多相抽提+原位化学氧化工艺去除地下水中苯的应用研究

针对某工业搬迁企业地下水中苯的污染,采用了多相抽提+原位化学氧化工艺进行修复处理。结果表明,抽提/回注交替0～36 d,苯的浓度整体呈下降趋势,偶有小幅波动;抽提/回注40 d后,监测井中苯的浓度基本趋于稳定,且浓度低于修复目标值;抽提/回注的交替周期以40～50 d为宜。同时修复完成后一年期内设置了6个监测点位,均采集8个批次样品,样品中苯的浓度与修复目标值的比值在0.16～0.25之间,均满足修复效果评估的要求。     

钢铁企业污染场地土壤环境评价与修复研究

搬迁企业原址场地(棕地)可能由于原生产活动遗留有毒有害物质的污染,因此.棕地改造之前必须对其进行污染调查分析和环境风险评价,判断其是否需要进行土壤修复.采用磁学测量结合土壤理化分析对首钢搬迁场址进行了土壤污染词查,用克里格法插值后采用内梅罗指数法评价土壤环境风险,并列举了不同生产区域的主要污染物和相应的土壤修复方法.     

砂土对NH+4-N的吸附研究

以中砂和我国河流的典型污染因子NH 4 - N为对象,研究污染河流对地下水质的影响.通过室内土柱试验模拟污染物的下渗过程,分析包气带厚度和污染物浓度对NH 4 - N吸附的影响,并探讨砂性土对NH 4 - N的吸附机理.结果表明,同一介质对NH 4 - N的吸附,达到吸附平衡时,其动态吸附量远小于静态吸附量;对相同质量浓度的NH 4,包气带厚度对吸附量无影响;同一包气带,随NH 4质量浓度的增加,达到吸附平衡时,NH 4的吸附量、平衡浓度和吸附速度增加,而达到吸附平衡的时间和所消耗的注入液量减少.本研究对污水灌溉以及污染质在土壤和地下水中迁移转化的预测有重要意义.     

β-环糊精强化微生物修复石油烃污染土壤的试验研究

石油烃污染物的生物可利用性是土壤微生物修复的限制因素,为了提高污染物的生物可利用性和降解效率,引入环境友好的β-环糊精作为污染物增溶剂,并与表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作对比。结果表明,当β-环糊精的投加浓度为其在水中饱和溶解度的90%、SDS的投加浓度为其临界胶束浓度时,β-环糊精和SDS对土壤中石油烃污染物的增溶效果达到最大,分别为84.42%和89.63%。虽然两者都具有相近的增溶效果,但SDS具有一定的生物毒性,抑制了微生物的生长及其对石油烃污染物的降解,而β-环糊精可以促进微生物生长并有效提高微生物对污染物的去除效率。投加β-环糊精的微生物修复组在15 d内的降解率达到19.5%,比单独微生物修复组的降解率提高了70%以上。     

煤炭地下气化灰渣浸泡实验及Zn、Cd、Pb、As环境效应分析

为研究煤炭地下气化灰渣的环境效应,主要是对地下水的影响,以洛阳半焦煤为研究对象,进行煤炭地下气化的模型实验.取气化后的灰渣浸泡,测定浸出液中Zn、Cd、Pb和As4种元素的质量浓度.浸出液中Zn、Cd和As的质量浓度均低于地下水Ⅲ级标准.在饮用水允许的浓度范围内,不会对地下水造成多大污染;Pb的质量浓度在地下水Ⅴ类标准内,可能会对地下水造成一定污染.现场应考虑采取适当处理措施.4种元素的质量浓度均远低于浸出毒性鉴别标准值,因而不属于具有浸出毒性的危险废物.研究表明洛阳半焦煤地下气化灰渣中的Zn、Cd、Pb和As对环境的影响较小,不会对地下水产生多大影响.但在现场的工业试验中,由于长期的积累作用,也可能使元素的累积浓度超过地下水允许浓度,应定期监测.     

阴-非混合表面活性剂对DNAPLs的增溶作用

表面活性剂增溶修复是一种有效的土壤有机污染修复技术.采用静态平衡法比较研究了单一的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和非离子表面活性剂聚氧乙烯失水山梨脂肪酸酯醇醚(TWSO)及其混合表面活性剂对3种氯代烃化合物氯苯(CB)、1,2-二氯苯(1,2-DCB)和三氯乙烯(TCE)的增溶作用.考察了无机盐离子Na 、M2 和Ca2 对增溶作用的影响,以期为土壤和地下水重非水相液体(DNAPLs)污染提供新的修复途径.结果表明,阴-非混合表面活性剂TW80-SDS对3种化合物的增溶效果明显强于单一的阴离子表面活性剂SDS,混合表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)随着非离子表面活性剂质量分数的增加而降低,其增溶能力随着非离子表面活性剂质量分数的增加而增加,对污染物的增溶程度排序为:三氯乙烯＞氯苯＞1,2-二氯苯.表面活性剂在临界胶束浓度以上,对有机物的分配系数Kmc与有机物的辛醇-水分配系数Kow相当,而增溶比与有机物的水溶解度呈正相关,与Kow、kow、溶质的摩尔体积和表面活性剂的亲水-亲油平衡值HLB呈负相关.Na 、Mg2 和Ca2 能增大氯苯在表面活性剂中的表观溶解度,阴非离子表面活性剂SDS与TW80混合后能提高表面活性剂的抗硬水能力,提高增溶效率.     

灰色关联度分析在地下水污染源强定量评价中的应用

以氨氮为研究对象,利用HYDRUS-1D软件模拟多个污染场地氨氮质量浓度的折减系数,通过灰色关联度法分析折减系数与场地污染源、包气带特征指标之间的关联程度.依据关联度计算结果,建立了以主要特征指标为自变量、折减系数为因变量的多元线性回归方程,综合反映包气带对某一特征污染物的衰减能力.案例研究结果表明,在典型场地资料有限的前提下,该方法能快速有效地得到地下水中的氨氮质量浓度预测值,并保证计算误差在统计学标准范围内.     

还原菌Staphylococcus sp.修复六价铬污染土壤的中试研究

为探索微生物修复的工程化应用前景,开展六价铬污染土壤的微生物还原修复中试研究。通过采集废弃电镀厂场地污染土壤,筛选出1株具有六价铬还原作用的功能菌Staphylococcus sp.。Staphylococcus sp.对六价铬的耐受质量浓度高于200 mg/L,最适pH值为7,适宜温度为25～35℃。研究发现,当土壤六价铬初始质量比为98.00 mg/kg、水土比(mL∶g)为2∶1、添加肉膏蛋白胨(Luria-Bertani, LB)培养基的条件下,Staphylococcus sp.能在21 d内将六价铬全部还原。在污染土壤的微生物治理中试研究中,污染土壤的用量为200 kg,水土比(mL∶g)为2∶1,且周期性地添加LB培养基。土壤中六价铬初始质量比为65.42 mg/kg,Staphylococcus sp.在6 d内对六价铬的还原率达到92.59%,后续24 d土壤中六价铬质量比在2.97～10.85 mg/kg呈现波动状态。结果表明,污染场地筛选出的土著功能菌Staphylococcus sp.具有潜在的工程应用价值。中试研究确定的相关参数能为后期工程化应用提供技术支撑。     

页岩气井场土壤石油类污染特性及对理化性质的影响

为了解页岩气开采过程中的石油烃污染情况及其对土壤理化性质的影响,选择四川4个典型页岩气井场周围土壤为研究样地,采集石油烃污染土壤样品并测定土壤污染特征和理化性质,进一步利用SPSS分析了石油烃质量比与各类理化因子的相关性。结果表明:1)页岩气开发过程井场周围土壤受到不同程度的石油烃污染,质量比为0.022~15.6 g/kg,15个样点中有11个点土壤石油烃质量比超过500 mg/kg的临界值,石油烃萃取物GC-MS组分分析表明,污染物以大分子的直链烷烃和支链烷烃为主,占污染组分的90%以上;2)土壤受到石油烃污染后,土壤有机质显著增加,使含水率和p H值明显降低,还使发光细菌的半致死率EC50显著降低,即提高了土壤水浸液的毒性等级;3)土壤含油量对营养素全磷和全氮无显著影响,污染土壤中C、N、P比例严重失调,因此在进行烃污染土壤修复时需要适当补充N、P营养盐,可增强土壤中微生物的活性,加速石油烃的分解;4)相关性检验(LSD)结果显示,受烃污染土壤中的石油烃质量比与含水率和有机质呈极显著相关,与p H值和生物毒性EC50呈显著相关,与电导率、TN和TP无显著相关关系。     

南水北调中线总干渠水质健康风险与控制技术研究

南水北调中线总干渠内排段因工程建设特点,污染物可随地下水进入干渠,致干渠水质存在健康风险,直接影响受水地区人民的身体健康.本研究在总干渠风险污染源解析识别的基础上,通过小试,确定了“复配介质渗透反应格栅(PRB)修复”和“水力截获”两控制技术.在现场中试基础上,建成“硝酸盐污染地下水的PRB修复技术示范工程”和“水力截获技术工程化试验示范工程”.工程试验结果显示:复配介质PRB修复技术对硝酸盐氮污染物修复率90％以上;水力截获技术对铬、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等风险污染物截获率均达到90％以上,符合《地下水质量标准》(GB/T14848-9)Ⅲ类水质要求.可有效应对总干渠水质的健康风险,保证南水北调中线总干渠内排段乃至全线的水质安全.     

热脱附尾气中DDTs在模拟水泥窑中的去除效果

为了降低滴滴涕(DDTs)污染土壤热脱附修复的成本,分析了水泥窑技术去除污染土壤热脱附尾气中DDTs的可行性。主要考察了处理温度、停留时间、氧气体积分数对DDTs去除的影响。结果表明:随处理温度升高和停留时间延长,DDTs的去除率逐渐升高,当处理温度为900℃、停留时间为2 s时,其去除率为99.46%;模拟水泥窑处理后尾气中p,p'-DDT的比例降低,p,p'-DDE成为尾气中DDTs的主要成分;DDTs的降解产物有1,1-双(对氯苯)-2-氯乙烯、2,4'-二氯苯甲酮、二苯甲烷、苯甲酮和二苯甲醇,其最大质量浓度分别为0.08μg/m~3、0.24μg/m~3、1.07μg/m~3、2.56μg/m~3和0.52μg/m~3;处理过程中伴有少量的二噁英产生,但二噁英的质量浓度满足GB30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》的要求。研究表明,水泥窑工艺可以有效去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs。     

基于GIS的华北某市地下潜水层硝酸盐含量变化趋势分析

城市化过程导致的地下潜水层日趋严重的硝酸盐污染问题已引起人们的普遍关注。以华北地区某重点城市为研究对象,基于ArcGIS平台分析了该市1980、1990、2000和2010年4个时间点地下水硝酸盐质量浓度的时空变异特征。结果表明,1980—2010年研究区潜水硝酸盐高浓度区域大幅增加,污染趋势非常明显。老城区地下水硝酸盐质量浓度经历了1980—1990年迅速上升和1990年后稳中有降两个阶段,预计未来硝酸盐质量浓度还将缓慢下降;拓展区潜水硝酸盐质量浓度总体上呈现先急后缓的上升趋势,预计未来可能还将持续上升。城市地下水水质与侧面表现城市化进程的土地利用类型之间有着密切的关系,1980—2010年一直处于老城区建设用地区域的典型样点地下水硝酸盐质量浓度增加速度较为缓慢;而位于拓展区地表由非建设用地类型转变为建设用地类型的典型样点地下水硝酸盐质量浓度增加较快,峰值也较高。此外,随着城市化进程的不断完善,城市地下水硝酸盐质量浓度增加的强度在到达一定程度后出现了减弱。     

基于健康风险的场地土壤修复限值分析

以某有机污染场地为研究对象,综合选择USEPA、ASTM和VROM等认可程度较高的健康风险评价方法,结合我国的人群特点和场地特征修正风险评估参数,对该场地污染土壤进行健康风险分析。监测结果表明,土壤中苯、苯并(a)芘和苯并(a)蒽3种有机污染物分别超过了其风险筛选值。通过口腔摄入、皮肤接触和呼吸吸入污染物3种暴露途径计算健康风险,污染土壤对人体产生的叠加致癌风险概率CR和非致癌危害HQ分别达到了9.59×10-5和15.46,会对该场地上的居民产生较大健康危害。根据CR和HQ的可接受风险水平10-6和1,将土壤中苯并(a)芘和苯并(a)蒽的修复目标值确定为0.033 mg/kg和0.33 mg/kg。     

铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响

以处理模拟生活污水的平板膜-生物反应器为依托,将进水铁离子质量浓度分别调配成6 mg/L、1g mg/L、40 mg/L,考察三价铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响.结果表明,投加铁离子对平板膜-生物反应器的出水水质影响不大.随着铁离子投加质量浓度的增加,跨膜压差(TMP)增长趋势变小,膜污染得到缓解,其中铁离子投加质量浓度为40 mg/L时,膜污染控制效果最好.铁离子的投加强化了生物絮凝作用,造成污泥质量浓度的上升,溶解性微生物产物(SMP)和松散型胞外聚会物(LB-EPS)质量比的下降.从膜阻力分析可以看出.投加铁离子主要是降低SMP和LB-EPS等凝胶层污染物引起的外部阻力.     

安徽北部矿区深层地下水重金属含量特征及水质评价

测试了安徽北部矿区4个典型煤矿深层地下水中5种重金属元素的含量,水样采自松散、煤系、太灰和奥灰4个含水层。在对各含水层5种重金属质量浓度特征分析的基础上,通过加附注评分法和Nemerow综合污染指数法对矿区主要含水层深层及区域整体开展了地下水重金属污染评价。结果表明:松散和太灰含水层中水样重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cd、Cr,而煤系和奥灰含水层中水样重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cr、Cd;整体地下水中重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cd、Cr;标准差显示煤系水和太灰水可能已受到采煤活动的扰动;松散层和奥灰水质为良好,太灰水质较差,煤系水质极差(F=7.52);整个矿区地下水水质分级为较差,综合污染评价结果为警戒线(NI=1.0),污染水平为尚清洁。     

华南地区农药厂地块土壤异味污染物识别

异味污染近几年已引起高度重视,但由于相关导则标准不完善,致使异味调查是当前污染地块调查工作中的突出难点。针对华南地区某农药厂地块进行异味调查,从生产工艺分析和预采样分析两方面着手,构建污染地块异味污染物识别技术路线,提出异味污染物筛选的基本原则和依据,探索开展土壤气异位采样分析。结果显示,从生产工艺分析、土壤预采样以及土壤气预采样中分别识别出异味污染物21种、31种和12种,汇总后共40种。此外,从相邻地块调查中识别出2种。最终筛选出试验地块关注的异味污染物为42种,包括苯系物14种、烷烯烃10种、硫化物5种、含氧有机物6种、氯代烃3种、胺类和其他4种。异味污染较为严重的点位主要位于亚胺硫磷车间、氯乙酸车间和排水管网附近,其中黏土层的污染物质量浓度较高,相关区域和土层应作为今后调查的重点。研究可为农药厂地块或其他类似污染地块的异味污染调查提供参考。     

基于地下水数值模型的蒸气入侵健康风险评估案例研究

某化工厂搬迁后拟开发为住宅用地,但其浅层地下水中存在的乙苯污染可能通过蒸气入侵途径进入人体,从而导致人体健康风险。建立了研究区的地下水污染数值模型,对各关注点进行了分时段蒸气入侵健康风险评估;并将所得评估结果与常规健康风险评估结果进行比较。结果表明,较常规健康风险评估方法,采用基于地下水数值模型的分时段健康风险评估方法所计算的致癌及非致癌健康风险水平,在中心点低1个数量级,在上游点及下游点低3~4个数量级。基于地下水数值模型的健康风险评估方法考虑了污染物的自然降解作用,因而避免了常规健康风险评估方法将现状质量浓度作为长期暴露质量浓度而导致的评估结果过于保守的缺点;基于地下水数值模型的健康风险评估还可以看出位于污染羽中心点、上游点及下游点各关注点在不同时段内的健康风险水平变化情况,因而可更好地指导风险控制决策。     

输油管道泄漏地下水污染模拟及预防措施研究

穿越地下水源地的输油管道在运行过程中可能对区域造成环境污染,尤其是发生泄漏事故时会对地下水产生严重影响。以穿越某水源地的输油管道为例,采用地下水模拟系统(GMS软件),对管道泄漏后,石油类物质在地下水的污染状况进行模拟,分别预测了污染物抵达含水层后的1年、5年、10年、15年和20年的持续污染情形,以及在地下水中的浓度分布。模拟结果显示,石油在地下水中沿着地下水流方向移动,在运移20年后,受污面积可达45 937.1 m2。根据模拟结果,提出了预防措施和防治方案,分别为设置防渗层、确定监测井位置、增设监测井以及迁移敏感区的井口位置,以期为实际工程提供参考技术支持。     

镇江老城区降雨地表径流污染特征分析

城市道路地表径流污染已经成为城市水体恶化的重要原因之一。为了解镇江老城区地表径流污染特征,2010年7月到8月对镇江老城区的城市客厅、江滨新村以及南门夜市这3个汇水区域在不同降雨强度下的地表径流进行监测分析。结果表明,3个汇水区域地表径流水质COD、NH3-N、SS均超出国家地表水环境V类标准,其中南门夜市(商业区)污染最为严重;从降雨-径流过程污染物浓度历时变化看,各个水质参数均呈现一定的初始冲刷现象,初期雨水污染浓度极高,随降雨历时的延长污染物浓度逐渐下降并趋于稳定;干期长度与降雨强度对地表径流水质参数COD、NH3-N的影响较显著。     

波茨坦短芽孢杆菌降解4-氯酚和苯酚的特性

考察了波茨坦短芽孢杆菌对4-氯酚的降解特性及4-氯酚与苯酚在双底物体系中的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能以4-氯酚为唯一碳源和能源,完全降解200 mg/L、250 mg/L及300 mg/L的4-氯酚所需时间分别为48 h、63 h和84 h,但该菌无法降解350 mg/L的4-氯酚,表明较高浓度的4-氯酚对细胞生长有较强的抑制作用。酶活分析表明,4-氯酚可诱导波茨坦短芽孢杆菌合成氯代邻苯二酚1,2-加氧酶并通过邻位裂解途径降解。细胞生长动力学过程符合Haldane方程,动力学参数为细胞最大比生长速μmax=0.145 h~(-1),半饱和系数KS=30.45 mg/L,底物抑制系数Ki=127.62 mg/L,决定系数R~2=0.98。在4-氯酚和苯酚双底物降解过程中,4-氯酚的存在会抑制苯酚的降解,当4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,1 400 mg/L苯酚被完全降解耗时更长,菌体优先利用苯酚作为碳源和能源,苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才开始被降解;苯酚对4-氯酚降解的影响体现为低浓度促进和高浓度抑制,苯酚促进时质量浓度为100~300 mg/L,而苯酚质量浓度高于300 mg/L会产生抑制作用,当苯酚初始质量浓度为200 mg/L时4-氯酚降解速率最大。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述4-氯酚/苯酚双底物降解体系中细胞生长过程,苯酚对4-氯酚降解的抑制程度I_(1,2)=1.47,4-氯酚对苯酚降解的抑制程度I_(2,1)=2.56,决定系数R~2=0.95。研究表明,4-氯酚对苯酚降解的抑制作用大于苯酚对4-氯酚。