土壤环境微界面过程与污染控制

土壤环境微界面是土壤组分(矿物和有机质)、植物根系、微生物等微界面的集合体和动态变化的连续体.土壤胶体微界面可理解为土壤固/液界面的双电层结构.这些动态变化的异质微界面,按其表面结构特点可分为硅氧烷型表面、水合氧化物型表面和有机物表面.环境污染物在土壤胶体微界面的迁移转化是污染物在土壤固-液界面反应的动态平衡过程,包括吸附/解吸、沉淀/溶解、络合/螯合、氧化/还原等反应.植物根际是植物与土壤组分和微生物相互作用的活跃区域,根际微界面决定着污染物向植物根系的运输、植物吸收及转运,为污染物经土壤向食物链传递的主要通道.根际微生物在重金属离子的吸附和氧化、还原、转化,以及有机污染物的降解和转化中起重要作用.这些异质微界面相互关联、相互作用,在土壤环境中构成微界面的连续体,决定着污染物在土壤环境中的赋存形态、生物有效性和向其它环境介质(如水体和植物)的迁移,因而在土壤污染控制和污染土壤修复中具有特别重要的意义.土壤环境微界面过程的研究已成为环境科学的研究前沿,值得引起土壤环境科学工作者的重视,并进行系统而深入的研究.     

土壤理化性质对重金属污染土壤改良的影响分析

重金属污染土壤改良是通过添加土壤改良剂,降低重金属元素在土壤中的活性和生物有效性,从而达到阻断重金属元素在生物链系统的传递和危害的目的。综述了土壤理化性质与土壤重金属形态、活性之间的关系,深入讨论了黏土矿物、有机质、土壤质地、pH及氧化还原电位对重金属污染土壤改良修复的影响,认为土壤理化性质是影响重金属在土壤中迁移性、可给性、活性等的重要因素,与污染土壤修复密切相关。     

类固醇雌激素在土壤与沉积物中的污染水平及其吸附研究进展

类固醇雌激素(SEs)具有很强的内分泌干扰效应,对人类和生态环境的危害极大,土壤和沉积物等固相介质对SEs的吸附作用是影响其在环境中迁移转化的重要过程。各国的土壤和沉积物中均受到了不同程度的SEs污染,土壤和沉积物中有机质、溶解性有机质,黏土矿物、氧化物等矿物成分,外界环境(如:pH值、温度和离子浓度等),共存污染物以及微生物等都对吸附过程产生一定的影响,土壤和沉积物对SEs的吸附机理需要进一步探讨。     

江汉平原仙桃地区土壤重金属分布及影响因素研究

以江汉平原仙桃市为研究区,利用222个面上表层土壤和4组包气带土壤中重金属含量数据,结合土地利用类型,分析讨论了研究区土壤中重金属元素含量的平面和垂向分布规律,并采用因子分析法探究了包气带土壤中重金属元素分布迁移的规律及影响因素。结果表明:研究区表层土壤中重金属元素含量的分布较为均一,除Cd、Ni和As外,其他重金属元素的含量均小于国家土壤环境质量一级标准;研究区不同土地利用类型的土壤中重金属元素含量大小的排序依次为城郊菜地林地水田旱地,区域重金属元素含量的差异主要来源于土壤母质和人为污染;分布迁移的主要因素为土壤的氧化还原性、有机质含量和酸碱性。     

再生水灌溉对土壤性质及重金属垂直分布的影响

再生水利用是解决水资源危机的重要手段之一,再生水灌溉对土壤的影响一直是受到关注的问题.以北京市典型再生水灌溉区为研究对象,对选定区域土壤进行剖面取样、样品分析以及灌溉用水中的重金属含量的分析来确定再生水灌溉对于土壤中重金属含量分布的影响,同时分析了对土壤中总碳、总氮、有机质含量以及pH的影响.结果表明,凉水河灌区灌溉用水中重金属含量大于北野厂灌区灌溉用水,是其2.5～10.5倍.再生水灌溉导致土壤有机质、总碳、总氮含量增加及pH值降低.灌溉再生水有利于提高土壤肥力,但是也会提高土壤重金属累积的风险.再生水灌溉作为土壤重金属来源之一会对土壤表层重金属累积和迁移有一定影响,同时土壤重金属的迁移分布受到土壤有机质含量的影响,凉水河灌区有更多的重金属被植物吸收或进入更深土层中.     

宁东镇煤矸石堆放场区土壤综合评价

该文运用单因子指数、内梅罗指数法对银川盆地灵武市宁东镇红石湾—马莲台、任家庄煤矿一带的煤矸石堆放区及附近浅层土壤(0～10 cm)中Cu、Pb、Ni、Cr、Cd、Zn、As、Hg八大重金属元素污染情况进行了综合评价分析,并建立了典型土壤剖面来研究不同地理环境和包气带对重金属污染物下渗迁移过程的影响作用。研究发现:以银川市土壤环境背景值为评价标准时,区域内土壤质量主要为尚清洁和轻度污染2个级别,且部分区域Hg的各项相关指数与系数均较大,对土壤污染影响较大,须重点监控;从区域内地理环境来看,煤矸石堆放区域和地表坑洼积水处附近土壤多受煤矸石淋滤液浸染,污染较严重;研究区内浅层土壤沙化严重,包气带结构多为渗透性较强的黏土质粉砂,可加快重金属污染物的下渗,从而造成深部土壤的污染。     

有机质对p,p′-DDE在土壤中的吸附影响

为研究有机质对p, p′-DDE在土壤中的吸附影响因素,采用批量试验方法,分析p, p′-DDE在包气带土壤及含水层土壤上吸附量的变化及有机质对p, p′-DDE在土壤中的吸附影响.结果表明,p, p′-DDE在土壤中的吸附均符合先快后慢、最后达到吸附平衡的规律;其吸附动力学曲线用一级和二级反应动力学方程均能较好拟合,说明p, p′-DDE在这两种物质中的吸附以简单吸附为主,同时包含表面吸附、颗粒内部扩散等过程.包气带土壤和含水层土壤等温吸附线的拟合相关系数(R2)均大于0.95,符合Freundlich模型和线性模型,而含水层样品与Freundlich模型拟合得更好,表明p, p′-DDE在包气带土壤中的吸附以单分子层吸附为主,而在含水层土壤中的吸附还伴随着多分子层吸附的复杂过程;去除内源DOM(溶解性有机质)后,样品对p, p′-DDE的吸附量呈增加趋势,按吸附增加量由小到大的排序为1-1(0~10 cm) < 1-2(120~150 cm) < 2-4(100~120 cm),说明内源DOM的存在总体上抑制了p, p′-DDE的吸附,并且w(DOM)越高,其抑制作用越强;外源DOM的加入抑制了土壤对p, p′-DDE的吸附;去除有机质后样品对p, p′-DDE的吸附量与w(黏土矿物)具有正相关性.研究显示,有机质对土壤中有机污染物的吸附迁移研究对土壤修复有重要意义,需要对有机质影响土壤的吸附机制进行更深层次的研究.      

固废基土壤调理剂的制备及其矿区生态修复效果

我国煤矸石产量大,利用率偏低,大量堆积没有得到合理利用,造成了土地资源浪费和严重的环境污染。以煤矸石为主要原料,通过添加铝粉发泡养护得到多孔材料,再将其与废弃有机质以及含碳辅料发酵制成固废基土壤调理剂。对比探究喷播固废基土壤调理剂(SWSC)、丛枝菌根真菌(AMF)和固废基土壤调理剂耦合菌根真菌(SWSC+AMF)的土壤理化性质以及对矿区典型植物生长的影响,研究不同处理下植物中重金属的累积量。结果表明:固废基土壤调理剂的优选配方为:当煤矸石和水泥掺比为85%∶15%时,制备的多孔材料性能最优;优选鸡粪和风化煤作为有机质和含碳辅料;当多孔颗粒、鸡粪与风化煤的质量配比为4∶2∶4时,制备的固废基土壤剂调理剂最优。对土壤调理剂的制备及应用全流程进行重金属安全性评价,重金属含量均低于国家标准中重金属的限定值。喷播SWSC+AMF的土壤中有机质含量为35.24 mg/kg,速效钾含量为261 mg/kg,有效磷含量为278 mg/kg,碱性磷酸酶含量可达到293.07 mg/kg,且喷播SWSC+AMF对披碱草的株高和根长生成具有促进作用,可有效减少对披碱草中重金属Cd、Pb、Ni的累积,同时对改善土壤结构,提升土壤肥力方面有积极作用。     

黄土高原地区某简易固废填埋场铜、镉元素在土壤中的迁移研究

中国早期建设的固废填埋场大多以简易填埋场为主.关于黄土高原工业固废简易填埋场的研究略少见报道,本文就山西黄土高原地区某简易固废填埋场的重金属(铜、镉元素)迁移情况进行研究,得出以下结论:(1)铜、镉元素在黄土层中的垂直和横向扩散能力有限,固废层中的铜、镉元素并没有扩散到下层粉质粘土和周边土壤中.(2)虽然覆土层在固废层之上,但从检测结果中可以看出,覆土层的铜、镉元素含量还是要高于下层粉质黏土层和周边未受污染土层.在实际生产生活中有一定的风险.     

贵州丹寨县土壤-水稻中硒和重金属的积累及迁移特征

通过测定贵州丹寨县主要水稻种植区30件水稻土及对应的水稻中硒和重金属的含量,分析硒和重金属Cd、Hg、As、Pb在根系土及对应水稻中的分布特征,研究了土壤有机质和pH对硒和重金属在土壤-水稻系统中迁移的影响.结果 表明:该地区水稻根系土中硒含量变化范围为0.27～0.98 mg/kg,平均值为0.65 mg/kg,70...