盘龙江水及沉积物中酚类EDCs的污染特征及源解析

研究了云贵高原城市河流盘龙江水及沉积物中酚类内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)的污染特征及源解析,阐明了酚类EDCs的含量水平、分布特征、季节变化及污染来源,并估算了其排放到滇池的量。结果表明,盘龙江水及沉积物中普遍检出了酚类EDCs,其含量沿程变化呈现倒"W"型,枯水期的残留水平高于丰水期。除松华坝水库外,盘龙江水中的∑EDCs质量浓度为70~429 ng/L,沉积物中质量比为16~813 ng/g dw(干重),每年输入滇池的量约为43 kg/a,NP2EO、NP1EO和BPA是主要的酚类EDCs。NP2EO、NP1EO、4-NP、BPA、4-CP和4-tOP在水中的质量浓度分别达到202 ng/L、154 ng/L、17 ng/L、79 ng/L、3.3ng/L和4.7 ng/L,在沉积物中质量比分别达到352 ng/g dw、316 ng/g dw、18 ng/g dw、124 ng/g dw、5.5 ng/g dw和14 ng/g dw。酚类EDCs在水和沉积物中的含量具有较好的相关性,水体自净过程对污染起到了一定的缓解作用。与其他地区河流相比,盘龙江中酚类EDCs的残留处于中等偏下水平。酚类EDCs在市区河段含量明显高于郊区段,对该区域内的水生生物构成了潜在危害。     

珠江口地区沉积物中酚类物质污染及其生态安全评价

测定并分析了珠江口、横门水道及附近鱼塘沉积物中4种美国EPA优先控制氯酚化合物(CPs)和双酚A(BPA)的污染特征.结果表明:4种USEPA优先控制CPs化合物中,五氯酚(PCP)和2,4-二氯酚(2,4-DCP)的检出率为100%,2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)检出率为30%,2-氯酚(2-CP)的检出率为0,PCP、2,4,6-TCP、2,4-DCP的干重质量比范围分别为0.57～4.30 ng/g、0.25～2.18ng/g和0.17～7.20ng/g;BPA的检出率为100%,质量比范围为0.58～2.16ng/g.上述酚类物质在河流沉积物中的质量比均高于它们在鱼塘和珠江口沉积物中的质量比.多元回归分析显示,4种CPs化合物、BPA与pH值和有机质等环境因子的相关性不显著.参照SSB阈值和EC/PNEC生态风险评价体系,珠江口地区沉积物中CPs和BPA等酚类物质导致生态风险的可能性较低.     

臭氧氧化去除二级出水中PPCPs的研究

药品及个人护理用品(PPCPs)是一类痕量、顽固的新兴有机污染物,采用传统水处理工艺不易去除,需深度处理。采用批量试验方法,研究了臭氧氧化二级出水中添加的19种PPCPs的去除效果,考察了臭氧投加量、p H值、自由基抑制剂对去除效率的影响,并根据氧化产物推断可能的反应途径。结果表明,在原水水样p H=7.1条件下,臭氧质量浓度为1.2 mg/L时,能有效去除大多数PPCPs。其中,抗生素类PPCPs和个人防护类PPCPs的去除率分别达到了68%和70%,而雷尼替汀和噻苯咪唑去除效果不明显,仅为17.73%和12.3%。增加臭氧投加量或提高反应p H值会显著提高除雷尼替汀和噻苯咪唑外的PPCPs去除率。加入的自由基抑制剂对臭氧氧化PPCPs有明显抑制作用。PPCPs的氧化降解产物有机酸会降低反应p H值,进而影响PPCPs的去除效果。     

某石油污染滩涂沉积物中总石油烃和多环芳烃组成分布特征及源解析

对石油污染滩涂区域不同高程表层沉积物和部分垂直剖面沉积物进行采样分析,分别采用紫外分光光度法和气相色谱质谱联用法测定了沉积物中的TPH(总石油烃)和16种优控PAHs(多环芳烃),分析其组成分布特征,并进行了源解析。结果表明:中低潮滩表层沉积物中TPH质量比在15.20~63.27 mg/kg,与对照点质量比水平相当,远低于《海洋沉积物质量标准》(1 000 mg/kg),PAHs均未检出;高潮滩表层沉积物中TPH质量比在1 070.00~46 327.20 mg/kg,显著高于对照点和相应中低潮滩沉积物中污染物质量比,部分点位严重超出《海洋沉积物质量标准》,PAHs质量比在0.60~30.90 mg/kg,多数点位属于重度污染;3号点和7号点高潮滩垂直剖面样品中TPH和PAHs质量比呈现随深度增加而降低的趋势,9号点则相反;高潮滩沉积物中TPH和PAHs质量比之间呈显著正相关关系(Pearson相关系数r为0.985,p0.01),具有同源性;各点位TPH均以C17~C36质量分数最高,其占比为80.15%~94.40%,PAHs组成均以2~3环为主,占比为58.14%~87.70%,低环PAHs以萘、芴和菲为主要污染物。TPH和PAHs组分特征表明,研究区域的滩涂沉积物受到了重油污染影响。     

白洋淀湿地芦苇根际土壤微生物电子传递体系(ETS)活性的研究

微生物电子传递体系(ETS)活性是反映微生物活性的一个重要指标。为了解湿地环境中微生物活性的特征,探讨湿地植物根际土壤微生物活性对湿地生态系统物质循环的影响,以白洋淀湿地典型植物芦苇为研究对象,分析了不同水位条件下芦苇根际土壤微生物ETS活性的季节变化规律。结果表明,根际土壤ETS活性季节变化明显,呈现先上升后下降的趋势。ETS活性在夏季较高,8月前后出现最大值,淹水区、水陆交错区和台地的最大值分别为0.08 mg O_2/(g·h)、0.084 mg O_2/(g·h)、0.13 mg O_2/(g·h),随后逐步下降;在冬季较低,淹水区、水陆交错区和台地的最小值分别为0.027mg O_2/(g·h)、0.037 mg O_2/(g·h)、0.045 mg O_2/(g·h),出现在12月前后,最大值约为最小值的3倍。相关性分析指出其活性变化与气温变化呈显著正相关(p0.01)。不同水位条件下ETS活性从大到小依次为台地、水陆交错区、淹水区。其中,台地区和水陆交错区根际土壤ETS活性与淹水区相比均存在显著差异(p0.01),其活性分别为淹水区的1.8倍和1.2倍。芦苇根际沉积物TN、NH+4及NO_3~-质量比呈现相似的季节变化趋势。最大值出现在6月1日,淹水区、水陆交错区、台地区TN质量比峰值的范围在2.8~3.4 mg/g,NH_4~+质量比峰值的范围在72.0~78.3μg/g,NO_3~-质量比峰值的范围在20.0~28.5μg/g;最小值出现在9—10月,淹水区、水陆交错区、台地区质量比最低值的范围在0.6~1.6 mg/g,NH+4质量比最低值的范围在8.1~15.0μg/g,NO_3~-质量比最低值的范围在5.1~9.7μg/g。其中,水陆交错区ETS活性与土壤中TN和NH+4质量比的相关性极其显著(p0.01),淹水区ETS活性与土壤中NH_4~+质量比相关性极其显著(p0.01),其他条件下ETS活性与土壤中氮素质量比均无显著相关性。由此可见,湿地植物根际土壤ETS活性不仅受到水位和气温变化的影响,还可能与土壤中TN和NH+4含量相关。因此,在评价湿地土壤质量变化时,除考虑土壤微生物量等敏感指标外,还应获得环境因素等其他信息,为正确快速评价土壤微生物群落和土壤质量变化提供参考。     

叶甜菜对土壤中汞的吸收分配及土壤汞安全阈值研究

为保障土壤汞污染地区叶甜菜的安全生产,通过土壤模拟试验方法,研究了叶甜菜对土壤汞的吸收、分配及其安全生产的土壤汞质量比临界值。结果表明:1)土壤中有效态汞占全汞的比例很低,各处理均在2.5%以下;2)叶甜菜生长对土壤汞污染有较强抗性,但不同器官间存在差异;3)叶甜菜根系对土壤中汞的吸收能力较强,但向地上部的转运能力较弱,根系对土壤汞富集系数为5.16%~9.30%,地上部器官富集系数仅0.16%~1.64%,各汞处理为0.16%~0.48%;4)叶甜菜根系汞质量比与土壤汞质量比间的关系为乘幂关系,而茎和叶柄、叶片汞质量比与土壤汞质量比间的关系为直线关系;5)叶甜菜根系、茎和叶柄、叶片中汞质量比符合国家标准(10μg/kg,GB 2762—2012)的土壤汞质量比安全阈值分别为0.21 mg/kg、5.12mg/kg、3.23 mg/kg。     

工业区土壤和农产品镉污染状况及暴露评估

以某铅锌冶炼厂周边为研究区域,网格法采集30个表层(0～10 cm)土壤样品,对应采集46个粮食样品和69个蔬菜样品,用ICP-MS测定镉质量比。运用普通克里格法(Ordinary Krigging)预测研究区域内土壤镉质量比的空间分布,结合单因子污染指数评价土壤的镉污染级别。通过分析粮食和蔬菜的镉质量比,评估其食用安全性以及受调查居民镉的膳食暴露风险。结果表明:1)距离铅锌冶炼厂1 000m范围,或东南侧(下风向)3 000 m内土壤中镉质量比大于0.65mg.kg-1;2)研究区域土壤中镉单因子污染指数超过了警戒线(P≥1.0),个别区域受到严重污染(P=4.7);3)土壤与小麦籽粒镉质量比存在极显著正相关关系(r=0.889,p<0.01),粮食样品镉质量比超过限量标准(GB 2762—2005)的占52.2%,蔬菜样品为8.7%;4)仅以粮食和蔬菜摄入估计的THQ=0.79,对于普通人群来说,小麦、蔬菜和大豆摄入对每日镉摄入量的贡献率分别为85.1%、12.9%和2.0%。研究区域土壤2/3以上面积受到镉污染,土壤可能是小麦籽粒镉的来源之一。当地受调查人群若长期食用该地区种植的农产品,镉的膳食暴露风险在可接受的范围内,其中,小麦对镉摄入贡献最大。     

长江口围填海土壤中PBDEs的浓度、组成及来源解析

选取上海市崇明岛为采样区域,研究1974—2010年5个年代的由长江泥沙冲刷淤积而成的长江口围填海土壤中PBDEs的质量比分布、组成特征,并对其进行来源解析。于2012年10月在选取的5个年代区域分别采用五点梅花网格布点法采集表层(0~15 cm)和深层(100 cm)土壤,样品经索氏提取和层析净化处理后,采用GC-MS定量定性方法检测。结果表明,12种PBDEs目标化合物全部被检出,表层和深层土壤中∑12PBDEs质量比范围分别为8.008~27.783 ng/g、7.032~12.506 ng/g,主要是低溴代PBDEs。此外,其污染水平随年代呈现不断上升的趋势。最后基于因子分析法解析其来源,围填海土壤样品中最主要的污染源是PBDE-17、47、66和28;而且结合土壤污染质量比及组分特征分析得到,表层土壤与下一年代的围填海深层土壤的污染水平和来源基本一致。     

三峡库区重庆段重点水域沉积物多环芳烃的污染特征及生态风险评价

采用液相色谱法对三峡库区重庆段9个断面沉积物样品的多环芳烃(PAHs)进行了分析。结果表明,三峡库区重庆段沉积物中ΣPAHs质量比范围为68.6~4 226 ng/g,平均质量比为685 ng/g;7种致癌单体Σ7PAHs质量比范围为23.7~1 265 ng/g,平均值为261ng/g,属中等污染水平。沉积物中ΣPAHs质量比最高点位于化工园区下游,其余断面质量比较低且变化较小;化工园区下游以2~3环为主,占总量的50.66%,其余断面以5~6环为主,占总量的25.90%~67.01%。沉积物中PAHs来源主要为木柴、煤燃料的高温燃烧。沉积物质量基准法和质量标准法评价结果表明,化工园区下游沉积物存在生态风险,有必要开展PAHs污染来源调查和底质生态修复研究;其余断面存在潜在生态风险,需加强监测。     

纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中植物吸收铅和3种酶活性的影响

采用盆栽试验研究了纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中油菜和白菜的生物量、土壤中Pb质量比、油菜和白菜中Pb累积量及土壤中3种酶活性的影响。结果表明:在纳米羟基磷灰石质量比为15g/kg时油菜地上部Pb累积量为最小值2.06 mg/kg,土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性达到最大值,与空白相比分别提高9.16%、79.2%、64.3%,并且达到了显著性差异(p0.05);在纳米羟基磷灰石质量比为20 g/kg时白菜地上部Pb累积量为最小值5.21 mg/kg,土壤中脲酶、过氧化氢酶活性达到最高值,比空白分别提高93.9%、18.8%,并且达到了显著性差异(p0.05),而蔗糖酶活性达到最大值的质量比为15 g/kg,与空白相比提高75.4%,并且达到了显著性差异(p0.05)。种植油菜土壤中Pb总量与3种酶活性呈现极显著的正相关,而种植白菜的土壤中Pb总量与脲酶和过氧化氢酶呈现极显著的正相关,与蔗糖酶相关性不显著。油菜的生物量、种植土壤中3种酶活性和耐Pb毒性能力明显高于白菜,因此,种植油菜比白菜的修复效果好。     

基于超高效液相色谱串联质谱法的番茄果实和土壤中氟吡菌胺残留测定

建立了番茄果实和土壤中氟吡菌胺残留的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测方法。用乙腈水溶液提取样品中的氟毗菌胺,以C_(18)柱为分析柱、乙腈-甲酸水溶液为流动相,采用超高效液相色谱-串联质谱多反应监测、电喷雾正离子源、外标法定量。氟吡菌胺在0.05~1.00 mg/L范围内与峰面积呈良好的线性关系,线性方程为y=6964.10x-143.28,决定系数为0.996 8。向对照番茄果实、对照土壤中分别添加氟吡菌胺标样,使其添加量分别为0.10 mg/kg、0.40 mg/kg和2.00 mg/kg,平均回收率分别为92.43%~103.32%和92.75%~104.46%,相对标准偏差分别为3.8%~4.9%和3.4%~4.4%。番茄果实和土壤中氟吡菌胺的定量限分别为1.0μg/kg和1.7μg/kg,检出限分别为0.3μg/kg和0.5μg/kg。     

重金属铜离子在分层土壤中的迁移机制

以重金属铜离子为研究对象,设计了包含黏土防护层、壤土运移层、竹炭(碳粉)净化层组成的复杂室内大土柱(直径Φ=280 mm)模型。在重金属铜离子运移试验研究的基础上,着重分析了铜离子在具有复杂分层结构土柱模型中的迁移规律。结果表明,黏土对铜离子的吸附阻滞作用显著高于壤土,阻滞效率在91%左右。经黏土阻滞后,碳粉净化层与壤土层自净效率约占7.5%,显著降低了模型出口铜离子残余量(可降至总量的0.45%)。对设计研究模型,试验结果充分体现出黏土吸附阻滞作用为主、碳粉净化作用为辅的显著特性。因此,如将此理念推广至地下水环境保护实践,则可简称之为"以防为主,以治为辅"的地下水环境保护理念。     

草酸-FeCl3复合淋洗剂对Pb、Zn污染土壤淋洗效果研究

采用草酸-FeCl_3复合淋洗剂对土壤中严重超标的Pb和Zn进行振荡淋洗试验,并研究了淋洗剂浓度、液土比、淋洗时间、淋洗次数等因素对重金属去除效率的影响,采用BCR形态分级法分析淋洗前后重金属形态的变化。结果表明,淋洗剂对土壤中Pb、Zn的去除效果从大到小依次为草酸-FeCl_3复合、FeCl_3、草酸。草酸-FeCl_3复合淋洗剂的最适淋洗条件为草酸浓度0.1 mol/L,FeCl_3浓度0.4 mol/L;淋洗时间8 h;液土比20 m L∶1 g;淋洗1次,Pb去除率达到85.71%,Zn去除率达到78.49%。草酸-FeCl_3复合淋洗剂对土壤中酸溶态、可还原态和可氧化态的Pb和Zn均具有较好的去除效果,有效去除了土壤中生物活性高的Pb和Zn,降低了其环境风险。     

不同性质土壤中锑对小麦根伸长的毒性阈值及预测模型

针对土壤中锑污染毒性阈值研究较少的现状,参考ISO11269-1根伸长毒性测试标准方法,采集7种不同性质的土壤,利用TableC urve2D软件拟合剂量-效应关系,得到锑对小麦根伸长的毒性阈值(EC10和EC20)及其预测模型。当外源锑质量比增加时,7种土壤中小麦的相对根长均减小。毒性阈值与土壤理化性质相关分析表明,毒性阈值EC10和EC20与土壤p H值呈显著负相关关系,与土壤总铁质量分数呈显著正相关。回归分析得出,土壤p H值和土壤总铁质量分数可以解释90%的毒性阈值的变异。EC10和EC20的预测值与实测值的比值在2倍范围内。研究表明,在不同性质土壤中锑对小麦的毒性阈值有显著差异,土壤p H值、总铁质量分数与小麦的毒性阈值间呈显著相关关系(p0.05),所得回归模型可较好地预测锑对小麦的毒性阈值。     

尼龙6纳米纤维膜富集/固相表面荧光法快速检测水体痕量多环芳烃研究

以静电纺丝法自制的尼龙6纳米纤维膜为吸附材料,建立了快速测定水体痕量多环芳烃(PAHs)的固相表面荧光光谱法(SSF)。将直径为5 cm的尼龙6纳米纤维膜作为滤膜用于抽滤菲、芘、荧蒽的水溶液,将膜自然晾干后置于可变角粉末样品池上,利用荧光分光光度计测量膜表面PAHs的三维固相表面荧光光谱特征,确定最佳激发发射波长,考察荧光强度随溶液初始质量浓度的线性变化关系。结果表明,菲、芘、荧蒽的最大激发发射荧光中心分别位于Ex/Em=255nm/368 nm、Ex/Em=340 nm/376 nm和Ex/Em=290 nm/437 nm处。当抽滤水样体积为500 m L时,菲、芘、荧蒽荧光强度与初始质量浓度之间的标准曲线分别为y=9432.4x+261.1,线性范围为5~500ng/m L;y=753480x+805.51,线性范围为0.2~10 ng/m L;y=9946.06x+603.48,线性范围为10~400 ng/m L,检出限分别为0.973 ng/m L、0.016 2 ng/m L和0.089 6 ng/m L。当质量浓度分别为100 ng/m L、10ng/m L和50 ng/m L时,7次测量的相对标准偏差(RSD)分别为7.1%、2.6%和5.1%,平均值相对误差分别为1%、2%和-0.2%。自来水低中高3个质量浓度的平均加标回收率分别为87.2%~98.2%、101%~120%、85.8%~92.3%。本方法具有简便、经济、灵敏度高等优点,适合于水体痕量PAHs的快速测定。     

氮负荷波动下污水地下渗滤系统除污及释放N2O的特征

通过实验室模拟试验分析了进水氮负荷对污水地下渗滤系统出水水质及N2O产生的影响。结果表明:随进水氮负荷升高,系统对NH_4~+-N、COD等污染物的去除率呈下降趋势,而对TN的去除率呈先增加后降低的趋势;在低进水氮负荷(≤1.6 g/(m~2·d))和高进水氮负荷(≥6.4 g/(m~2·d))时,生物脱氮作用的N_2O气体产率相对较低,不超过(31.8±2.7)mg/(m~2·d);在中等进水氮负荷(2.4~5.6g/(m~2·d))时,N_2O气体产率最大值达到(60.6±2.0)mg/(m~2·d);N_2O的转化率也呈先升高后降低的变化趋势,在氮负荷为2.4 g/(m~2·d)时,转化率达到最大值,即1.33%±0.03%。综合考虑地下渗滤系统处理效果及N_2O产率等方面的要求,建议在工程应用中,污水地下渗滤系统的进水氮负荷为4.0~5.6 g/(m~2·d)。在该负荷区间下,N_2O主要产生在地下渗滤系统的下层,即厌氧区域是N_2O的主要释放源,占总体的70%以上。     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。