15 mg·kg-1以及过量25 mg·kg-1条件下对Cu、Zn在红壤中的淋溶效应.结果表明土壤施用磷酸二氢钾降低了土壤渗滤液的pH,不同施磷量对土壤渗滤液pH影响不大,在整个淋滤过程,渗滤液pH呈现上升的趋势.磷酸盐作用下重金属Cu在土壤中的迁移主要集中表层土壤中,而Zn逐渐向深层土壤中迁移.土壤深层渗滤液中Cu、Zn浓度均比较低,对浅层地下水的危害性不大.淋滤结束后,重金属主要以残渣态存在土壤中,重金属Cu残渣态的比例为60%左右,重金属Zn残渣态比例为40%左右.高浓度磷酸二氢钾作用下有利于重金属Zn从残渣态及有机结合态向交换态转化.     

排水循环灌溉下稻田磷素时空分布特征

排水循环灌溉具有提高降水资源利用率和减少农田面源污染的潜力,为缓解我国南方地区降雨分布与水稻作物需水时间不匹配和农田磷流失污染的问题,开展了排水循环灌溉条件下稻田磷素时空分布规律研究.采用田间试验的方法,监测藕塘水和鱼塘水循环灌溉下水稻田面水和渗漏水中总磷、可溶性磷和可溶性反应磷的质量浓度,及土壤剖面总磷与Olsen-P含量的变化.结果表明,排水循环灌溉下水稻田面水和渗漏水中不同形态磷素质量浓度沿程降低,尤其渗漏水磷质量浓度的减少趋势更为显著,排水循环灌溉水源中磷质量浓度在一定范围内的变化不会增加田面水和渗漏水中的磷质量浓度.田面水和渗漏水中不同形态磷质量浓度在不同灌溉时期的变化较大,8月田面水和渗漏水的磷质量浓度明显低于其它时期.表土Olsen-P含量随距进水口的距离的增加而减少,并随排水循环灌溉水中磷质量浓度的增加而增加;土壤剖面TP含量受排水循环灌溉的影响不明显.在8月水稻需肥高峰期进行排水循环灌溉或延长灌溉水的流程,可明显改善排水循环灌溉下稻田的磷素去除效率.     

吹脱法处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮的主要影响因素

本试验用吹脱塔对西安市江村沟垃圾填埋场的高浓度氨氮的垃圾渗滤液进行了吹脱试验研究。通过不同的温度、风量、pH值、气水比、水力负荷及分别用NaOH和Ca(OH)2调pH对氨氮去除效率的影响,得出了该渗滤液中高浓度氨氮的吹脱工艺条件。在水温高于20℃、风量为960 m3/h、pH值为10.5,气水比在4 000的条件下,氨氮的去除效率可达到94.0%。经吹脱处理后的垃圾渗滤液中的氨氮浓度满足后续生物处理的营养比例要求,是垃圾渗滤液处理中可行的预处理工艺。     

不同肥料种类对稻田红壤碳氮淋失的影响

土壤中碳、氮淋失降低土壤肥力,污染水体环境.为探究不同施肥种类对稻田红壤碳氮淋失影响,本试验依托中国科学院千烟洲生态站(114°53’E,26°48’N)1998年建立的红壤稻田长期定位控制试验,选用负压法采集土壤溶液,研究秸秆还田(ST)、有机肥(OM)、化肥(NPK)对土壤碳、氮淋失状况及时间动态的影响.结果表明:1稻田土壤中氮素淋失以铵态氮(NH+4-N)为主,施用NPK使土壤中NH+4-N(1.2 mg·L-1±0.1 mg·L-1)淋失最严重,施用OM使土壤中可溶解性有机碳(DOC)(27.3 mg·L-1±1.6 mg·L-1)淋失最严重,且土壤中DOC和NH+4-N均在水稻营养生长期淋失最严重(P<0.05);2施用OM与NPK可以增加稻田红壤中NH+4-N、DOC、总有机碳(SOC)和总氮(TN)含量,且施用NPK增加TN效果最显著,施用OM增加SOC最显著;3土壤渗漏液中DOC含量与稻田红壤中SOC含量呈显著正相关(P<0.01),土壤渗漏液中NH+4-N含量与稻田红壤中TN含量呈显著正相关(P<0.01).     

95Zr在土壤中的淋溶与垂直迁移

采用土柱法研究了⁹⁵Zr在浙江省有代表性的3种土壤(小粉土、红黄壤和海泥)中的淋溶和垂直迁移及盐度对其行为的影响.结果显示:①淋溶后收集到的全部淋溶水中95Zr的含量较少,250ml、500ml和750ml 3种不同淋溶水量下,小粉土约占原始引入量的5.33%～7.68%,海泥为0.77%～1.32%,红黄壤几乎为0;且随着总的淋溶水量的增加,被淋溶下的⁹⁵Zr的总量变化不明显,表明⁹⁵Zr一旦被土壤吸附,则不易被解吸;②滞留于土壤中的⁹⁵Zr绝大部分分布在土壤表层,小粉土约有45.99%～50.02%的⁹⁵Zr滞留于0～0.4cm土层范围内,红黄壤和海泥则分别为96.02%～97.16%和95.94%～98.01%;③随淋溶水盐度的增加,表层土(0～0.2cm)中⁹⁵Zr的量明显提高,表明水体盐度增加有助于提高土壤对⁹⁵Zr的吸附率     

垃圾渗滤液水溶性有机物对土壤Pb溶出的影响

研究了不同填埋年限（0 a、4～5 a、12 a）的垃圾渗滤液水溶性有机物（DOM）对2种污染土壤重金属Pb溶出的影响.结果表明,垃圾渗滤液DOM具有促进土壤Pb溶出的作用.填埋年限不同的垃圾渗滤液DOM对土壤Pb溶出的影响不同,填埋年限短的垃圾渗滤液DOM对土壤Pb溶出率最高.因为填埋年限越长,垃圾渗滤液DOM中高分子组分（相对分子质量>25?000）所占比例越高,而高分子组分相对于低分子组分（相对分子质量<1?000）对土壤Pb溶出能力较弱.红壤中,渗滤液DOM的低分子组分对Pb的平均溶出率高出高分子组分123.8%;潮土中也表现出类似的结果.与无渗滤液DOM的对照相比,垃圾渗滤液DOM的加入明显提高污染土壤Pb的平均溶出率,并且随体系pH的升高,DOM这种促进作用表现得更为明显.     

三种阳离子对地下水总硬度的影响

通过室内浸泡实验改变三种阳离子Na+、H+、NH+4浓度、浸泡时间,对其动力学和热力学行为进行研究,分析土壤浸出液总硬度变化情况,以找出地下水总硬度随外界条件的变化规律,探究地下水硬度变化机理,为减轻该区地下水硬度升高对人类健康、工农业生产的危害及深入研究地下水总硬度变化机理提供理论依据。实验结果表明:三种阳离子对土壤浸出液总硬度影响不同,NH+4交换出的总硬度最大,H+次之,Na+最小;对同一土层土壤,加入外界浸泡液的浓度越大,交换总硬度的速率越大,交换量也越大;三种阳离子的浸泡液可在1h内将土壤中大部分钙镁交换出,遇有长达1h的强降雨或漫灌,Ca2+、Mg2+会逐步向下迁移,最终引起地下水总硬度升高。