粤港澳大湾区典型化工场地苯系物污染特征及迁移规律

以粤港澳大湾区某典型化工污染场地为例,共采集了247个土壤样品和20个地下水样品,探讨了场地苯系物的污染分布特征,利用GMS分别从水平和垂直方向模拟分析了该场地苯系物在土壤与地下水的污染迁移扩散规律.结果表明,场地土壤样品中苯、乙苯、间,对-二甲苯、邻-二甲苯超筛选值,其中苯系物超筛选值的土壤样品主要集中在0. 5～4 m深度范围;地下水样品中苯、乙苯、间,对-二甲苯和邻-二甲苯超标较严重,最大超标倍数分别为140. 00、101. 33、212. 00和103. 40倍,主要分布在浅层地下水.地下水中的苯污染物在水平方向主要以对流/弥散运移方式从西北往东南方向迁移,而在垂向上浮苯主要集中在地下水面处,溶解态苯主要在水动力作用下迁移.模拟验证分析结果表明,MT3D模型能较准确地反映场地苯系物的空间分布和迁移特征,可为粤港澳大湾区化工类污染场地的精准化管控与修复提供科学指导.     

上海市典型工业用地土壤和地下水重金属复合污染特征及生态风险评价

针对上海市3类典型工业用地（化工、金属加工和危废治理）土壤和地下水中有毒有害6种重金属（As、Cd、Cr、Pb、Hg和Ni）的污染程度、分布特征和生态风险效应开展了分析和评价.结果表明,3类工业用地30个潜在污染区域土壤和地下水均受到重金属污染,Cd、Cr、Pb、Hg和Ni在表层土壤中存在明显累积,As、Cr、Pb和Ni在地下水中存在明显累积,土壤中重金属含量和变异系数随着垂直深度的加深而逐渐降低,表明受人类活动扰动影响趋小.不同重金属污染来源不同,土壤中Cr和Hg主要来源于金属加工和危废治理业,Cd、Pb和Ni在3个行业土壤中均有累积;地下水中As主要来源于化工和危废治理行业,Cr主要来源于金属加工行业,Ni主要来源于金属加工和危废治理行业,Pb在3个行业地下水中均有累积.金属加工行业土壤和地下水内梅罗综合污染指数最高,重金属Cr、Pb和Ni存在明显的水土复合污染现象,可能与土壤重金属含量、迁移性和企业管理水平有密切关系.土壤和地下水重金属潜在生态风险处于轻度~中度范围,土壤中重金属Hg和Cd的潜在生态风险水平较高,主要受重金属毒性影响,地下水中重金属Ni的潜在生态风险水平较高,主要受重金属含量影响.     

电子废物酸浴处置区附近农田土壤重金属污染特征

分析了我国南方某典型电子废物酸浴提取贵重金属场地周围农田土壤剖面pH,重金属含量以及重金属的形态分布特征.结果表明:酸浴提取贵重金属场地周围土壤酸化现象明显,随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加,酸化程度均减弱;底层土壤酸污染范围较小,仅限于距离污染场地很近的范围内.调查区土壤Cu和Ni 2种重金属的污染较为严重,Cd和Pb污染相对较轻.与酸污染相似,土壤中Cu和Ni的污染随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加而减弱,表层最高分别超过对照点6倍和4倍.酸浴污染土壤中重金属活性态比例普遍较高,活性态比例随距酸浴场地距离和土层深度的变化趋势与土壤酸污染相似.      

平顶山市煤矿区土壤重金属污染程度评价

通过测定平顶山市卫东区、石龙区和郏县典型煤矸石山下游土壤中重金属(Hg、Pb、Cd、Cr~(6+)、As、Cu、Zn、Ni)的含量,利用单因子污染指数法和综合污染指数法,结合河南省土壤环境背景值进行重金属污染评价。结果表明:平顶山市煤矸石山土壤总体综合污染指数为2.09,污染水平为中度污染,污染等级为中污染;单因子污染指数为Cd(2.62)Hg(1.73)Pb(1.37)Cu(1.20)Zn(1.13)As(1.0)Cr~(6+)(0.89)Ni(0.88),郏县、石龙区、卫东区的综合污染指数分别为3.09、1.62和1.55。     

电镀厂遗留场地污染分析及健康风险空间分布评价

以江苏省某电镀厂为研究对象,采集电镀厂车间土壤样品,分析样品中8种重金属(As、Cd、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg)含量分布,分别应用主成分分析、内梅罗综合污染指数法、地质统计学和场地健康风险评估模型,对土壤中重金属污染来源、污染程度、空间健康风险进行研究。结果表明:土壤中重金属Ni、Zn、Cu、Cr、Pb具有相似的人为污染源,可能主要来自于电镀作业产生的废水和废渣。As、Cr对人体的致癌风险尤其显著(>10-6),且As、Cr、Ni的非致癌风险超过了可接受水平。电镀车间、金属冲压间和填满区土壤8种重金属的风险均比较显著,是需要重点关注的区域。因此,在工业场地再开发前必须采取措施保障环境安全。     

三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属空间分布特征及来源解析

我国各大城市目前正在进行大规模的工业企业搬迁,并产生了众多污染搬迁遗留场地,其中重金属污染尤为严峻.为了分析三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属的污染状况、空间分布和污染来源,采用地统计学分析场地土壤重金属的空间变异规律和分布特征,并利用PMF模型解析场地土壤重金属的主要来源.结果表明,土壤中As、Cd、Cu、Pb、Hg和Ni的平均值远超过河南省土壤环境背景值,As、Cd、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险筛选值,As、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险管控值.Cr的高值区位于废渣堆场北侧,Ni和Cd高值区位于废渣堆场北侧和场地南侧,As的高值区位于废渣堆场南侧与生活区之间,Cu和Pb高值区较为分散,主要集中于中部的原料堆场和炼炉区,Ni和Cd、Cu和Pb具有相同的空间分布特征.基于PMF模型可知,7种重金属有3种主要来源,Cd以废渣堆积源为主,贡献率为87.60%;Cu、Pb和Hg以土壤母质源为主,贡献率分别为92.50%、75.20%和95.40%;Cr、Ni和As以原料粉尘废气源为主,贡献率分别为80.80%、83.30%和62.00%.     

万庄金矿田土壤重金属的垂直分布及形态研究

利用等离子体发射光谱法、原子荧光光谱法等研究了北京水源涵养区上游万庄金矿田4个土壤剖面样品中的Cu、Zn、Ni、Pb、Cd、Cr、Hg和As共8种重金属元素在剖面上的分布特征,以及Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni元素的形态分布特征,并对重金属元素污染现状进行了评价。结果表明部分重金属元素在土壤表层有明显的富集现象,Cd、As、Pb、Zn、Cu、Hg 6种重金属基本都随深度的增加,含量大体呈现逐渐减小的趋势,Cr、Ni有较相似的迁移和富集规律;相关性分析发现Zn、Ni、Cd、Cr、和As的相关性显著可能具有同源性。形态分析可知重金属Zn、Cd的迁移能力相对较高。地累积指数评价结果可见,土壤中Pb、As、Cd环境生态污染较严重。     

修复Cr~(6+)污染地下水的原位井技术参数研究

某小型村庄地下水中Cr~(6+)污染严重,直接威胁当地居民饮用水安全。针对该地地下水Cr~(6+)污染问题,提出原位井修复技术。首先,通过渗流柱试验考察了海绵铁粒径、径流深度和渗流速度对海绵铁去除地下水中Cr~(6+)效能的影响,在此基础上对研究区原位井结构设计及技术参数进行了探讨。结果表明:质量占比均为50%的1～3 mm和3～5 mm混合粒径海绵铁去除水中Cr~(6+)的效率最高,经45 d径流深度为90 cm的淋滤作用后,Cr~(6+)的去除率达到99.50%,出水口出水中Cr~(6+)浓度为0.04 mg/L,达到生活饮用水水质要求;出水口出水中的Cr~(6+)浓度随垂向径流深度的增大而降低,随渗流速度的增大而增加,但增加的幅度随渗流速度的增大而减小;研究区设计原位井直径为17 cm,海绵铁填充高度为9 m,抽水泵的抽水速度为1 250 L/h,建造一口原位井的综合成本为9 500元。该研究可为存在类似Cr~(6+)污染的小型村镇饮用水安全保障提供技术支持。     

典型行业再利用土壤重金属含量分布、来源解析及生态风险评价

为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用源解析受体模型（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解模型（PMF）解析其污染来源.结果表明：①研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Hg含量分别是背景值的3.54、2.34、2.91、1.20、3.75和4.40倍;7种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动影响了重金属在土壤中的分布规律.②研究区内APCS-MLR和PMF两种受体模型均识别出土壤重金属4种主要来源,源1（Cu、Zn和Pb）为金属制品和汽车制造混合源,源2（Ni和Cd）为电镀企业来源,源3（Hg）主要为化工企业来源,源4（As）为自然源,两种受体模型结合运用,进一步提高源解析的精准度和可信度.③地累积指数由大到小表现为：Hg（1.54）>Ni（1.32）>Cd（1.21）>Cu（0.96）>Pb（0.64）>Zn（-0.33）>As（-1.02）;潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数RI值在32.50~4 910.97,均值为321.40,整体呈现较强潜在生态风险,再开发利用工业场地土壤中重金属Hg、Ni和Cd的污染值得进一步关注.     

关停工业企业场地再开发利用环境调查实践

某关停钢铁线材加工厂已完成整体拆除,地块规划为居住用地,再开发利用前须进行场地环境调查。通过了解场地历史生产情况,识别出场地关注污染物为总石油烃、Zn、总Cr、Cr~(6+)、Ni、As、Pb,场地范围内布设35个土壤采样点与3个地下水采样点,分别采集土壤和地下水样品175个和3个。调查结果表明,有一个土壤监测点位总铬浓度超出风险评价筛选值,但其所在区域内所有样品总铬浓度95%置信区间上限值远低于风险筛选值;两个地下水监测点位镍、铅超标,但对人群健康无影响途径。     

电镀厂周边环境中重金属分布特征及人体健康暴露风险评价

以广州市白云区两电镀厂为研究对象,采集电镀厂车间废气和周围空气及土壤样品,分析了样品中重金属(包括Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和类重金属As、Hg)含量分布,分别应用地累积指数(Igeo)和US EPA的RAGS风险评估模型,对土壤中重金属污染程度、空气和土壤中重金属人体健康风险进行评价.结果表明,车间废气中Hg和Pb,空气中Cr分别高于相应标准限值,土壤中Cd、Hg和Zn达到中等污染程度.土壤和空气中重金属暴露的非致癌风险指数HQ和HI均1,非致癌健康风险可忽略.土壤中As和Cr的致癌风险10-4,高于最大可接受风险水平,CRCr对TCR贡献率81%.空气中Cr和Ni的致癌风险CR和TCR在10-6~10-4,存在致癌风险可能但低于最大可接受风险水平.土壤中重金属对儿童暴露的CR明显高于成人,而空气中重金属对成人暴露的CR值明显较高.相关分析表明土壤中重金属与废气中重金属含量密切相关,主成分分析表明土壤中达到中等污染的重金属来源可能不同于其它重金属.     

粤港澳大湾区土壤污染问题计量及可视化分析

土壤污染问题已经成为粤港澳大湾区迈向国际一流湾区的桎梏,对标纽约、旧金山和东京三大世界一流湾区可以为应对大湾区土壤环境压力提供方向指引.以Web of Science核心数据库中相关文献为研究对象,运用文献共被引分析、关键词共现分析和关键词突现检测的文献计量定量分析方法,对世界三大湾区土壤污染领域的研究现状进行了分析.结果表明,目前世界湾区土壤污染的研究主题主要集中在土壤污染物来源、空间分布、修复处理研究,以及土壤污染的生物可利用度、对海洋生物的不利影响、海洋生物指标在土壤污染评估的作用;土壤污染物研究的热点集中在重金属污染和有机污染上,海洋生物关联研究则对土壤污染的毒性、引发的生物性畸变和生物标志物讨论较多.通过对比国内外湾区土壤污染研究状况,发现我国湾区土壤污染研究相比世界三大湾区起步较晚,且现有国内文献成果的研究区域和主题分布不均衡,特别是在湾区土壤污染的海洋生物关联研究方面热度较低.因此,开展粤港澳大湾区海陆一体化研究、扩展考察领域至土壤污染的相关海洋生物研究,对完善我国粤港澳大湾区土壤污染研究、应对大湾区土壤环境问题至关重要.     

多证据分析技术在场地重金属污染评价中的应用研究

采用多证据分析技术,综合重金属浓度相对累积频率分布规律及其在场地中的空间分布规律,推导了案例场地土壤中As、Cr6+背景浓度上限.其中,场地1土壤中As、Cr6+背景浓度上限分别为29.8 mg.kg-1、76.1 mg.kg-1,均远高于文献报道的北京地区土壤背景浓度.场地2土壤中As、Cr6+背景浓度上限分别为10.6 mg.kg-1、33 mg.kg-1,略高于文献报道浓度.以推导的背景值作为评估标准,案例场地均存在不同程度污染,与场地历史生产活动中的排污特性分析结果及元素相关性分析结果相符.其中,场地1中As、Cr6+的超标率分别为3.8%、6.0%,场地2中仅As超标,超标率为5.2%,但均远低于以文献报道的背景浓度作为评估标准确定的超标率77.7%、96.7%及41.9%.因此,具体重金属污染场地评估项目中,应避免因直接以文献报道的区域背景浓度作为标准进行评估而使结论缺乏客观性,并导致后续修复过程中投入过多不必要的修复资金.     

不同的增强试剂对重金属污染场地土壤的电动修复影响

选择重金属污染场地土壤为修复对象,研究了添加络合剂EDTA?有机酸乳酸和柠檬酸以及无机酸硝酸对电动修复该污染土壤的影响.结果表明,增强试剂的加入,显著促进了铜?铅?镍和六价铬在电场中的迁移和去除,电动过程促进了土壤重金属向有效态(醋酸铵提取)转化.其中,在阴极加入乳酸并控制pH3.5的处理,土壤中铜的去除率最高,达78.7%.在阴?阳极都加入EDTA的处理中,土壤中重金属的去除率在30%左右,重金属在靠近阴极的部分发生聚集.在阴极加入柠檬酸的处理中,土壤中铜?镍和六价铬的去除率均较高,分别为68.5%?53.3%和52.9%.阴极加入硝酸控制pH3.5对土壤中六价铬的去除率最高,达93.3%.     

非正规垃圾填埋场土壤和地下水重金属污染特征与评价

为了解非正规垃圾填埋场土壤和地下水重金属污染状况,以江西乱石湾垃圾填埋场周边土壤和地下水为研究对象,对研究区进行采样分析,应用内梅罗综合污染指数法和美国环保局地下水健康风险评价模型对该垃圾填埋场土壤和地下水中重金属污染物进行含量特征分析与评价。结果表明,Cr(Ⅵ)、Cd、Cu、Pb重金属是填埋场土壤中的主要污染物,区域所有采样点的内梅罗综合污染指数平均值为2. 20,说明土壤受中度重金属污染; Cr(Ⅵ)是填埋场地下水的主要污染物,所有采样点的综合污染指数平均值为0. 89,说明地下水总体处于警戒线等级;致癌健康风险值在2. 32×10~(-4)～1. 69×10~(-3)/a之间,是国际委员会推荐值的4. 64～33. 8倍,致癌风险水平为Cr(Ⅵ)NiAsCd;非致癌健康风险值在2. 54×10~(-10)～9. 72×10~(-9)/a之间,致癌类重金属的个人年健康风险值是非致癌类重金属的10~5～10~6倍,说明该区域的致癌风险极大,应引起重视。     

基于不同通车时间的路旁土壤重金属健康风险:以连霍高速郑州—商丘段为例

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘断面(通车11 a)和小王庄断面(通车4 a)为研究对象,按距离公路0、5、15、25、35、50、100、200、300和1 500 m采集土壤表层样品,用原子吸收分光光度法测定土壤重金属(Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr)含量,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险模型对其开展健康风险评价.结果表明,公路通车运营时间越长,土壤重金属含量和健康风险越严重;随着离开公路路基距离的增加,土壤重金属含量和健康风险呈偏态分布或3阶多项式分布,峰值多出现在距路基15～50 m之间;土壤重金属的HQ和HI均远远小于1,不存在非致癌健康风险;各样点CRCr和TCR均略超过US EPA推荐的土壤治理标准(1×10-6),但低于一些专家提出的宽松标准(10-6～10-4),存在致癌风险的可能性,CRCr对TCR贡献率高达97.83%,Cr是最主要的致癌风险因子.     

珠海市中部主要供水水库沉积物重金属时空分布与风险评价

磨刀门和洪湾水道是珠江水系的主要出海口,受潮汐影响,沿线受其调水的凤凰山水库、大镜山水库和竹仙洞水库是粤港澳大湾区珠海市中部的重要饮用水水源地.为了解3座供水水库表层沉积物中的环境质量状况,于2019年丰、枯两季(8月和10月)对库区共15个采样点的8项重金属进行监测,并开展了相关性分析、地累积指数评价、生态风险评估和溯源分析.结果表明,8种重金属在3座水库中的含量平均值大小排序均为：竹仙洞水库>大镜山水库>凤凰山水库.凤凰山水库Hg、 Zn和Pb,大镜山水库Hg、 As、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn和Pb,竹仙洞水库8种重金属含量分别超过广东省土壤重金属背景值的1.88～2.75、1.05～2.32和1.69～6.45倍.除凤凰山水库的As,大镜山水库的As和Cu,竹仙洞水库的Cr和Ni外,其余重金属含量均呈现枯水期>丰水期的特征.地累积指数法评价结果表明,3座水库污染程度为：竹仙洞水库>大镜山水库>凤凰山水库.其中,凤凰山水库和大镜山水库仅Hg、 Zn和Pb元素表现为轻度污染,竹仙洞水库整体均受到轻度或偏中度污染.潜在生态风险指数评价结果表明,凤凰山...     

脱氮菌剂在低溶解氧黑臭水体中氮代谢特征

研究在低溶解氧浓度下氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌氮代谢能力,明确不同菌剂脱氮效率和氮转化关系,为大湾区黑臭水体治理提供理论依据.通过不同菌剂浓度和不同底物浓度,检测筛选出的氨化细菌(Staphylococcus sp. Ay)、硝化细菌(Microbacterium sp. Xw)和反硝化细菌(Arthrobacter sp. Fy)制成的菌剂在污水处理厂排放的水中的氮代谢特征;然后在低溶解氧条件下,研究不同Ay、Xw和Fy菌剂浓度在同浓度黑臭水体中氮代谢变化情况、以及相同菌剂浓度在不同浓度黑臭水体中的氮代谢特征.结果表明:Ay菌剂细菌浓度增加3倍,氨化效率没有成倍增加,说明增加氨化细菌浓度不是增加氨化速率的最佳方法; Xw菌剂对硝态氮浓度变化影响显著,低菌剂浓度条件下60 h硝态氮浓度增加180%,高菌剂浓度为231%,Fy反硝化效率较高,在较低浓度下能很快去除硝态氮.总氮浓度的适当提高可以增加Ay菌剂的氨化效率,过高会抑制Ay菌剂的氮氮代谢效率.Xw菌剂硝态氮的生成率在总氮浓度25 mg·L~(-1)条件下达到最好效果,浓度提高3 736%; Fy菌剂对氨氮去除效果不明显.总氮浓度为25 mg·L~(-1)时,Fy菌剂对硝态氮的去除达到最好效果.得出:氨化细菌和反硝化细菌原菌剂直接投加,氮代谢速率较高,硝化细菌菌剂浓度增加,可以提高硝态氮生成速率.在一定范围内,增加底物浓度可以增加菌剂氮代谢效率,浓度过高将抑制氮代谢效果,可为大湾区黑臭水体问题的解决提供数据支持.