土壤水稻系统中210Pb和210Bi的行为及载体Pb的影响

采用~(210)Pb示踪方法,研究了~(210)Pb和~(210)Bi在土壤和水稻中存在的形态.土壤中~(210)Pb主要以可给态存在,占总量的79％—91％.~(210)Bi主要以结合态存在,占总量的80％—98％,随时间增长,可给态~(210)Pb逐渐向结合态转变;结合态~(210)Bi向着可给态方向变化.进入水稻的~(210)Pb和~(210)Bi大部分是自由移动的离子形式,~(210)Pb的结合态<1％;~(210)Bi占40％.~(210)Pb和~(210)Bi性质上的差异表现了土壤对二者吸附力强弱的不同.还讨论了载体Pb对~(210)Pb和~(210)Bi吸附行为的影响.     

洞穴上覆土壤层~(210)Pb放射性活度变化特征及其环境意义

土壤210Pb放射性活度变化可以用来指示土壤侵蚀速率变化、计算水土流失速率,但是在其他方面的应用,特别是岩溶环境的应用相对较少。在进行洞穴年轻沉积石笋年代测试过程中,发现目前应用的CIC(恒定初始放射性活度模式)初始活度恒定的假设需要进行验证。通过对广西桂林茅茅头大岩上覆土壤层进行季节采样和210Pb放射性活度、土壤有机质、粒径等分析,发现土壤剖面表层20~30cm内的210Pb放射性活度季节变化明显,可能响应了大气环境、土壤生态环境的变化。但是土壤剖面基底210Pb放射性活度基本保持恒定,说明土壤层厚度大于20~30cm时,土壤层中210 Pb变化对洞穴年轻沉积物表层210Pb活度变化影响不大,洞穴上覆层对洞穴沉积物210Pb放射性活度的影响主要在于土壤有机质和粘粒向下迁移。因此,影响洞穴石笋210Pb放射性活度的关键因素在土壤厚度、土壤中随有机质和粘粒迁移的210 Pb量的变化,进而推广到洞穴年轻沉积物210Pb定年,在土壤层厚度大于20~30cm时,洞穴相对封闭环境下,可以应用CIC模式对洞穴沉积物进行年龄计算。     

镉与天然固体表面络合物的条件稳定常数

本文研究天然固体、伊利土和湘江悬浮沉积物从水中吸附极低浓度(ppb级)的镉时吸附量随pH的变化;同时研究不同pH值时的吸附等温线。根据简单的表面络合模式,利用线性关系及其分配系数,求取不同pH值时的天然固体与镉形成的表面络合物的条件稳定常数。条件稳定常数随pH值的上升,分为两个区域而呈线性增长。据此求得表面络合反应的条件络合常数。镉与伊利土和湘江悬浮沉积物的表面络合物条件稳定常数分别为3.0—1.8×10~2和0.8—2.5×10~2(pH5.0—8.5).低pH区伊利土和湘江悬浮沉积物吸附镉的条件络合常数分别为3.3×10~(-2)和2.8×10~(-2),高pH区二者的络合常数分别为5.6×10~(-5)和8.5×10~(-8)。     

不同温度下烧制的秸秆炭对可变电荷土壤吸附 Pb(Ⅱ)的影响

研究了添加花生秸秆炭和稻草炭对2种可变电荷土壤的pH和吸附Pb(Ⅱ)的影响,结果表明,添加生物质炭使土壤pH提高了1.04～3.00个单位,且土壤pH增加幅度随生物质炭制备温度的升高而增加.等温吸附实验的结果表明,添加生物质炭增加了Pb(Ⅱ)在可变电荷土壤表面的吸附量,当Pb(Ⅱ)初始浓度为2 mmol.L-1时,Pb(Ⅱ)的吸附量提高了12.6%～57.6%.土壤对Pb(Ⅱ)的吸附量随体系pH升高而增加.Freundlich方程和Langmuir方程可以很好地拟合添加生物质炭后2种土壤对Pb(Ⅱ)的吸附等温线,且Freundlich方程拟合效果更好,r值均在0.94以上.从Freundlich和Langmuir方程中表征吸附容量的k和Qm结果可以看出,花生秸秆炭促进Pb(Ⅱ)吸附的效果优于稻草炭,400℃下制备的生物质炭促进2种土壤吸附Pb(Ⅱ)的效果优于300℃和500℃下制备的生物质炭.解吸实验结果表明,添加秸秆炭处理土壤表面吸附Pb(Ⅱ)的解吸量高于对照处理,但解吸量远低于吸附量,说明生物质促进土壤吸附Pb(Ⅱ)的机制涉及静电吸附和非静电吸附.     

氯化铁对老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)解吸效果的研究

为提高淋洗技术在高黏性土壤中的适用性,选取代表黏性土壤细粒径组分的4种黏土矿物,通过180 d的铅(Pb)污染老化,采用振荡淋洗试验研究了氯化铁对4种老化污染后黏土矿物中Pb(Ⅱ)的解吸效果,探讨了氯化铁浓度、液固比和淋洗时间等因素对老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)解吸效果的影响,并结合动力学拟合对Pb(Ⅱ)解吸过程进行了分析,利用三步提取法识别了氯化铁解吸前后老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)的赋存形态变化。结果表明:随着氯化铁浓度的升高和液固比的增大,4种老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)的解吸率会逐渐增加并趋于稳定;当氯化铁浓度为20 mmol/L、液固比为50 mL/g时,蒙脱石、伊利石、绿泥石和蛭石中Pb(Ⅱ)的解吸率分别为66.9%、79.7%、73.7%和63.5%;准一级动力学方程对蒙脱石的解吸过程拟合度较高,Elovich模型方程能更好地描述伊利石和蛭石的解吸过程;而绿泥石的pH值缓冲能力强,使得其解吸的Pb(Ⅱ)会因pH值的上升而发生重吸附和共沉淀现象;形态分析显示,4种老化黏土矿物中层间吸附态Pb(Ⅱ)的占比最高,而氯化铁能够有效地解吸层间吸附态Pb(Ⅱ),在氯化铁浓度为20 mmol/L、液固比为50 mL/g的条件下,蒙脱石、伊利石、绿泥石和蛭石中层间吸附态Pb(Ⅱ)的解吸率分别为60.1%、91.2%、87.1%、56.48%。该研究结果可为南方地区高黏性土壤中重金属污染的修复提供技术参考。     

茶叶基水合氧化铁吸附水体中Pb(Ⅱ)的性能

采用原位沉积技术将水合氧化铁(HFO)负载于废弃茶叶渣表面制备了复合材料茶叶基水合氧化铁(HFO-TW),研究了HFO-TW对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特性,探讨了溶液pH值、时间、共存碱土离子、温度、Pb(Ⅱ)初始浓度等因素对Pb(Ⅱ)的吸附效果的影响.结果表明酸性范围内,Pb(Ⅱ)的吸附量随溶液pH升高而增大;Pb(Ⅱ)的吸附速度较快,100 min内便可达吸附平衡,且动力学曲线较好地符合伪一级和伪二级动力学模型,拟合系数可达98.8%;在竞争离子Ca(Ⅱ)/Mg(Ⅱ)的浓度高于Pb(Ⅱ)50倍时,HFO-TW对Pb(Ⅱ)仍具有较强的吸附能力,Pb(Ⅱ)的吸附量仅分别下降12.1 mg·g-1和8.1 mg·g-1;Pb(Ⅱ)的吸附过程较好地符合Langmuir等温模型,理论最大吸附容量为89.43 mg·g-1,远高于未经改性的茶叶渣和其他生物吸附剂.所有结果均证实HFO-TW在净化实际铅污染水体中有着较为广阔的应用潜力.     

重金属Pb(Ⅱ)污染原水的应急处理工艺研究

采用2种常用混凝剂--聚合硫酸铁(PFS)和聚氯化铝(PACl),以水中Pb(II)浓度突增为背景,研究了混凝剂投加量、目标物初始浓度以及调节pH值和高锰酸钾(KMnO4)预氧化等措施对混凝除Pb(II)效果的影响,同时比较了粉末活性炭(PAC)吸附 混凝和硅藻土吸附 混凝等工艺对Pb(Ⅱ)的去除效果.结果表明,单独投加混凝剂时,投加PFS对Ph(Ⅱ)的去除效果优于投加PACI.2种混凝剂的投加量为10 mg/L时,对Ph(Ⅱ)的去除效果基本达到最好水平,并且Pb(Ⅱ)初始浓度对混凝效果影响最小.在此投加量下调节pH值到9,2种混凝剂对应Pb(Ⅱ)的去除率都在95%以上.KMn04预氧化只在以PACI为混凝剂时对除Pb(Ⅱ)起到一定促进作用.以PFs为混凝剂时,投加10 mg/L的PAC或投加25 mg/L的硅藻土会取得相同的除Pb(Ⅱ)效果,即水中Pb(11)浓度从402 μg/L降至10 μg/L以下;而混凝剂为PACl时,活性炭投加量为20 mg/L或硅藻土投加量为50 mg/L时,水中剩余Ph(Ⅱ)的浓度也可以达标;通过硅藻土与KMnO4联用试验发现,高锰酸钾氧化会削弱硅藻土对Pb(Ⅱ)的吸附作用.综合考虑得出,硅藻土吸附 混凝才是原水应急除Pb(Ⅱ)简单、经济和有效的方法.     

~(210)Pb方法及其在地质地球化学中的应用

<正> ~(210)Pb是天然放射性铀系的一个子体成员,其半衰期为22.3年,可用于测定近百年以来冰川、极地冰雪、内陆海、海洋及湖相沉积物的年龄和沉积速率(一般为每年若干毫米),探讨它们的成因和发展历史,所以在现代沉积过程研究中愈来愈受到重视。     

菜籽粕对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以菜籽粕为吸附剂去除水溶液中Pb2+,考察了pH值、吸附剂投放量、反应时间对吸附性能的影响,研究了不同温度下菜籽粕对溶液中Pb2+吸附热力学和动力学。当Pb2+溶液浓度为100 mg/L时,吸附剂投放量为4 g/L,pH值3~5.5,吸附时间120 min,Pb2+去除率达到95%以上。铅吸附等温线很好地符合Langmuir等温方程,293 K时饱和吸附量达31.9 mg/g。对吸附热力学参数ΔGθ,ΔHθ,ΔSθ的计算表明,吸附过程属于熵驱动型的吸热自发过程。Pb2+在菜籽粕上动力学吸附符合准二级速率方程,表观吸附活化能Ea=49.6 kJ/mol。结合吸附前后红外光谱(FTIR)分析,Pb2+在菜籽粕上吸附主要发生在蛋白质的酰胺结构、-NH2、-C-S-上,具有化学吸附的显著特征。菜籽粕作为一种廉价的生物质吸附剂,对低浓度Pb2+溶液吸附量大,吸附速度快,具有良好的开发应用前景。     

崇明东滩不同高程潮间带沉积物中210Po和210Pb的时空特征

210Po和210Pb在海洋环境过程和放射生态学研究中有重要的意义。基于2010年每月采集崇明东滩潮间带表层沉积物,分析其210Po和210Pb活度,结合大气沉降和长江河流输入的210Po和210Pb通量,研究了210Po和210Pb的时、空变化规律及其影响因素。结果表明:表层沉积物平均粒径春夏季接近,且明显低于秋冬季;由北到南,由陆向海,平均粒径均逐渐增大。崇明东滩表层沉积物中210Po和210Pb的比活度介于20.9~124 Bq/kg和26.1~101 Bq/kg,均高于同期徐六泾(长江河流入海节点)悬浮颗粒物中210Po和210Pb相应的值。北、中、南三个断面210Po/210Pb比值的平均值分别为:1.05,1.06和0.97,崇明东滩表层沉积物的主要来源为陆源的河流输送。从空间分布来看,210Po和210Pb的比活度随潮滩高程的降低而逐渐减小的特征,季节特征为在夏季最高,而冬季相对较低。     

Aerosols: unexpected disequilibrium phenomena between airborne radio activities of lead-210 and its progenies bismuth-210 and polonium-210

For the first time, concentrations of the long lived radon progenies ²¹⁰Pb, ²¹⁰Bi and ²¹⁰Po were measured in the mine atmosphere of the so called "healing gallery" in Badgastein, Austria, a region famous for its radioactive springs. These investigations were performed in order to study the radioactive equilibrium between the ²¹⁰Pb-²¹⁰Bi and the ²¹⁰Pb-²¹⁰Po pairs so as to gain more information about the aerosol-forming processes in the mine. The particle size distribution of the aerosols was determined under different ventilation conditions. Six-stage and eight-stage cascade impactors with working ranges from 0.15 to5 µm and from 0.063 to 8 µm, respectively, were used to collect the mine aerosols. These samples were analysed in the laboratory and measured by liquid scintillation spectrometry. The most surprising results were found under full ventilation, when the total activity concentrations of ²¹⁰Pb, ²¹⁰Bi and ²¹⁰Po were 4.6, 2.0 and 16.5 mBq/m³, respectively. In this case ²¹⁰Po/²¹⁰Pb activity ratios ranged between 1.8ǂ.3 and 4.3ǂ.3. These unexpected results were confirmed by the eight-stage impactor samples. For the smallest particles, between 0.062 and 0.125 µm, an even higher value of 7.5 was observed. As outside sources could be excluded, such ²¹⁰Po enrichments must occur during the aerosol-forming process itself inside the mine.     

基于210Pb和137Cs计年法的黄河下游湿地沉积速率研究初探

本文利用²¹⁰Pb和¹³⁷Cs计年方法分析探讨黄河下游湿地沉积速率演化与上游水沙变化的响应关系。结果表明，²¹⁰Pb比活度大致指数衰减趋势以及¹³⁷Cs蓄积峰的鉴出，表明放射性核素手段在黄河下游湿地的沉积学研究具有一定可行性。基于²¹⁰Pb的CIC模式和CRS模式得出的沉积速率分别为1.68 cm/a和0.67~2.76 cm/a；基于¹³⁷Cs剖面的1963年和1986年两个蓄积峰，计算自下而上沉积速率分别为2.67 cm/a、1.08 cm/a和1.21 cm/a。研究发现，近几十年黄河下游湿地沉积速率呈逐渐减小趋势，这与黄河流域气候变化、上游流域建坝、水土保持和下游水资源利用存在密切关系。此外，水库调度方式也在一定程度上影响下游沉积速率，虽然下游淤积量不变，但洪峰的"削平"导致泥沙难以淤积于湿地。     

210Pb和137Cs计年在尼罗河三角洲的应用现状与适用性分析

本文详细梳理了210Pb和137 Cs计年法在尼罗河三角洲泻湖沉积年代学研究的历史过程以及遇到的困境,并结合笔者近期研究结果,进一步论证了该手段在近百年湖泊沉积速率测定和沉积过程研究等方面仍具有较高适用性。同时,笔者从钻孔采样位置、岩性状况、采样间距、计算模式等四个方面提出了在实际应用210 Pb和137 Cs计年中应注意的细节,以期为今后该手段应用于湖泊环境污染年代测定研究取得理想效果提供一定理论帮助。     

沈阳市儿童环境铅暴露评价

在沈阳市全市范围内采集大气、土壤、灰尘样品,根据美国EPA推荐的儿童暴露参数,将所得的环境铅含量与儿童行为数据和铅摄入量结合,计算沈阳市儿童环境铅暴露量.结果表明,在沈阳市儿童各种环境铅暴露中,儿童每天由于手口接触摄入的土壤铅量>灰尘铅摄入量>吸入空气铅量>皮肤从土壤中吸收的铅量.其中,土壤和灰尘铅是儿童铅负荷的最主要来源,儿童平均每天由于手口接触摄入的土壤铅量和灰尘铅摄入量分别为2.35×10-2mg·d-1,9.70×10-3mg·d-1.除了皮肤铅暴露,沈阳市儿童每日土壤、灰尘和空气铅暴露量近似服从正态分布.铁西区、太原街和崇山小区是沈阳市儿童主要的环境铅暴露区.     

黄河三角洲及邻近海域沉积物137Cs和210Pbex断代的适用性

¹³⁷Cs和²¹⁰Pb_ex定年是确定近百年来浅层湖泊沉积物年代学框架的首选方法,然而,该方法在河口滩地及邻近海域沉积物断代中的适用性仍然不清。本文以渤海黄河三角洲为研究对象,通过钻孔采集了1929～1990年间四个不同成陆年限的淤成土泥芯,分析了¹³⁷Cs和²¹⁰Pb_ex活度及粒度的深度分布特征;结合已报道的邻近海域水下地形特征、沉积物特性、沉积构造等资料,讨论了黄河口泥沙沉积和三角洲形成的特点,评价了沉积物¹³⁷Cs和²¹⁰Pb_ex断代法在该区域的适用性。结果表明,黄河三角洲是由入海口冲积扇不断向前推进而形成,具有快速且不均匀沉积的特点。20世纪50～70年代大气层核试验产生的放射性同位素¹³⁷Cs是黄河三角洲和邻近海域沉积物断代可靠的示踪物,含¹³⁷Cs的沉积物可被确定为1963年(或1954年)以来的沉积物。²¹⁰Pb_ex是大气持续沉降的天然放射性尘埃,不适用于具有快速且不均匀沉积特点的入海口水下冲积扇沉积物断代;水下冲积扇成陆后,地面继续承接²¹⁰Pb_ex核数沉降,因此,²¹⁰Pb_ex也不适用于黄河陆地三角洲的沉积物断代。泥沙的沉积速率在远离水下冲积扇的海域较低,且经水面沉降至海底的²¹⁰Pb_ex比例较高,沉积物的²¹⁰Pb_ex深度分布曲线形态类似于稳定环境的湖泊、海湾。计算沉积速率的CIC和CRS模型未考虑核素的向下扩散迁移过程,这可能会导致估算的黄河三角洲邻近海域泥沙沉积速率偏大。     

组配改良剂对稻田土壤中镉铅形态及糙米中镉铅累积的影响

通过田间实验,研究了镉(Cd)和铅(Pb)复合污染稻田土壤中施加组配改良剂(LS,石灰石+海泡石)对黄华占和丰优9号2种水稻种植土壤中p H、Cd和Pb形态转化以及水稻糙米中Cd和Pb累积量的影响.结果表明,施加LS,通过提高2种水稻土壤的p H值,可以有效地改变土壤中Cd和Pb的存在形态,使土壤Cd和Pb由酸可提取态不同程度地转化为铁锰氧化态和有机结合态.LS施加量为2.0~8.0 g·kg-1时,使黄华占水稻土壤中Cd和Pb的酸可提取态含量分别降低19.6%~23.8%、7.7%~14.3%,丰优9号水稻土壤中Cd和Pb的酸可提取态含量分别降低7.6%~31.1%、11.7%~24.8%,且降低效果为CdPb.LS还能显著降低2种水稻糙米中Cd和Pb含量,LS施加量为2.0~8.0 g·kg-1时,黄华占和丰优9号2种水稻糙米中Cd含量分别降低了56.5%~67.2%、29.0%~38.7%,Pb含量分别降低了9.8%~34.2%、6.8%~45.4%,同种水稻Cd和Pb含量降低效果为CdPb.研究表明,土壤中Cd和Pb酸可提取态含量能很好地反映土壤中Cd和Pb的生物有效性和迁移性.     

胶质芽孢杆菌对印度芥菜富集土壤Cd及土壤pH的影响

采用根袋法盆栽试验,研究接种活菌量浓度分别为1×1010 cfu·kg-1 (T1)和2×1010 cfu·kg-1(T2)的胶质芽孢杆菌,对印度芥菜富集土壤Cd、土壤有效态Cd含量及土壤pH的影响.结果表明,以不接种菌液作为对照,处理T1、T2地上部分生物富集系数分别为13.58、16.83,与对照相比分别提高42.95％、77.16％;地下部分生物富集系数分别为4.35、4.83,分别比对照提高24.64％、38.40％;土壤的净化率分别是对照的1.73、2.20倍.对照组土壤有效态Cd含量随着时间的延长而降低,根际和非根际土壤分别降低32.93％和45.54％;但T1和T2处理中,根际、非根际土壤有效态Cd含量分别提高15.15％、31.73％和36.54％、45.28％.收获时,处理T1、T2根际土壤pH降低率分别是对照的1.08、1.10倍.不同浓度胶质芽孢杆菌处理下土壤pH与有效态Cd含量均呈显著负线性关系.综上,胶质芽孢杆菌主要是通过改变土壤pH来影响土壤Cd生物有效性,从而促进超富集植物的修复效果.本研究可为微生物辅助植物修复重金属污染土壤提供一定理论依据和实践指导.     

岩溶山区表土中7Be、137Cs、226Ra和228Ra的地球化学相分配及其侵蚀示踪意义

利用ＧＣ－ＭＳ定性及ＧＣ－ＦＩＤ定量，测定了１９９３年１１月采自厦门西海域８个站位的表层沉积物样品。应用模糊聚类的方法，结合献资料，对甾醇的指标作用进行了探讨；利用聚类结果去除少量不合理数据，将甾醇划为３类，其在海域中的分布各有特点；Ａ类甾醇带有经处理过的污水的特征，表现出从厦门市最大生活污排污口向四周扩散的过程；