环糊精在土壤有机污染物治理中的应用

综述了环糊精及其衍生物在土壤弱极性有机物治理中的应用和原理。环糊精可与土壤中弱极性有机污染物形成主客包合物,从而增加其水溶性促进其从土壤中解吸去除;能够同时去除金属离子;能够改变有机污染物理化性质促进其光解;可降低有机污染物毒性促进其微生物降解。     

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.     

有机质胶体对卡马西平在多孔介质中迁移影响模拟实验

有机质胶体与有机污染物的相互作用会影响污染物在多孔介质中迁移转化等环境行为.为研究有机质胶体对药物和个人护理品(PPCPs)在土壤环境中迁移的影响,本实验以卡马西平(CBZ)为目标污染物,用商用腐殖酸制备有机质胶体,分别选择石英砂、标准土和野外所取土样为研究介质,通过室内土柱模拟实验探究有机质胶体存在时污染物在多孔介质中的迁移行为.结果表明,描述一维溶质运移的两点化学非平衡模型能够较好模拟CBZ在各介质土中的运移过程,说明污染物运移过程中与介质间发生了化学非平衡吸附作用;石英砂柱中加入胶体后,对CBZ的吸附过程无明显影响,但在解吸时阻滞因子及滞留量变小,可见胶体与石英砂间作用微弱,解吸过程中胶体与污染物结合形成复合体后对污染物有增溶作用;胶体存在时,标准土和自然土对CBZ的吸附量和迁移阻滞强度均明显大于石英砂,其中有机质及黏土矿物的作用最为明显,有机质中的低能/高能吸附位点以及黏土矿物极性表面均能够固定污染物;由于有机质含量较高,自然土对CBZ在吸附-解吸过程中的阻滞截留强度大于标准土.针对本实验中CBZ的迁移情况,提出了疏水性有机污染物在含有机质胶体土壤中的迁移过程中各种作用的概念模型.     

多溴联苯醚及其衍生物在土壤中的分布、转化和生物效应研究进展

多溴联苯醚（polybrominated diphenyl ethers,PBDEs）作为一种良好的溴系阻燃剂被大量地添加到工业产品中,随着产品的使用、回收和废弃处理会进入各种环境介质中,是一类分布十分广泛的持久性有机污染物.PBDEs的衍生物羟基化多溴联苯醚（hydroxylated polybrominated diphenyl ethers,OH-PBDEs）和甲氧基化多溴联苯醚（methoxylated polybrominated diphenyl ethers,MeO-PBDEs）,由于具有比母体化合物更大的毒性效应和更复杂的环境行为也受到人们广泛关注.通过对PBDEs及其衍生物在土壤中的分布特征、转化规律及生物效应研究的最新进展进行综述发现,PBDEs在土壤中的分布浓度随离工业区距离增加而减小,且大多数污染地区土壤中以高溴代PBDEs为主,偏远地区土壤中则以低溴代PBDEs为主.进入土壤的PBDEs在动物、植物体内及微生物作用下均可发生脱溴代谢转化产生低溴代PBDEs,也可发生羟基化生成OH-PBDEs和甲氧基化生成MeO-PBDEs,与此同时,OH-PBDEs和MeO-PBDEs之间也会发生相互转化.PBDEs及其衍生物作为一种环境内分泌的干扰物对大部分的植物、动物都有显著的毒性效应,对植物而言能够抑制植物种子萌发、幼苗生长、损伤细胞结构以及影响植物代谢活动等;对动物而言能够影响动物的内分泌功能、妨碍动物生殖系统的发育以及对神经系统产生毒性等.目前,关于PBDEs及其衍生物在土壤生态系统中环境化学行为和生态毒性的报道十分有限,探讨土壤中PBDEs的代谢转化过程和毒性效应可为全面深刻地认识PBDEs的环境行为和潜在生态风险提供科学参考.      

水稻土中五氯酚的降解转化动态及其对微生物群落的影响

采用室内培养实验,研究厌氧条件下水稻土中五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)的还原转化与微生物群落组成变化。结果表明,室内培养实验条件下,PCP在水稻土样品中降解比较迅速,在反应17 d时,实验添加的PCP能够完全被还原转化。高通量测序结果显示PCP的添加明显改变了水稻土壤的微生物群落结构,其微生物多样性显著下降,在PCP降解完之后逐渐恢复。原始土壤以及添加PCP的土壤样品中其优势微生物主要分布在变形菌门(Proteobacteria)。PCP添加刺激了水稻土中伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、地杆菌科(Geobacteraceae)、红环菌科(Rhodocyclaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae)等脱氯相关的微生物菌群繁殖,成为PCP降解过程中的优势菌群,有利于PCP还原降解。本研究结果可为水稻土中有机氯农药污染物的微生物降解脱毒提供理论依据。     

针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-二氯苯酚厌氧降解的影响

2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)常用于农药生产,在水体和土壤中广泛分布,具有难降解、高毒性的特点.通过模拟自然过程,在厌氧反应体系中投加铁氧化物和硫酸盐矿物,重点考察了不同矿物对2,4-DCP降解的影响.结果发现,厌氧体系中针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-DCP均没有明显的吸附作用;质量衡算结果表明所有反应体系中仅发生2,4-DCP向4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)的转化;与无外加碳源组相比,乙酸钠的加入使得2,4-DCP的还原脱氯反应速率增大一倍.分析表明针铁矿和磁铁矿加入可刺激脱氯功能菌的生长或活性,进而提高微生物的电子传递能力和2,4-DCP的降解速率;石膏加入强烈抑制脱氯功能菌的生长或活性,进而抑制2,4-DCP的降解.研究结果对认识难生化降解卤代酚在厌氧环境中的迁移转化及环境工程中此类物质的处理具有潜在意义.     

农药在光照土壤层的迁移和降解

光照条件下 ,农药在土壤层中的降解速率不仅决定于光解本身 ,而且还是土层厚度、迁移过程的函数 .为此 ,描述了理解这些不同过程复合效果的理论框架 ,提出了允许实际光解过程和扩散过程分离定量的实验方案 ,同时进行了除草剂苄嘧磺隆在不同厚度土壤中的光解实验 ,并用数学模型评价了实验结果 .实验中确定了苄嘧磺隆在土壤中的实际光解速率常数 ,这个常数是不依赖于迁移动力学的 .     

石油烃在胶州湾多介质中迁移-转化模型研究

在分析石油烃主要迁移-转化过程的基础上,根据化学污染物在多介质环境中迁移-转化模型的基本原理,建立了石油烃在胶州湾多介质海洋环境中迁移-转化箱式模型,主要包括大气挥发、浮游植物富集、微生物降解、悬浮颗粒物吸附和水动力交换5个迁移-转化过程.通过模型模拟与验证表明,该模型逻辑结构及动力学方程基本合理,而且所确定的模型参数也基本能够反应胶州湾海域的地域化特征.结合模型灵敏度分析表明,石油烃在胶州湾多介质海洋环境中主要决定于大气挥发、微生物降解和水动力交换等迁移-转化过程.     

正十六烷在电场作用下的迁移与微生物降解

研究了砂土中的正十六烷在电动强化微生物作用下的迁移特征和影响因素,揭示利用非均匀电动力学技术修复链烷烃污染土壤的特性。结果表明:非均匀电动力学过程能有效地促进土壤中正十六烷和细菌的迁移,电渗析是其主要作用机理。在1.2V/cm电压梯度下砂土中的正十六烷向阴极迁移速率约为0.7cm/d;电极对污染物、降解菌的迁移作用和电极反应引起的土壤pH变化使得污染物主要在距阳极15cm处被降解,可利用该过程将污染物迁移到规定区域,然后投加高效降解菌进行定点修复。     

高氯酸盐去除方法研究进展

高氯酸盐是一种新型持久性污染物,其毒理作用、环境中的迁移转化特性、降解处理和修复已成为研究热点。文章简单介绍了高氯酸盐污染的特点、毒理效应及其环境行为,重点论述高氯酸盐污染的微生物处理和修复方法。     

六溴环十二烷在环境中迁移转化的研究进展

六溴环十二烷(HBCDs)是一类环境中广泛存在的有机污染物。它性质稳定,不易被降解,能够在环境中长期积累、迁移和转化,具有较强的生物蓄积毒性。对其环境问题的研究已成为当前环境科学的一大热点,报道越来越多。文章介绍了HBCDs的物理化学性质、分析方法、概述了近几年六溴环十二烷的环境行为及其迁移转化的研究动态,同时讨论并展望了我国HBCDs未来的研究方向。     

石油烃在非均质包气带中的吸附作用及迁移规律

为深入分析强非均质性污染场地中石油烃的运移规律,探究石油烃类污染物在场地中的吸附、迁移及其影响因素,选取潮白河上游为典型研究区,受冲洪积扇条件控制,区域内包气带非均质性强,地下水埋深较大.采集污染场地包气带介质样品,分别装填原状土（0~20 mm）、细颗粒（< 2 mm）和粗颗粒（>4 mm）3种介质迁移柱,通过土柱淋滤试验表征石油烃在典型介质中的迁移特性;通过静态吸附试验和微生物降解试验识别石油烃迁移过程的关键影响因素,揭示多要素作用条件下的石油烃迁移规律.结果表明:原状土、细颗粒和粗颗粒这3种介质迁移柱出水中石油烃浓度均呈先下降、后波动上升、最终趋于稳定的趋势.3种介质对石油烃的吸附过程均呈现快吸附和慢吸附两个阶段,快吸附阶段发生在试验0~15 h内,完成了吸附的70%~80%;慢吸附阶段持续时间较长,吸附总量缓慢增加.固液比、温度和pH等要素对3种介质石油烃吸附性能的影响相对较小.微生物降解是慢吸附阶段石油烃浓度呈波动上升的主要原因,且在整个石油烃垂向迁移过程中,吸附作用对石油烃去除的贡献率为80%,微生物降解的贡献率为20%.研究显示,相对于微生物作用而言,强非均匀介质在石油烃类污染场地的污染物吸附和迁移过程中起关键控制作用.      

除草剂普杀特在土壤—水两相中的吸附-脱附和光解

 为了解普杀特农药进入自然界的环境行为，特别是它在不同土壤—水体系中的分配和归宿，研究了其在8种土壤上的吸附 脱附过程，并且通过模拟太阳光探讨了普杀特在水相中的光解情况。结果表明，普杀特在土壤上的吸附 脱附与土壤的理化性质密切相关，高有机质、低pH值的土壤具有强吸附能力；其吸附、脱附均可用Freundlich方程描述，但脱附等温线要滞后于吸附线。太阳光中紫外部分的光有利于普杀特光解，其光解可用假一级动力学方程表示。     

土壤与沉积物中天然有机物释放过程的动力学研究

根据不同流速条件下解吸及降解过程的模拟实验结果，探讨土壤与沉积物中天然有机物释放的动力学过程．研究发现，有机物的释放包括解吸与降解两个过程．影响二者时间尺度有所不同，均遵循一级动力学反应规律．流速对平衡浓度与速率常数均有影响，速率常数随流动相线速度的升高而加大．湿度与温度是降解过程的主要影响因素，湿润条件与高温有利于有机物降解．     

十溴联苯醚的环境降解行为研究进展

Deca-BDEs(十溴联苯醚)可在光照、微生物作用、高温下通过降解脱溴转变为毒性更强的低溴系联苯醚. BDE209是Deca-BDEs的主要成分,研究BDE209的环境降解行为对确定环境中低溴系联苯醚的来源进而消除其对环境的污染具有重要意义. 已有研究从BDE209降解机理向分析不同光源、不同降解阶段的降解产物推进,并以探求快速、有效的处置技术为出发点,对影响BDE209降解行为的辐照光强、有机溶剂的种类、固相介质等相关因素进行实验室模拟和对比分析,研究结果表明,太阳光照下BDE209的降解速率小于紫外光源,降解程度也低于紫外光源,二者的降解产物也有所不同. 光降解是Deca-BDEs在环境中转化的最主要途径,现有研究揭示了BDE209的光降解反应遵循准一级反应,表明其主要是一个逐级脱溴的过程,最终降解产物中含有大量的低溴系同系物,但鲜见对光解反应过程中潜在的一系列降解步骤及全面的光降解机理的研究,未来对相关机理、影响因素及降解途径的阐述仍需完善. 对微生物降解的研究主要集中在细菌、淀粉酶等特定微生物种类的降解特性(包括降解速率、降解效果)方面,对Deca-BDEs降解途径、转化及降解产物的鉴定尚不完全清楚. 此外,对高温下Deca-BDEs转化为溴代二英的机理研究比较缺乏. 由于BDE209具有极高的疏水性,并且其在大气中主要以固相形式存在于颗粒物中,因此今后的研究应更注重BDE209的气相和固相的光降解行为,注重微生物降解法在Deca-BDEs污染土壤修复技术的应用以及电子废物拆解过程中Deca-BDEs的降解途径和影响因素等方面.      

无机沉淀对土壤有机质吸附疏水有机污染物的影响

土壤有机质对疏水性有机污染物的吸附解吸是影响其在土壤中迁移、转化和归趋的重要因素之一。老化是有机污染物和土壤等介质长时间相互作用的结果,它影响着污染物的生物有效性。已有的老化研究注重有机污染物被土壤等介质吸附隔离的机制,很少考虑土壤等吸附剂自身演化对有机污染物吸附的影响。本文通过无机沉淀处理方法来模拟自然环境过程吸附剂自身的演化对土壤有机质吸附能力的影响,从而证明吸附剂自身的变化也是影响老化效应的一个重要因素。结果表明,不同无机沉淀包裹和填充的碱提土样品比原始碱提土样品具有更小的吸附能力,同时无机沉淀处理后的样品的吸附性能随着无机沉淀离子浓度增加而降低。这可能是无机沉淀覆盖碱提土样品的内外表面积和填充碱提土样品的微孔所引起的,同时也可能是无机沉淀占据了吸附有机污染物的高能点位所致。     

四溴乙基环己烷(TBECH)立体异构体的分析方法与环境行为及毒性效应研究进展

1,2-二溴-4-（1,2-二溴乙基）-环己烷,又名TBECH（tetrabromoethylcyclohexane,四溴乙基环己烷）,是一种添加型的新型溴代阻燃剂.TBECH的立体结构复杂,具有4个异构体,每个异构体又均含有一对对映体.随着传统溴代阻燃剂的禁止生产或限制使用,TBECH作为替代品之一被广泛用于建筑业、纺织业和电子等各行业.TBECH具有长距离迁移性、生物累积性和潜在毒性,被认为是一种可能的持久性有机污染物.通过对TBECH立体异构体的分析方法、环境行为和毒性效应研究的最新进展进行综述发现,TBECH的检测通常采用气相色谱质谱联用法,但仅集中于对环境样品中TBECH非对映异构体的分离分析,对映体水平的检测将成为未来TBECH立体异构体分析的发展方向.TBECH已在大气、水体、沉积物、土壤等环境介质和生物体中被陆续检出,并对生物体产生内分泌干扰、生殖发育等毒性效应,其各立体异构体具有特异的环境行为,表现出选择性的生物累积、转化和毒性效应.鉴于目前TBECH环境行为的研究主要关注水生生态系统,而从立体异构体水平出发的研究还很欠缺,建议今后加强对陆生生态系统中TBECH污染状况、分布特征以及环境行为的研究,进一步从异构体和对映体水平深入探讨TBECH的环境过程和生物效应,全面认识环境中TBECH的迁移转化规律及最终归趋.      

磁河有机污染物在饱和土壤中迁移转化试验研究

通过静态吸附、静态降解和动态土柱试验,研究了磁河废水中有机污染物在土壤饱水条件下的迁移转化行为.实验结果经线性拟合和参数估算,得到弥散系数D=0.0036m2/d,分配系数K_d=0.19cm3/g,降解系数K=0.68 d-1.表明磁河有机污染物在土壤中有较强的吸附和降解能力.      

农田灰钙土中有机质和碳酸钙对Zn吸附-解吸行为的影响

采用序批平衡法,研究了Zn在去除有机质及去除碳酸钙前后灰钙土的吸附-解吸行为.结果表明,在试验土壤中吸附量均随着加入Zn浓度的增加而增加,且去碳酸钙土对Zn吸附固定能力明显低于灰钙土,即有机质对灰钙土Zn的吸附影响小于碳酸钙;去有机质及去碳酸钙前后灰钙土对Zn的吸附过程不适合用 Langmuir方程描述,而 Freundlich方程能够很好地拟合,调整后的决定系数R2￠均大于0.90,达到极显著水平(P<0.01);去除有机质和碳酸钙后灰钙土对Zn的解吸率都升高,且灰钙土去碳酸钙后解吸率略高于去有机质;去除有机质及碳酸钙前后灰钙土的解吸量均随吸附量的升高而升高,且去碳酸钙土解吸量最大,去有机质土次之,灰钙土最小;土壤有机质和碳酸钙对Zn均有较强的络合吸附效应,能有效降低Zn的迁移活性,从而促进吸附,抑制解吸.