PTA生产废液在包气带中迁移的模拟研究

以一工厂PTA生产废液为研究对象,选择COD为PTA生产废液特征污染因子,通过静态吸附及土柱淋滤实验确定包气带土层粉质粘土对PTA生产废液中污染物质的吸附、生物降解及弥散系数,利用Hydrus-1D软件建立污染物在包气带中迁移的对流-弥散模型,预测其在包气带土层中的迁移规律.结果表明:包气带中粉质粘土对PTA生产废液中污染物质有吸附、降解等阻隔作用,但吸附、降解系数均很低,分别为0.256cm3/g 和0.0077d-1.因此当PTA生产废液的COD浓度为4000mg/L,蓄水池中废液深5m,定水头持续淋滤厚为10m的包气带时,11.76年潜水面处地下水中COD含量超标.     

基于数值模拟和风险筛查的地下水污染动态风险评估

针对传统污染地块地下水污染风险评价忽略污染扩散风险的问题,以湖南某地下水污染地块及周边为研究区,开展风险评估和动态变化趋势评估。采用定量-定性结合的方式,通过指标筛选和确定,建立了耦合数值模拟预测和风险筛查静态风险评估的污染地块地下水污染动态风险评估方法。模拟预测结果表明,地块土壤和地下水中的污染物随时间逐渐向下游扩散,地下水中Cr(Ⅵ)在38 d时浓度达到最大值1239.5 mg/L,585 d时迁移至河流,917 d时地下水污染羽面积达到最大。基于风险筛查的地下水污染风险评估,和基于数值模拟和风险筛查的地下水污染动态风险2种方法计算得到的地块地下水污染风险总分分别为76.2和72.4,风险分级均为高风险地块,但后者略低于前者,表明针对污染物在包气带和饱水带中的迁移情况,定性分析结果相比定量分析结果可能趋于保守。动态风险评估结果显示,该地块始终为高风险地块,地下水污染风险先上升再下降,在500～700 d时达到最高风险95.2分。建议污染地块应尽快开展地下水风险管控或修复,避免污染扩散导致风险进一步增大。     

Hydrus-1D模型在推导基于保护地下水的土壤风险控制值中的应用

为合理推导基于保护地下水的土壤风险控制值和风险控制土方量,以珠三角某企业的电镀车间为研究区域,采用Hydrus-1D耦合地下水稀释模型构建水流和溶质运移方程,模拟六价铬和镍在包气带的迁移过程,并将计算结果与土壤-水分配耦合地下水稀释模型进行比较.结果表明,考虑包气带吸附作用下,Hydrus-1D耦合地下水稀释模型计算六价铬和镍的土壤风险控制值分别为41. 6 mg·kg~(-1)和619. 1 mg·kg~(-1),与土壤-水分配耦合地下水稀释模型的计算结果相比,其风险控制值分别提高了近10倍和45倍,风险控制土方量分别减少1 804 m3和44 590 m3.对于地下水位埋深较浅、水力联系密切的污染场地,可进一步开展水文地质调查,完整考虑污染物在包气带的迁移过程,采用Hydrus-1D耦合地下水稀释模型推导基于保护地下水的土壤风险控制值,以节约后期治理修复或风险管控成本.     

某场地三氯甲烷污染分布特征及垂向迁移分析

通过对土壤和地下水的布点采样和测试,研究了南方某三氯甲烷污染场地土壤和地下水中三氯甲烷的污染特征,并结合土壤-水分配系数、相对迁移率等因素对三氯甲烷在包气带中的垂向迁移进行了分析。结果表明:(1)调查场地地下水中三氯甲烷的浓度范围为0.5~31 300μg/L,土壤中三氯甲烷的污染主要分布在0~8m,最大浓度检出深度在0.5~2.5m;(2)土壤-水分配系数数值大小表现为粉质黏土粉土中砂,三氯甲烷对水的相对迁移率为2.34倍,三氯甲烷在包气带垂向迁移速率比水快,且三氯甲烷的垂向迁移能力表现为粉质黏土粉土中砂。     

岩溶盆地中农业和村镇引起的地下水化学演变

在西南地区有众多大小不等的岩溶盆地,相比于岩溶石山地区,盆地是水、土资源丰富和人类聚集、经济发展较快的地区。岩溶盆地的水资源自成系统,水循环从降雨开始,经过表层岩溶带、河网、包气带、饱水带的调蓄,然后进入到地下河管道,最终通过地下河排泄。在农田面源污染和村镇生活排污的作用下,水循环的各个环节受到不同程度的影响,具体表现在:(1)受人类活动影响的表层岩溶泉K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-和NO3-八种离子的浓度有所升高,并且表层岩溶泉之间K+、Na+和Cl-浓度的离散程度增大;(2)易受影响的或脆弱性高的浅层地下水(包含表层岩溶泉)、地表水和地下河中的K+、Na+和Cl-离子浓度较高且接近,与脆弱性低的饱水带岩溶泉的差别较大,浅层地下水和河流的SO42-浓度较高且接近,而与饱水带岩溶泉和地下河的差别较大;(3)易受污染的浅层地下水的NO3-浓度最高。因此可以认为农田和生活排污首先影响到的是浅层地下水和地表水,然后伴随水循环向深部地下河转移,而饱水带岩溶泉脆弱性低,水化学变化不明显。研究还发现村镇生活排污对表层岩溶泉水质的影响比农田面源污染更显著。     

基于折减系数的地下水污染风险评价方法探究

地下水污染风险评价对地下水污染防治与地下水合理开发利用具有重要意义.目前国内外最常用的是基于DRASTIC模型结合污染荷载的地下水污染风险评价方法.本文对比总结了国内外地下水污染风险评价方法体系,针对目前方法体系的不足,提出基于折减系数的评价体系,通过引进"折减系数"来表征污染物在包气带中的迁移转化过程,最后以石家庄滹沱河冲洪积扇平原区为例进行了地下水污染风险评价.结果表明,研究区污染风险最高的地区多为工业区;其次是滹沱河河道及周边地区地下水污染风险较高,原因主要是该地区包气带基本以砂性土为主,且排污河污染物随河水常年下渗;农业污染源排放量较小,农田区污染风险最低.该方法体系实现了污染物由地表到达地下的衰减过程量化,且简便易操作.此外,该方法把污染物毒性与污染物到达地下水面的量放在同一层次,使得地下水污染风险评价的结果更具说服力.     

Hydrus-1D软件在地下水污染风险评价中的应用

以北京市东南郊再生水灌区为研究区域,应用Hydrus-1D软件构建水流、溶质运移模型,模拟再生水连续灌溉入渗过程中水流在包气带中的运动,并以再生水中的典型有机污染物多环芳烃萘、菲为研究对象,模拟其随灌溉水在包气带中的迁移衰减反应过程,结合MapGIS 6.7,将Hydrus-1D的点模拟结果应用于大面积、区域性的污染评价,通过与研究区地下水萘、菲的背景值进行对比,分级评估地下水污染风险.结果表明,经过50年连续灌溉后,再生水灌区整体地下水萘、菲污染风险较低,萘的污染风险高于菲,灌区内高污染风险区域主要位于凤港减河、红旗干渠与凤官沟交汇处以及东风干渠、永乐河与通大边沟之间.     

某焦化场地非均质包气带中多环芳烃(PAHs)来源及垂向分布特征

利用某废弃焦化场地内6眼深层采样孔,样品最大采集深度9. 5～42 m不等,分析包气带剖面上16种PAHs分布特征、污染来源以及影响迁移的因素.结果表明,各钻孔ΣPAHs最大含量介于134. 79～11 266. 81 mg·kg~(-1)之间,主要分布层位为地表以下1～5 m,含量以低环(2+3环)为主,单体以萘含量最高.场地污染主要来自于煤的燃烧源.焦油、沥青及其深加工产物的污染对场地ΣPAHs含量起控制作用.包气带砂卵砾石层作为污染物良好的下渗通道,砂层透镜体通过吸附及截留作用成为PAHs的主要富集层.化产区排放或泄漏的各类油液通过混溶、竞争性吸附等作用增强了PAHs垂向迁移能力,并致使深部包气带受到污染.地表0～1 m土壤受人为扰动、降雨淋滤、降解作用,30 m以下岩层受到地下水溶滤作用,导致低环/高环比例随深度增加呈现先升高后降低的趋势.污染来源、包气带理化指标及水文地质条件等共同作用控制PAHs垂向分布及迁移.     

溶质迁移模型在地下水有机污染源识别中的应用

采用现场调查与数值模拟的方法,借助RT3D(reactive transport in 3-dimensions),对我国北方某城市局部地区地下水中的四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)污染来源进行了识别,对污染输入强度进行了反演,并利用Matlab中的Stepwise函数,对影响污染物输入强度的因素进行了多元回归分析.研究结果显示,研究区地下水中的PCE和TCE主要来源于区内使用有机溶剂的工厂和企业.地下水中的PCE和TCE存在天然衰减,在173天中,3个点的PCE浓度分别衰减了93.15%、61.70%和61.00%;TCE分别为70.05%、73.66%和63.66%.通过模拟识别出的4个点状污染源在模拟期间共向含水层中输入0.910 6kg PCE和95.693 8 kg TCE.回归分析结果显示,大气降水与包气带厚度是有机物输入地下水的主要影响因素.35 cm深的包气带中PCE和TCE浓度介于0～5 mg.kg-1之间.以上结果表明,区内地下水中PCE和TCE来源于地表释放的有机污染物.有机污染物一部分在向下迁移过程中自然衰减了,一部分进入包气带,然后又进入了含水层.由于本区第四系以砂卵砾石为主,所以大气降水促进了PCE和TCE向含水层的迁移.     

广西典型岩溶水系统环境中222Rn的分布及指示意义

放射性同位素氡222是来源于地层中铀衰变生成的惰性元素.由于其半衰期只有3.82d，且其活度在地下水和地表水中差异显著，近年来氡在水文学中的应用日渐兴起.但²²²Rn在岩溶环境中的分布和行为特征少有研究.以广西三个典型岩溶水系统为例，研究²²²Rn在包气带、非饱和带和饱水带中的浓度分布和指示意义.发现²²²Rn在上部包气带中的活度不足500Bq/m³，但在非饱和带中有局部异常高区，与局部小地质构造的分布有关.在饱水带中，地下水的滞留时间、不同地下水组分的混合和氡运移的距离等是导致²²²Rn活度差异的原因.管道介质的²²²Rn活度比裂隙介质的高；含水介质土壤覆盖层大的比土壤浅薄的普遍高.在大型岩溶水系统的排泄区，地下水补给河流，河流也可能短暂反补地下水，由于地下水和河流²²²Rn的差异显著，²²²Rn可能成为地下水-地表水相互作用研究的理想示踪剂.     

臭氧-活性炭工艺对饮用水中邻苯二甲酸酯的去除

通过对臭氧-活性炭工艺和活性炭吸附等温线的研究,探讨了臭氧-活性炭工艺去除饮用水中微量邻苯二甲酸酯(Phthlate Esters,PAEs)的可行性.邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl Phthlate,DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl Phthlate,DBP)被选作目标物质.研究发现臭氧氧化能去除40%以上的DMP、DEP和DBP;活性炭对DMP、DEP和DBP有很好的去除效果,在空床停留时间(Empty Bed ContactTime,EBCT)4～12 min条件下能完全去除水中未被臭氧氧化的DMP、DEP和DBP;吸附等温线的数据可以用Freundlich公式拟合,并被用来估算活性炭的饱和时间.实验证明臭氧-活性炭工艺是去除饮用水中微量邻苯二甲酸酯的有效方法.     

邻苯二甲酸酯在黄河沉积物上的吸附特性

文章利用反相高效液相色谱技术研究了黄河兰州段沉积物对水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的吸附动力学,以及DMP、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丙酯(DnPrP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)在沉积物上共存的等温吸附行为,探讨了助溶剂甲醇、离子强度等对吸附的影响。结果表明,在一定的浓度范围内,DMP在沉积物上的吸附速率先快后慢;DMP、DEP在沉积物上的等温吸附行为符合线性方程,而DnPrP、DBP的吸附等温线以Freundlich方程拟合最佳;沉积物对DMP的吸附容量还随着离子强度和溶液中甲醇百分比含量的增大而降低。     

改性壳聚糖的制备及其对水中酞酸酯的吸附

以柠檬醛化学改性壳聚糖,制备柠檬醛交联壳聚糖树脂。采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面测定及孔径分析方法表征柠檬醛交联壳聚糖树脂的结构。在25℃,pH为7条件下,考察柠檬醛交联壳聚糖树脂对3种酞酸酯(PAEs)邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸2-乙基己酯(DEHP)的吸附性能,剖析吸附机理。研究结果表明,壳聚糖对DMP、DEHP和DBP的吸附容量分别为92、113和87 mg/g,而柠檬醛交联壳聚糖树脂对DMP、DEHP和DBP的吸附容量分别为147、166和190 mg/g,柠檬醛交联壳聚糖树脂对3种PAEs的吸附效果明显提高,吸附动力学均满足一级动力学方程。经吸附剂再生实验,柠檬醛交联壳聚糖树脂对PAEs的脱附率达到96.5%~97.1%,可重复使用。     

冬季天津家庭室内空气颗粒物中邻苯二甲酸酯污染研究

为了解我国家庭住宅室内空气颗粒物中邻苯二甲酸酯的污染程度,采集天津市13户家庭住宅冬季室内空气颗粒物PM10、PM2.5样品,采用GC/MS分析了DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP、DOP等6种邻苯二甲酸酯.结果表明,室内空气颗粒物中DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP这5种邻苯二甲酸酯在所有家庭均被检出,DOP在部分家庭检出.其中,DBP和DEHP为主要污染物.PM10和PM2.5中的6种物质占ΣPAEs颗粒相的比例规律相同,DBP和DEHP较大,分别为13.92%～91.50%、5.56%～85.08%和20.88%～93.95%、5.53%～75.90%;其次是DMP、DEP和BBP,DOP最小.不同粒径颗粒物上PAEs的分布显示,大多数PAEs易吸附在粒径较小的细粒子PM2.5上;结合调查问卷分析表明,冬季室内空气颗粒物上PAEs污染主要来源于室内,受房间的装修时间、装修特点、生活习惯、吸烟、烹饪、塑料制品使用量、室内清洁度和温度等因素的影响.     

11种邻苯二甲酸酯在好氧污水处理系统中的归趋

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰效应,已对环境生物带来了较大的风险.研究了11种邻苯二甲酸酯的好氧生物降解性,及在活性污泥中的去除特性.快速生物降解性测试结果表明邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二甲氧乙酯(dimethoxyethyl phthalate,BMEP)、邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)、邻苯二甲酸二戊酯(dinamyl phthalate,DNPP)、邻苯二甲酸二己酯(di-n-hexyl phthalate,DNHP)以及邻苯二甲酸-二(2-乙基)己酯[bis(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP]具有快速生物降解性,邻苯二甲酸二壬酯(dinonyl phthalate,DNP)及邻苯二甲酸二环己酯(dicyclohexyl phthalate,DHP)28d生物降解但未通过10 d观察期,邻苯二甲酸二苯酯(diphenyl phthalate,DPP)28 d生物降解率只有43.5%.好氧污泥降解动力学实验中,11种邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters,PAEs)降解随时间变化呈典型的一级动力学规律,相关系数r20.96,降解速率常数为0.021~1.11h-1,降解半衰期在0.625~32.7 h之间.在室内好氧污泥模拟实验中,当水力停留时间为12 h时候,DNPP生物去除率为55%~70%,其余10种PAEs去除率大于80%,当水力停留时间为24 h时,所有PAEs去除率都达到90%以上.使用GC/MS分析了PAEs在好氧生化污水处理厂中的暴露水平,结果表明,DMP、DEP、DIBP、DBP以及DEHP在二级出水浓度分别为ND~44.0、ND~12.0、60.4~594、88.0~823和130~728 ng·L~(-1),PAEs在不同STP中的去除率结果差异较大,可能与STP运行工艺和运营水平有关.STP模型预测结果表明,PAEs在STP中的去除过程主要为生物降解,DPP、DNP和DEHP由于较高的lg Koc,可一定程度地被污泥吸附去除.     

化妆品中邻苯二甲酸酯类环境激素检测方法研究

建立了用高效液相色谱法测定化妆品中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)3种邻苯二甲酸酯类环境激素的方法。样品用甲醇超声提取、高速离心、0.45μm有机相滤膜过滤。色谱条件选择流动相组成为甲醇-水(85∶15,v/v),紫外检测器波长为224nm。回收率在98.1%～99.8%之间,相对标准偏差RSD在0.78%～1.5%之间,最低检出限在0.48～0.91μg/L之间,相关系数均>0.998。该方法简便易行,可作为化妆品中邻苯二甲酸酯类的测定。     

我国童装中邻苯二甲酸酯赋存特征及健康风险

为了解我国市售童装中邻苯二甲酸酯污染特征,选择了21种常见品牌的童装,采用Agilent 7890A/5975C气相色谱质谱联用仪,对其中16种PAEs(phthalate esters,邻苯二甲酸酯)进行测定,并应用美国国家环境保护局推荐的方法评估了其健康风险.结果表明,我国市售童装中w(∑₁₆PAEs) (16种PAEs的总含量)为2.97~40.0 mg/kg,平均值为11.0 mg/kg.其中,w(DEHP)〔DEHP为邻苯二甲酸(2-乙基已基)酯〕、w(DBP)(DBP为邻苯二甲酸二正丁酯)和w(BBP)(BBP为邻苯二甲酸丁基苄酯)三者之和为1.73~26.7 mg/kg,未超出GB 31701—2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》规定的限值;DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯)、DBP、DEHP和DNOP(邻苯二甲酸二正辛酯)是含量较高的四种单体,四者之和占w(∑₁₆PAEs)的53.9%~96.8%(平均值为82.5%),可能与童装加工过程的人为添加有关.童装中DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)、DIBP、DBP、BBP、DEHP、DNOP和∑₇PAEs的非致癌风险值均远小于1.0,对儿童无明显非致癌风险, 但DEHP的致癌风险值接近10-6,应引起重视.      

重组基因酵母法研究酞酸酯类化合物的类雌激素作用

为了检测五种酞酸酯类化合物的类雌激素活性,采用重组人雌激受体α、相关效应元件以及β-半乳糖苷酶报告基因酵母分别测定17β-雌二醇(E)2、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)单独作用时诱导酶活并计算其EC50。通过各化合物与E2的EC50的比以及最大β-半乳糖苷酶活性来比较酞酸酯类化合物的类雌激素活性。五种酞酸酯类化合物的实验浓度范围为1.0×10-3~1.0×10-11 mol/L。结果表明,DEP(1×10-7~1×10-9 mol/L)、DBP(1×10-6~1×10-9 mol/L)、BBP(1×10-3~1×10-6 mol/L)具有明显的类雌激素活性,诱导的最大酶活分别为:1.515、0.832 2、1.669,而DMP和DOP并未检出明显的类雌激素活性。DEP、DBP、BBP与E2的EC50的比分别为8.85×10-2、2.54×10-2、8.82×10-6。说明DEP、DBP在低浓度就表现出类雌激素活性,而BBP在较高浓度才表现出类雌激素活性。     

夏季学生宿舍室内降尘中PAEs污染特征和暴露评价

利用CH2Cl2和超声对35个南开大学学生宿舍室内降尘样品中的DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP 和DOP等6种PAES进行提取分离,采用GC-MS定量分析,研究了PAEs污染变化特征及暴露风险.结果表明,南开大学学生宿舍室内降尘中PAEs污染以DEHP和DBP为主,中位值浓度分别为126.916μg/g和123.591μg/g,两者之和占Σ6PAEs浓度的99%以上,室内降尘中PAEs污染程度和类型与室内含增塑剂产品的数量、室内清洁通风情况及成员性别有关;经口暴露水平大于皮肤,其中DBP、DEHP的暴露量高于美国,占人体总PAEs摄入量比例较高,故学生宿舍降尘中PAEs暴露应给予重视.     

固相萃取-气相色谱质谱法测定水样中5种邻苯二甲酸酯研究

建立了采用固相萃取技术结合气相色谱质谱法对5种邻苯二甲酸酯(PAEs) 进行富集、检测的方法,并成功应用于实际水样分析.实验中采用加标回收率来评价萃取效率,考察并优化了影响萃取效率的主要因素,包括固相萃取小柱的种类、洗脱剂类型、洗脱次数和用量、样品环境影响等.结果表明:在最佳萃取条件下,该法对5种PAEs(邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯)具有较高的萃取效率;在浓度范围为0.50~10.0 mg/L时,线性相关系数为0.992 6~0.999 8;检出限为0.05~0.37μg/L,定量限为0.20~1.48μg/L,空白水样加标回收率范围为95%~115%,相对标准偏差为2.4%~11.1%.该方法操作简单、稳定性好、回收率高,可以用于测定实际水样中的PAEs类增塑剂.