土壤质地和湿度对SVE技术修复苯污染土壤的影响

土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)是一种安全、经济、高效的土壤治理技术,广泛应用于包气带土壤中挥发性有机污染物的去除.本研究选取有机污染物苯为对象,通过一维土柱通风模拟,分析了土壤质地(壤砂土、粉壤土和黏土)和湿度(0%、10%和20%)对SVE技术修复苯污染土壤的影响.结果表明,由于受到粉壤土有机质和黏土的通透性影响,这两组实验的SVE修复效率(68.3%和43.4%)小于壤砂土实验组(98.5%);此外,20%和10%湿度条件下的壤砂土土柱模拟实验会出现拖尾现象,而且湿度越大,SVE的修复效率越低.     

西安市住宅室内空气污染物实测分析与叠加效应

为了解居民住宅室内空气污染现状和保障公众健康,于2017年12月～2020年12月对西安市住宅小区830户居民住宅室内污染物[甲醛、苯、甲苯、二甲苯、总挥发性有机物(TVOC)、乙酸正丁酯、乙苯、苯乙烯和十一烷]浓度进行了实测分析和健康效应评估,并对污染物的叠加作用进行了分析.结果表明,室内甲醛、苯、甲苯、TVOC和二甲苯浓度超标率分别为92.1%、 39.7%、 11.7%、 8.9%和1.2%,其中甲醛污染最为严重,不同房间类型中污染物超标情况差异不大.受温湿度等因素的影响污染物浓度水平夏季最高.人体健康风险评估表明,不同年龄段人群(儿童、青少年、成人和老人)均受到室内甲醛和苯的致癌风险,且儿童和老人受到的风险更大,二甲苯、乙苯和甲苯处于低风险(HI<1).污染物叠加效应表明,室内污染物之间存在叠加作用导致污染物毒性明显增大.结果对西安市室内住宅污染物特征及健康影响提供了基础数据和科学依据.     

土壤甲苯、乙苯和二甲苯对蚯蚓及小麦的毒性效应

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)和小麦(Triticum aestivum L.)为受试生物,研究了土壤中甲苯、乙苯和二甲苯等苯系物(TEX)的毒性效应.结果表明,3种污染物对赤子爱胜蚓和小麦毒性影响呈明显的剂量-效应关系,甲苯、乙苯和二甲苯对蚯蚓的24hLC50分别为583.6,346.8,192.4mg/kg;48h LC50分别为454.3,167.1,127.2mg/kg.甲苯、乙苯和二甲苯对小麦芽伸长的10%抑制率(IC10)分别为342.2,195.4,45.9mg/kg;对小麦根伸长的10%抑制率(IC10)分别为206.7,134.5,26.3mg/kg.小麦芽长、根长均可用于指示土壤被甲苯、乙苯及二甲苯污染的程度,但小麦种子根长对3种污染物胁迫的响应较芽长更为敏感,根长抑制率与芽长抑制率之间呈明显的相关关系.     

有机质对土壤气相抽提去除四氯化碳效率的影响

某重要岩溶地下水源地因附近农药厂排放含四氯化碳污水而受到严重污染,实验采用土柱通风试验模拟土壤气相抽提(SVE),研究环境温度为20℃,通风速率为40mL/min,土壤含水率10%,而土壤有机质含量分别为3.02%和0.13%条件下的两种供试土壤中四氯化碳污染物的去除过程.结果表明,土柱通风能有效去除土壤中的四氯化碳污...     

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.     

苯系物污染土壤热解析实验研究

采用静态实验研究了苯系物(BTEX)污染土壤热解析的影响因素,确定了最优的热解析条件,然后通过动态实验,考察了热解析技术修复苯系物污染土壤的效果。结果表明:在加热温度为120℃、粒径水平≤2.0 mm以及加热时间为45min的条件下,污染土壤中总BTEX去除率达到97.3%,其中苯和甲苯的去除率在99%以上,乙苯、间对二甲苯和邻二甲苯的去除率在95.6%~97.2%,修复效果非常理想。     

电子鼻检测污染土壤中挥发性氯代烃的适用性研究

开发了一套以光离子化传感器（PID）为核心的电子鼻系统,用于污染土壤中挥发性氯代烃的快速检测.用气相色谱（GC）分析评价了预处理管对苯系物等干扰物质的去除效果;用标准气体发生装置发生不同浓度的四氯乙烯和三氯乙烯气体,比较评价了电子鼻与GC检测结果的吻合程度及测试重现性.在此基础上,选取我国长三角地区三类典型水稻土进行模拟污染土壤的通风净化实验,评价了电子鼻系统用于实时监测挥发性氯代烯烃污染土壤修复进程的可行性.结果表明：①采用RAE-SEP卤代烃分离管进行预处理,甲苯、乙苯等苯系干扰物的去除率可达80%～97%,而四氯乙烯和三氯乙烯等挥发性氯代烃的选择性透过率高于90%;②电子鼻对不同浓度四氯乙烯和三氯乙烯气体的定量检测结果与GC结果相近,线性拟合斜率为1.012,相关系数R2〉0.99;③电子鼻对三类典型土壤通气脱附过程中污染物浓度的变化趋势的实时监测结果与GC检测结果基本一致,判定系数R2〉0.99（n=47）.因此,该电子鼻系统有望用于挥发性氯代烯烃污染土壤的快速检测,提高污染场地的风险评估和修复效率.     

上海市文教区大气中苯系物冬季污染特征

2004年冬天对上海市文教区大气中的苯系物(BTEX-苯,甲苯,乙苯和二甲苯)浓度进行了监测.结果表明,上海市文教区冬季苯、甲苯、乙苯、对问二甲苯、邻二甲苯的平均浓度分别为13.23 μg/m3,43.66 μ g/m3,13.50μg/m3,16.49 μ g/m3,5.52μg/m3,高于国内外相似功能区的苯系物浓度,与国外大城市交通干道附近的浓度相近.所测苯系物中,甲苯的含量最高,达47.3%.白天苯系物浓度高于夜间.甲苯、乙苯、二甲苯相互间具有较好的相关性,但与苯的相关性不显著,说明苯的来源不同与其他苯系物.     

西安市新装修公共场所空气污染物浓度分析及健康风险评价

为了解公共场所室内空气污染现状及健康风险,在2017年12月~2020年7月对西安市区内5类新装修的公共场所（办公室、教室、实验室、银行和医院）进行了空气质量监测及人体健康风险评价.监测的项目包括：甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、苯乙烯、正十一烷和总挥发性有机物（TVOC）.结果表明,污染物中甲醛的超标率最高（59.4%）,其次为甲苯、TVOC、苯和二甲苯.在5类公共场所中,医院的污染物超标率最高（46.7%）,主要超标物为甲醛、苯和甲苯.结果表明,甲醛和TVOC浓度与温、湿度呈现良好的正相关.健康风险评价结果表明,不同场所的人群均存在甲醛和苯的致癌风险,且在银行工作的人群存在较高的甲醛致癌风险,在医院工作的人群存在较高的苯致癌风险.本研究对西安市公共场所室内空气污染水平提供了参考,对相关人群健康风险研究具有重要意义.     

基于嗅觉效应的土壤苯系物关键因子识别及安全阈值研究

以某化工退役地块为例,从化学浓度及异味贡献两个角度对比了典型土壤气样品中苯系物的污染特征;并从嗅觉效应的角度,研究推导了基于嗅觉效应的主要致嗅组分土壤安全阈值,为污染地块异味风险控制提供理论依据.该地块土壤气组分中以苯浓度最高,其次为氯苯,分别占苯系物总质量浓度的67.3%和10.1%.从异味贡献来看,核心致嗅成分为乙苯,占土壤气总异味活度值的53.2%;其次为甲苯,异味贡献平均占比为14.1%.基于地块未来公园绿地规划,构建了长期及短期两种异味暴露场景下的概念模型和计算公式.经分析计算,短期（涉及建设开挖）的异味暴露风险较长期异味暴露风险更需引起关注.土壤中关键致嗅因子乙苯、甲苯、苯、间/对-二甲苯的土壤异味安全阈值分别为12.9、35、559.3和60.7 mg·kg^-1.将计算所得的安全阈值与现行土壤标准相较,以甲苯和间/对-二甲苯的反差最为显著.研究结果表明：存在异味的污染地块,应同时兼顾考虑毒理学健康效应和基于嗅觉效应的安全阈值,确保污染地块的安全利用.     

热强化气相抽提对不同质地土壤中苯去除的影响

研究应用电阻加热强化气相抽提技术对砂土、壤土和黏土中苯去除效果的影响及作用机制.与常规抽提结果相比,在热强化处理作用下气相抽提对砂土和壤土中苯的去除效率提高了13.1%和12.3%,处理时间分别降低75%和14%.热强化处理使得黏土含水率下降,土壤渗透率升高,黏土颗粒表面羧基和乙基的吸收峰消失,有机质含量减少,苯的去除效率与对照相比提高了34%.对于砂土和壤土,热强化主要是通过促进苯在土体中扩散来提高去除效率,从而实现在较短时间内污染物质的大量去除;而对于黏土则是通过降低土壤颗粒表面有机基团的含量,从而降低污染物和土壤颗粒的吸附能力,并通过降低含水率和升高渗透率从而提高土壤中气体的扩散性能,以达到增强气相抽提效果的目的.     

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL（non-aqueous phase liquid）"三相中的质量均减少,减少比例近似为2:7:1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3:7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.      

挥发及半挥发有机物污染场地蒸汽抽提修复技术原理与影响因素

土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)因其对挥发性/半挥发性有机物污染土壤治理的有效性、经济性和环境友好性,被广泛用于该类有机物污染土壤的修复.本文介绍了SVE技术的基本原理和工程技术实施的基本步骤,并且讨论了影响SVE修复技术的因素和3种SVE强化技术,最后概述了我国对SVE技术的研究...     

土壤气相抽提影响半径及透气率现场试验

土壤气相抽提技术(SVE)可有效去除非饱和土壤中的挥发性有机污染物。土壤透气率及气相抽提的影响半径是进行SVE系统设计的重要参数,可通过多种方法取得。文章通过在北京市某焦化厂进行SVE现场试验,监测系统运行的土壤气相压力变化,求取土壤透气率及抽气影响半径。监测结果表明:SVE系统运行后,土壤中气相压力降最初不断增大,可...     

基于TMVOC的水位波动带土壤气相抽提模拟

为探究水位波动对土壤气相抽提（Soil Vapor Extraction，SVE）修复的影响，以西北某傍河石化场地为研究对象，利用TMVOC模拟苯系物的自然衰减过程及不同水位状态下SVE修复过程，从修复效果、相间转化、饱和度演变等方面比较不同条件下苯系物的衰减率.结果显示，该场地较佳的抽提井的压强为9.1×10⁴Pa，影响半径为8m；苯系物在自然衰减、水位稳定状态下SVE修复及水位波动状态下SVE修复12个月后的质量损失分别为17%、85%、96%；水位稳定和水位波动状态下SVE修复12个月后，非水相液体（Non-Aqueous Phase Liquids，NAPL）的饱和度最大可达到0.066和0.044；水位稳定状态下，苯系物在"气-液-NAPL"相去除率逐渐降低，水位波动状态下，在水位下降的阶段，更多的NAPL相苯系物转化为气相，并被抽提气流携带去除.     

基于土壤气调查的废弃工业场地人体健康风险评估研究

土壤气采样和分析是蒸气侵入评估的一个常用的工具.以某废弃化工场地为研究区,采集污染区域10个点位处的土壤气（编号SG1至SG10）,并分析土壤气中的苯、乙苯、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯和三氯甲烷等挥发性有机物.根据测定的土壤气体浓度,结合Johnson ＆amp;Ettinger（J＆amp;E）侵入模型评估了该废弃场地土壤气中挥发性有机物侵入带来的人体健康风险.风险评估结果表明,SG5与SG6处非致癌风险指数大于1,而10个采样点位中有9个（除SG8处）的单一污染物可接受致癌风险均超过1.0E-6.相对于非致癌风险,致癌风险存在面更加广泛,同时程度也比较严重,在进行场地再开发之前需要考虑场地修复等风险管理措施.     

Reversibly enhanced aqueous solubilization of volatile organic compounds using a redox-reversible surfactant

Surfactant-enhanced remediation (SER) is an effective method for the removal of volatile organic compounds (VOCs) from contaminated soils and groundwater. To reuse the surfactant the VOCs must be separated from the surfactant solutions. The water solubility of VOCs can be enhanced using reversible surfactants with a redox-acive group, (ferrocenylmethyl)dodecyldimethylammonium bromide (Fcl2) and (ferrocenylmethyl)tetradecanedimethylammonium bromide (Fcl4), above and below their critical micelle concentrations (CMC) under reducing (I⁺) and oxidative (I²⁺) conditions. The CMC values of Fcl2 and Fcl4 in I⁺ are 0.94 and 0.56 mmol/L and the solubilization of toluene by Fcl2 and Fcl4 in I⁺ for toluene is higher than the solubilization achieved with sodium dodecyl sulfate, cetyltrimethylammonium bromide and Trition X-114. The solubilization capacity of the ferrocenyl surfactants for each tested VOCs ranked as follows: ethylbenzene > toluene > benzene. The solubilities of VOCs by reversible surfactant in I⁺ were 30% higher than those in I²⁺ at comparable surfactant concentrations. The effects of Fcl4 concentrations on VOCs removal efficiency were as follows: benzene > toluene > ethylbenzene. However, an improved removal efficiency was achieved at low ferrocenyl surfactant concentrations. Furthermore, the reversible surfactant could be recycled through chemical approaches to remove organic pollutants, which could significantly reduce the operating costs of SER technology.     

土壤气相抽提技术在修复污染场地中的工程应用

针对某化工厂污染场地的修复问题,采用土壤气相抽提原位修复技术将包气带中的挥发性和某些半挥发性污染物抽出,使污染场地得以修复。根据场地条件及污染特性,确定修复系统的组成、运行。样品检测结果表明:修复8个月后,对主要污染物苯,在土壤中的去除率达95.2%~99.9%,在土壤有机废气中的去除率达80.7%。从实际工程应用说明土壤气相抽提技术是一种效果较好的修复技术,为类似污染场地原位修复问题提供工程技术参考。     

蒸气入侵暴露情景下土壤气筛选值推导与比较

采用J&E模型推导了典型蒸气入侵暴露情形下土壤气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值,并与US EPA(美国国家环境保护局)及美国各州的颁布值进行比较. 结果表明,具有致癌效应的苯、氯仿相同暴露情形下的筛选值低于非致癌效应的甲苯、1,1-二氯乙烯3~4个数量级,表明VOCs污染场地应重点关注致癌性污染物. 其中,浅层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为9.6×102、2.7×102、1.1×107、4.0×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为4.6×103、1.3×103、6.3×107、2.4×106μg/m3. 深层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为1.1×103、3.1×102、1.2×107、4.5×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为5.2×103、1.5×103、7.1×107、2.7×106μg/m3. 筛选值大小的决定因素包括污染物的室内允许浓度、土壤气衰减系数及建筑物参数. 浅层与深层土壤气中各污染物筛选值无明显差异,但与US EPA及美国各州的颁布值差异较大,这主要是由污染物室内允许浓度及衰减系数确定方法的不同所致. 浅层土壤气平均衰减系数为2.3×10-4,与深层土壤气平均衰减系数(2.0×10-4)无明显差异,但均低于US EPA对应经验值〔0.1(浅层)、0.01(深层)〕2~3个数量级. 在不考虑吸附及生物降解时,污染源上方清洁土壤对污染物的衰减作用不明显.