土壤污染及其防治

X53200502112土壤无机离子在非均匀电场作用下的迁移/罗启仕(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室)…∥中国环境科学/中国环境科学学会.-2004,24(5).-519~523环图X-58研究了非均匀电场对不饱和沙壤土中的NO3-和SO42-的迁移特征,揭示利用非均匀电场向土壤中注入营养物和电子受体的特性。结果表明,非均匀电场能有效地增强土壤中NO3-和SO42-的移动性,在1.0V/cm电压梯度下不饱和沙壤土中NO3-和SO24-的电迁移速率分别高达22.0,16.5cm/d;在非均匀电场中无机离子主要通过场强较大的区域迁移;切换电场极性可以方便…     

广州白云山春季降水及广西苗儿山云雾水中有机弱酸的研究

利用离子色谱法测量了广州白云山春季降水及广西苗儿山云雾水中的甲酸和乙酸,并同时测定了降水中阴离子(F^-,Cl^-,SO₄^2-,NO₃^-)和阳离子(Na⁺,NH₄⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺。用多元逐步回归、多对多双重筛选回归及R聚类分析的多元统计的数学方法分析了降水中有机弱酸间及与阴阳离子间的关系。讨论了有机酸的来源及其对酸雨中酸度的贡献。     

聚硅铝絮凝剂中酸根离子的影响

硫硅聚铝,氯硅聚铝中存在着聚硅铝离子,它具有较强的絮凝性,然而Cl^-、SO₄^2-、HSO₄^-对聚硅铝离子有着不同的稳定性。加拿大铝土公司生产的硫硅聚铝是一种流动性很好的浆状物,保存一年仍具有较好的絮凝性,这种体系除了存在聚硅铝离子之外,还存在SO₄^2-、HSO₄^-离子。国内高宝玉等人对这种体系进行过红外测试、电镜摄像分析,但对酸根离子的作用机制和体系的稳定性,没有作出判定。笔者合成了稳定性较好的硫硅聚铝和氯硅聚铝,进行了紫外光谱分析,表明SO₄^2-、HSO₄^-和Cl^-对聚硅铝离子的配位影响不同,从而荷移跃迁产生差异,这种结构上的变化决定了不同体系中聚硅铝离子的交联性和网状性,从而具有不同的稳定性。     

华南地区春季酸沉降区域源解析

应用IDNN区域源解析模式,处理了1986年2—8月间华南地区观测的酸雨样品,识别了春季广东、广西地区酸雨区域漂,结果得到,80％以上H⁺、50％SO₄^2-和60％NO₃^-来源于南岭以北地区。     

酸雨中SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+对红壤中重金属的影响

 在实验室条件下连续浸泡污染红壤和黄红壤,研究模拟酸雨中阴离子、阳离子浓度对土壤中重金属解吸行为和化学形态分布的影响.结果表明,酸雨加速了土壤酸化,重金属活性增强.增加模拟酸雨中SO₄^2-、N₀^3-或Ca²⁺、NH₄⁺浓度对Cd、Zn解吸行为均产生明显促进作用,但对Cu影响不明显.增加模拟酸雨中SO₄^2-、NO₀^3-浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Zn百分率明显降低,交换态Cr百分率明显增加,交换态Cu百分率稍有提高,交换态Pb百分率变化不明显;增加模拟酸雨中Ca2+、NH4+浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Cu、Zn百分率明显降低,交换态Cr和活性形态Pb明显增加,但Cu的化学形态分布主要受模拟酸雨pH值的影响.     

大气沉降向林地(小叶栎)输入硫素通量的观测

 利用中国科学院红壤生态试验站森林小气候观测站(江西鹰潭)逐时气象梯度参数连续自动观测数据,采用阻力模式计算SO₂、硫酸盐(SO₄^2-)粒子的干沉降速率(Vd),结合大气SO₂、SO₄^2-粒子浓度现场测定,研究了该地2年大气硫沉降量.结果表明,2000年大气SO₂和SO₄^2-粒子时年Vd值分别为0.748cm/s、0.665cm/s;2002年分别为0.180cm/s、0.221cm/s.2000和2002年大气干沉降硫(SO₂+SO₄^2-粒子)通量分别为104.6kgS/(hm2a)和140.6kgS/(hm2a),SO2干沉降是大气干沉降主要贡献者,占98.38%和97.2%;大气沉降硫总量分别为150kgS/(hm2a)和185kgS/(hm2a);可见大气干沉降是大气硫沉降主要贡献者,分别占70%和76.2%.     

COD/SO42-值对硫酸盐废水厌氧消化的影响

采用间歇试验方式,研究了COD/SO₄^2-值对硫酸盐废水厌氧消化的影响.试验结果表明,COD/SO₄^2-值是影响厌氧消化处理效果的主要参数.本试验中,COD/SO₄^2->15,硫酸盐还原作用对厌氧反应器影响甚微;COD/SO₄^2-=5-15时,硫酸盐还原作用对厌氧反应器产生轻度抑制,相对产甲烷率为79.2%-94.7%;COD/SO₄^2-=0.5-5时,反应器受中度抑制,相对产甲烷率为61.6%-79.2%;COD/SO₄^2-<0.5时,反应器受严重抑制.COD/SO₄^2-≥1时,相对产甲烷率与COD/SO₄^2-值之间有很好的线性关系.     

土壤中硝酸盐在非均匀电动力学作用下的迁移与转化

以传统的均匀电动力学方法为对照,研究了用非均匀电动力学方法控制土壤中硝酸盐迁移的可行性.结果表明:在外加电压梯度为1.0 V/cm时,受试土壤中NO₃^-在非均电动力学作用下的电迁移速率为13.5～20.0cm/d,并且迁移速率大小与NO₃^-浓度和场强分布有关;与均匀电动力学相比,非均电动力学方法更有利于土壤中NO₃^-向阳极区迁移,而且该方法对土壤性质影响更小,电能消耗更低;切换非均电动力学极性能促使土壤中NO₃^-转化为NO₂^-,并进一步降低系统的能耗,但不利于土壤中NO₃^-相对富集.     

浙江省降水酸度和化学特征分析

 根据浙江省酸沉降监测网24个观测点1992～1994年的监测资料，运用统计学和回归分析评价的方法研究了浙江省降水酸度和各化学组份的浓度分布和时空分布特征，以及季节变化规律．结果表明，降水中阴离子以SO₄^2－为主，冬、春季节降水离子浓度较高，酸度也大，影响降水酸化的主导离子是SO₄^2－、NO₃^－、NH₄⁺和Ca²⁺．     

泰山降水的离子组成特征分析

 为了解泰山降水的离子组成特征,于2004年8月～2005年7月对泰山降水进行了化学观测.共收集到37场降水,结果表明,降水pH值的雨量加权均值为4.73,酸性降水的出现频率达60%;电导率的雨量加权均值为2.96mS/m;降水离子的平均浓度为559.04μeq/L,主要离子SO₄^2-111.48μeq/L、NO₃^-30.76μeq/L、NH₄⁺⁸0.92μeq/L、Ca²⁺49.94μeq/L,均高于我国西南、西北地区背景点的降水浓度;SO₄^2-是该地区降水的主要致酸物质,在阴离子中的相对含量约为65%,NH₄⁺是降水酸度的主要中和因子,在阳离子中的相对含量约为40%.因子分析表明,泰山降水的离子组成有不同的来源.     

电动力学-新型竹炭联合作用下土壤镉的迁移吸附及其机理

研究了土壤中镉在均匀电动力学作用下的迁移特征及其影响因素,以及电场双向切换并加有新型竹炭材料条件下电动力学对镉的去除特性,揭示了利用均匀电动力学-新型竹炭材料联合修复镉污染土壤的特征及其可行性.结果表明,竹炭是一种良好的吸附材料,对镉具有较强的吸附作用,可以用 Freundlich和Langmuir模型很好的模拟吸附过程（R²>0.96）;在电压梯度为1.0 V/cm的条件下,受试土壤中Cd²⁺在均匀电动力学下的迁移速率为0.678 6～0.687 5　cm/h,并且迁移速率大小与Cd²⁺浓度和场强分布有关,电动力场可以有效地迁移土壤中的重金属离子;使用竹炭作为吸附剂的新型工艺中,在与速率实验相同的电压梯度,电场48　h的切换周期下,土壤中镉能够在电场作用下高效迁移至处理区并被吸附去除（12　d去除79.6%）,过程中可以很好地维持土壤的pH和水分条件,过程的电流随切换呈周期性的变化.电动迁移-竹炭吸附作为一种新型工艺具有广泛的应用前景.     

电动力学作用下土壤中菲的迁移特征及其机理

 研究了土壤中菲在均匀和非均匀电动力学下的迁移特征和机理,揭示了利用非均匀电动力学技术修复菲污染土壤的特性.结果表明,非均匀电动力学过程能够使土壤中的菲一定程度地向场强较大的电极区迁移,其迁移程度随运行时间增加而增大,但与非均匀电场的施加方式无关.非均匀电场对土壤中菲的迁移主要是以介电迁移方式进行的.     

Effects of the new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) on nitrate and potassium leaching in two soils

In this study, soil column was used to study the new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) on nitrate (NO3--N) and potassium (K) leaching in the sandy loam soil and clay loam soil. The results showed that DMPP with ammonium sulphate nitrate (ASN) ((NH4)2SO4 and NH4NO3) or urea could reduce NO3--N leaching significantly, whereas ammonium (NH4 -N) leaching increased slightly. In case of total N (NO3--N NH4 -N), losses by leaching during the experimental period (40 d) were 37.93 mg (urea), 31.61 mg (urea DMPP), 108.10 mg (ASN), 60.70 mg (ASN DMPP) in the sandy loam soil, and 30.54 mg (urea), 21.05 mg (urea DMPP), 37.86 mg (ASN), 31. 09 mg (ASN DMPP) in the clay loam soil, respectively. DMPP-amended soil led to the maintenance of relatively high levels of NH4 -N and low levels of NO3--N in soil, and nitrification was slower. DMPP supplementation also resulted in potassium leached less, but the difference was not significant except the treatment ASN and ASN DMPP in the sandy loam soil. Above results indicate that DMPP is a good nitrification inhibitor, the efficiency of DMPP seems better in the sandy loam soil than in the clay loam soil and lasts longer.     

Effects of a new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate （DMPP） on nitrate and potassium leaching in two soils

In this study, soil column was used to study the new nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate （DMPP） on nitrate （NO3^-- N） and potassium （K） leaching in the sandy loam soil and clay loam soil. The results showed that DMPP with ammonium sulphate nitrate （ASN） （（NH4）2SO4 and NHaNO3） or urea could reduce NO3^--N leaching significantly, whereas ammonium （NH4^＋-N） leaching increased slightly. In case of total N （NO3^--N＋NH4^＋-N）, losses by leaching during the experimental period （40 d） were 37.93 mg （urea）, 31.61 mg （urea＋DMPP）, 108.10 mg （ASN）, 60.70 mg （ASN＋DMPP） in the sandy loam soil, and 30.54 mg （urea）, 21.05 mg （urea＋DMPP）, 37.86 mg （ASN）, 31.09 mg （ASN＋DMPP） in the clay loam soil, respectively. DMPP-amended soil led to the maintenance of relatively high levels of NH4^＋ -N and low levels of NO3^--N in soil, and nitrification was slower. DMPP supplementation also resulted in less potassium leached, but the difference was not significant except the treatment of ASN and ASN＋DMPP in the sandy loam soil. Above results indicate that DMPP is a good nitrification inhibitor, the efficiency of DMPP seems better in the sandy loam soil than in the clay loam soil and lasts longer.     

土柱淋洗法修复铬污染土壤的水力梯度优化试验

针对重金属污染土壤的修复,淋洗法是一种比较成熟的方式,但目前研究主要聚焦于淋洗剂的选择,而关于水力停留时间对淋洗效果影响的研究相对较少.水力梯度是影响水力停留时间的重要因素,优化水力梯度能够缩短修复周期,降低淋洗成本,有效提高淋洗效率,为现场淋洗修复工程应用提供参考.本文针对人工制备的不同质地的铬污染土壤进行了土柱淋洗试验,探究了土柱淋洗过程中不同水力梯度条件下淋出液的pH值、淋洗液渗流速度和淋洗前后不同类型土壤中Cr（VI）及总Cr含量的变化情况,并根据土壤中Cr（VI）、总Cr去除情况对水力梯度进行了优化,研究结果表明淋洗铬污染土壤的最佳柠檬酸浓度为0.15 mol·L^-1,淋洗铬污染壤土、砂质壤土和砂土的最佳水力梯度分别为7.2、3.6和1.2,总Cr去除率分别达到82.86%、77.27%和82.15%.     

北京市一次沙尘过程中降水化学组分的监测分析

2010-4-5北京市出现了罕见的沙尘过程中降水,在市中心采集了雨水样品,用离子色谱方法分析了样品中9种离子组分浓度,结果表明:该次降水pH值较高(7.33)、电导率偏高(24.50mS/m)、可溶性离子浓度普遍高,9种离子浓度总和为3080meq/L;降水中离子当量浓度之比SO42-/NO3-为1.27, Ca2+/NH4+为1.25.为了进一步研究沙尘对降水化学组成的影响,统计了2005年至2010年全市3个监测点每年4月(沙尘高发期)监测的39次降水,得到其平均pH值为6.84、电导率为9.20 mS/m;降水中当量浓度之比SO42-/NO3-和Ca2+/NH4+分别为2.37和1.87.比较2组数据可见,发生在沙尘过程中的这次降水NO3-离子浓度的增加较为突出.而与历年年平均水平相比,4月降水均凸显了Ca2+和NO3-大幅增加的特征.进一步分析该次过程中同一监测点酸根离子前体物SO2、NO2的浓度变化特征发现:在沙尘和降水持续期间NO2浓度较低,在降水持续的时段SO2浓度显著降低,表明大气湿度对于SO2气粒转化起到了制约作用.     

广州雾霾期间气溶胶水溶性离子的日变化特征及形成机制

为研究雾霾天气下SO42-、NO3-和NH4+的形成机制,2013年4月18~23日,使用6级Anderson大流量采样器采集了不同粒径段的气溶胶样品,并利用离子色谱对其中的水溶性无机离子进行了分析.结果表明,广州雾霾期间PM3和PM10中总水溶性无机离子平均浓度分别为(32.7±13.3)μg/m3和(39.4±15.7)μg/m3.SO42-、NO3-和NH4+是最主要的水溶性离子,它们在PM3和PM10中占总离子质量分数分别为76%和71%.3种离子主要集中在0.49~1.5μm的液滴模态,该模态中NH4+主要以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在,而凝聚模态的NH4+则主要以(NH4)2SO4和NH4HSO4的形式存在.液滴模态的SO42-主要来自雾内或颗粒表面的液相氧化反应,NO3-主要来自夜间N2O5在颗粒表面的水解反应,NH4+主要来自NH3在颗粒上进行的非均相中和反应,而这3种离子在该模态的日变化特征则很好的反映了以上的形成机制.受太阳辐射的影响,3种离子的浓度在凝聚模态均表现为白天高于夜晚.     

An assessment of the effectiveness and impact of electrokinetic remediation for pyrene-contaminated soil

The effectiveness of electrokinetic remediation for pyrene-contaminated soil was investigated by an anode-cathode separated system using a salt bridge. The applied constant voltage was 24 V and the electrode gap was 24 cm. Two types of soil （sandy soil and loam soil） were selected because of their different conductive capabilities. The initial concentrations of pyrene in these soil samples were 261.3 mg/kg sandy soil and 259.8 mg/kg loam soil After treatment of the sandy soil and loam soil for seven days, 56.8% and 20.1% of the pyrene had been removed respectively. Under the same power supply voltage, the removal of the pollutant from the sandy soil was greater than that from the loam soil, due to the higher current and lower pH. Further analysis revealed that the effectiveness of electrokinetic remediation was affected by the energy expenditure, and was associated with changes in soil properties.     

黑河中游边缘荒漠-绿洲非饱和带土壤质地对土壤氮积累与地下水氮污染的影响

在灌溉农田生态系统,土壤剖面中硝态氮(NO-3-N)的积累、分布、运移及地下水氮污染不仅受灌溉、施肥的影响,也与土壤质地有密切联系.本研究在黑河流域中游临泽平川绿洲设置了黑河河漫滩-老绿洲农田-新垦绿洲农田-绿洲外围固沙带一个监测断面10个观测井,对地下水NO-3-N含量进行连续监测,并对不同景观单元非饱和带土壤质地和NO-3-N含量进行了分析,对不同质地土壤NO-3-N在剖面的运移变化和氮淋溶损失进行监测.结果表明老绿洲农田,0~300 cm土层土壤质地的垂向分布为上层砂壤土,下层为壤土和黏壤土;而新垦沙地农田在土壤剖面中也有洪积黏土层出现,但0~300 cm不同土层砂粒含量均在80%以上;绿洲外围固沙带土壤在160 cm以下出现黏土层分布;土壤NO-3-N含量与黏粉粒含量呈显著相关,显著程度固沙带>新垦绿洲农田>老绿洲农田.土壤黏粉粒含量显著影响氮的淋溶.老绿洲农田区域,地下水NO-3-N含量变动在1.01~5.17 mg·L-1,平均2.65 mg·L-1;新垦沙地农田区域地下水NO-3-N含量变动在6.6~29.5 mg·L-1,平均20.8mg·L-1,2013年5~10月平均含量为26.5 mg·L-1,较2012年同期平均值上升了9.5 mg·L-1;绿洲外围固沙带地下水NO-3-N含量呈明显的增加趋势.地下水浅埋区非饱和带土壤质地是土壤NO-3-N淋溶损失和地下水NO-3-N污染的关键控制因子.边缘绿洲新垦沙地农田是地下水氮污染的脆弱带和高风险区域,实施有效降低地下水氮污染的种植模式及施肥和灌溉管理是区域生态农业需考虑的问题.