玉米和小麦对城市污泥施用土壤中多氯联苯的吸收和传输特征

城市污泥施用农田能够改善土壤性状及促进作物生长,但也会使农田存在重金属和有机污染物等污染风险. 多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)作为一类持久性有机污染物,被作物吸收、累积后经食物链传递,潜在威胁着人体健康. 为探究城市污泥施用农田后PCBs在土壤和作物(玉米和小麦)中的分布特征,解析玉米和小麦对土壤PCBs的吸收和传输规律与差异,以关中地区城市污泥施用土壤为研究对象,设置不同植物种属、污泥施用量和污泥类型的土壤盆栽培养试验. 结果表明:①城市污泥施用后造成土壤、玉米和小麦的PCBs污染,土壤、植物根和地上部分以低氯代PCBs〔一氯代PCBs(mono-PCBs)~五氯代PCBs(penta-PCBs)〕为主,且百分含量呈依次增加趋势. ②与种植前相比,种植植物后土壤中更低氯代的PCBs占主导;且土壤∑PCBs消减了20.00%~79.30%,各处理对∑PCBs的消减差异表现为玉米高于小麦、单倍污泥施用量高于双倍污泥施用量、有机质含量最高的污泥施用处理∑PCBs的消减率最高. ③植物根可以吸收土壤PCBs并向地上部分传输,且吸收和传输能力与植物种属、污泥施用量和污泥类型有关,小麦对污染土壤∑PCBs及各PCBs同系物的吸收能力均强于玉米,而传输能力较弱;双倍污泥量施用下植物根对∑PCBs、一氯代PCBs(mono-PCBs)~四氯代PCBs(tetra-PCBs)和六氯代PCBs(hexa-PCBs)的吸收减弱;有机质含量最低的污泥施用下植物根对∑PCBs的吸收能力最强. 研究显示,城市污泥施用会引起土壤和作物PCBs污染,种植作物能消减污染土壤PCBs,而小麦和玉米对土壤∑PCBs及各PCBs同系物的消减和吸收传输存在种属差异.      

长江口滨岸水体悬浮颗粒物中PCBs分布特征

对长江口滨岸带14个采样点水体悬浮物中的多氯联苯(PCBs)进行GC-ECD测试,结果表明PCBs含量水平为2.5～51.5ng/g,平均值为13.2ng/g,普遍高于相应表层沉积物中的含量,但没有表现出明显的与排污有关的地域性分布规律;PCBs的含量与悬浮物的粒径和有机质含量不显著相关,而可能与有机质来源和矿物组成有关;在大多数采样站位,低氯代联苯(2～5CB)占PCBs总量的70%以上,其中2CB在悬浮物中占有绝对优势地位.这一组成特征可能与我国主要生产和使用低氯代联苯有关,但与过去表层沉积物中以3CB为主的特征不同,表明可能有新的PCBs的输入.与国内外相关研究结果对比,本区PCBs的污染属中等水平.     

多氯联苯污染农田土壤的原位生态调控修复效应

通过田间原位修复试验,初步研究了不同生态调控措施对多氯联苯(PCBs)污染农田土壤的修复效应.结果表明,经添加石灰、翻耕、种植紫花苜蓿、种植水稻等修复阶段后,土壤中PCBs含量呈显著降低,平均去除率达86.9%;同时也降低了土壤中类二英PCBs毒性当量.对土壤PCBs同系物分析结果表明,在调控翻耕与种植紫花苜蓿修复阶段,主要对低氯代PCBs进行降解去除;在种植水稻修复阶段,则主要降低了高氯代PCBs含量.结果还显示原位生态调控修复并未对土壤微生物生态产生较大影响.可见,该技术对于修复PCBs污染农田具有良好的应用前景与推广意义.     

滴水湖水系表层沉积物中多氯联苯残留与风险评价

于2012年,每2个月采集一次上海人工滩涂湖泊——滴水湖水系表层沉积物,对其多氯联苯(PCBs)的残留水平进行了检测和分析.结果表明,研究期间闸外引水河和闸内引水河沉积物中7种PCBs的总量各月间变化较大,且总体呈上升趋势,而滴水湖沉积物中其总量四季变化幅度不大;空间分布上,闸外引水河[(844.74±687.62)ng/g]>闸内引水河[(516.83±645.45)ng/g]>>滴水湖[(81.63±72.18)ng/g].研究区PCBs组成以六氯联苯和七氯联苯为主,其次为五氯联苯和三氯联苯.采用主成分分析法对PCBs进行源解析,结果显示:PCBs污染源中进口电容器中PCBs的迁移占43%,油漆添加剂污染占33%;国产电容器和变压器污染占11%.生态风险评估表明,闸外引水河和闸内引水河沉积物PCBs对生物体的暴露有严重威胁;滴水湖沉积物PCBs对生物体的暴露有一定的潜在威胁.与国内外研究相比,闸外引水河和闸内引水河属于严重污染水平,滴水湖属于中等污染水平,相关部门应加强污染监管.     

珠江三角洲地区大气和土壤中多氯联苯分布特征研究

为了考察珠江三角洲地区大气和土壤中多氯联苯(PCBs)残留现状,于2012年在珠江三角洲地区采集了空气和土壤样品,并利用GC-MS进行PCBs分析测定。结果表明,大气中Σ24PCBs的总浓度为240~2 258 pg/m3,平均为1 243 pg/m3,且PCBs主要存在于气相中,占24种PCBs总浓度的90%以上,单体分布主要以三氯~五氯联苯为主。自2001年以来珠江三角洲地区大气中PCBs浓度有小幅波动,说明部分地区有PCBs源释放的可能。土壤中24种PCBs的总浓度为ND~20.68 ng/g,平均为3.77 ng/g。三氯联苯是土壤中PCBs的主要同类物,平均占土壤中24种PCBs总浓度的45%,其次是四氯联苯,平均占19%。部分地点低氯代PCBs比例下降,高氯代比例升高。     

多氯联苯污染土壤的植物-微生物联合田间原位修复

选择宿主植物紫花苜蓿(Medicago sativa L. ),同时接种苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)或/和地表球囊霉(Glomus versiforme),在田间试验条件下,研究植物-微生物联合作用对多氯联苯(PCBs)污染土壤的修复效应.结果表明,所有种植植物的处理,根际土壤PCBs 的去除率均高于对照,其中紫花苜蓿并接种根瘤菌的处理,土壤PCBs 的去除率最高,达到42.6%,显著高于其他处理.土壤PCBs 同系物分析结果表明,所有种植植物的处理都增加了土壤中低氯代PCBs 的比例,特别是紫花苜蓿并接种根瘤菌的处理.接种根瘤菌明显促进植株的生长以及植株对PCBs 的吸收和转运.     

多氯联苯复合污染农田土壤的植物协同修复效应

采用田间微域试验,初步研究了紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天在不同栽培模式下对多氯联苯(PCBs)复合污染农田土壤的协同修复作用.结果表明,紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天混作对PCBs复合污染土壤的修复效果明显高于紫花苜蓿单作,其中紫花苜蓿-海州香薷混作、紫花苜蓿-海州香薷-伴矿景天混作种植120d后,土壤中PCBs含量比紫花苜蓿单作时分别降低43.0%和47.8%,强化效果显著.与紫花苜蓿单作相比,紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天混作可有效提高植株总生物量,增强植物对土壤中PCBs的吸收富集能力.土壤PCBs同系物分析结果表明,种植植物可有效降低土壤中低氯代PCBs含量,植物混作栽培模式可以促进高氯代PCBs组分向低氯代PCBs组分的转变.可见,紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天混作对多氯联苯复合污染农田土壤具有较好的协同修复作用.     

苜蓿根瘤菌对多氯联苯降解转化特性研究

采用溶液摇瓶实验研究了苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)对三氯代联苯(2,4,4′-trichlorobiphenyl)单体以及18种多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)混合物的降解转化能力.结果表明,接入苜蓿根瘤菌转化7d后,随着溶液中底物2,4,4′-TCB浓度的增加,该菌株对其的降解能力也逐渐提高,在1.0、5.0、10.0、25.0、50.0 mg.L-1浓度条件下该菌对2,4,4′-TCB的降解率分别为34.0%、48.3%、69.7%、96.0%、98.5%,并且通过气相质谱分析,发现溶液中出现了一些新的代谢产物.同时,苜蓿根瘤菌对不同浓度下18种PCBs同系物混合物的降解能力,随着底物浓度的升高呈现出从低到高,然后降低,并趋于平衡的趋势,其最高降解率可达54.7%,并存在高氯代PCBs向低氯代PCBs的转化过程.     

国产变压器油中多氯联苯及其异构体分布特征

利用气相色谱质谱联用法(GC-MS)分析我国变压器油样品中84种PCB的异构体并计算其毒性当量值(TEQ).结果表明,国产变压器油所含PCBs主要是以三氯联苯为主,其含量高达63%,其次是四氯和二氯代联苯,分别占24%和9%,其含氯量约为42.9%,与美国产Aroclor1242(氯含量约为40%～42%)的含氯量极为相似.国产PCBs中,共平面PCBs含量仅占测定总量的1.6%,其中以CB-77的含量最高,对TEQ的贡献最大,占6种PCBs的72%,其次是CB-105和毒性最强的CB-126,分别占15%和8%;国产PCBs的TEQ值仅相当于美国产Aroclor1242的15%.     

苏州、无锡和南通道路灰尘中的多溴联苯醚和多氯联苯

2009年7月在江苏省南部城市苏州、无锡和南通采集了58个城市道路灰尘样品,使用气相色谱质谱法测定了样品中的8种多溴联苯醚(PBDEs)和32种多氯联苯(PCBs).结果表明,样品中Σ8PBDEs含量范围为4.21~1 471μg·kg-1,Σ32PCBs含量范围为ND~14.1μg·kg-1,PBDEs的含量远远高于PCBs.和其他地区城市土壤样品比较,城市道路灰尘中的PBDEs含量较高,来自燃料燃烧过程和汽车尾气产生的PBDEs不容忽视.城市工业区和中心区样品中PBDEs和PCBs的含量水平没有显著性差异,而高于景观区.研究发现,在城市工业区存在PCBs非故意排放源.PBDEs同族体单体相对含量分析表明,BDE209是样品中检测出的最主要的PBDEs单体,占Σ8PBDEs含量的96.7%(64.1%~99.8%).样品中的PCBs同族体主要为四氯代PCBs和六氯代PCBs,道路灰尘中PCBs同族体的分布模式与PCBs产品和其他环境介质存在一定差异.     

污泥热处理过程中多环芳烃和多氯联苯的迁移行为

对污泥热处理过程中产生的多环芳烃、多氯联苯等有机污染物的迁移转化行为及条件进行了模拟实验研究.结果表明,污泥中多环芳烃中的萘、荧蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘在 800℃温度条件下的去除率分别为66.28%,73.7%,100%,30.7%和100%;多氯联苯在300~400℃之间含量急剧减少,1000℃时其单体PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB153、PCB138和PCB180的去除率分别为89.35%、90.66%、89.43%、93.97%、99.1%、84.7%和95.22%. 2种物质迁移规律与处理体系温度变化直接相关,2种物质从污泥中转化释放的温度条件分别为:多环芳烃300~750℃(90%以上),多氯联苯350~900℃(85%以上).处理过程中2种污染物的不同单体间存在复杂的转化反应.     

多氯联苯污染土壤的豆科-禾本科植物田间修复效应

选择豆科植物紫花苜蓿、禾本科植物黑麦草和高羊茅作为供试植物,初步探讨了这3种植物在单作和间作条件下对多氯联苯污染土壤的田间修复效应.结果表明,经过270 d的田间原位修复后,所有种植植物的处理中土壤多氯联苯的去除率均高于对照组,其中紫花苜蓿单作处理土壤中多氯联苯的去除率最高,达到59.6%.土壤多氯联苯同系物分析结果表明,所有种植植物的处理都降低了土壤中二氯联苯的比例.3种植物中紫花苜蓿的生物量最大,其根部积累的多氯联苯含量最高可达355.1μg/kg,显著高于黑麦草和高羊茅根中的含量.各处理对土壤中多氯联苯的提取修复效率依次为:紫花苜蓿单作紫花苜蓿-黑麦草-高羊茅间作紫花苜蓿-黑麦草间作黑麦草单作紫花苜蓿-高羊茅间作高羊茅单作.豆科植物紫花苜蓿是多氯联苯污染土壤田间原位修复的理想材料.     

多氯联苯在水稻田中的迁移行为

对典型污染地区水稻田土壤及作物中多氯联苯的含量和分布特征进行了研究。结果表明，土壤中以4－6氯取代的PCBs同类物（congeners）为主，三者占PCBs总量的85％以上；多氯联苯在土壤中的横向和纵向迁移行为很弱，同类物之间表现出不同的迁移特性；水稻对多氯联苯没有明显的生物富集作用；水稻不同组织中多氯联苯的含量相差很大，其中浓度分布顺序为稻叶＞稻壳＞稻杆＞糙米；大气沉降可能是水稻污染的主要来源。     

长江口PCBs污染及水环境PCBs研究趋势

应用气相色谱仪测定了长江口潮滩沉积物PCBs总量为 1 0 .7～ 2 8.6μg/kg,1 1个样品检出率 1 0 0 % ,新生沙岛九段沙潮滩沉积物同样检出PCBs,因此长江口PCBs污染应当引起重视。近年来国内外PCBs研究新的趋势 ,对治理PCBs污染有积极意义。     

电子废物拆解区农业土壤中多氯联苯的污染特征

用GC-μECD分析法测定了路桥表层土壤中144种多氯联苯同类物的含量.目的是了解该地区表层土壤中PCBs的污染水平、空间分布特征和来源.结果表明,样品中ΣPCBs为0.779～937 ng.g-1,均值为75.7 ng.g-1,研究区域中南部污染水平较高.同族体组成特征表明,38个样品组成以penta-CBs、hexa-CBs和tetra-CBs为主,含量范围分别为13.0%～61.1%、4.59%～48.8%和10.1%～31.5%;另外3个样品组成以di-CBs为主,范围为47.1%～75.2%.聚类分析表明,大多数样品主要受到Ar1254工业品的污染,少数样品的污染与Ar1221工业品有关.ΣPCBs与TOC显著相关,表明土壤中TOC的含量是影响PCBs在土壤中蓄积的重要因素之一;各PCBs同族体(除di-CBs与nona-CBs之间外)显著相关,表明各PCBs同族体有相似的输入途径.与国内外其它研究相比,研究区域表层土壤PCBs污染处于中高水平.     

基于加热改性预处理废线路板的热力学作用过程研究

电子废物是固体废物环境管理的热点问题,而废线路板是电子废物的研究核心.废线路板是由铜箔、树脂和增强材料层压而成的复合材料,以破碎和分选过程相组合的机械物理方法是其资源化回收处理的主流技术,就如何提高破碎效果已成为机械物理技术发展面临的难题.研究提出了加热改性预处理的技术方法,用于废线路板结构物理改性和微观破坏,以提高破碎解离效率,其可实现金属与非金属的高度解离.基于改性处理技术,本文还分别从微观和宏观破坏力学角度,探究了加热改性处理机制.同时,结合ANSYS有限元热应力模型,对改性作用进行了理论分析.