三峡库区消落带土壤汞形态分布与风险评价

为了解三峡库区消落带土壤中汞污染现状和环境风险,选择重庆14个区县的消落带,采集了192个土壤样品,分析其土壤总汞和汞形态分布,探讨其生物可利用性,对比研究和评估土壤总汞与汞赋存形态的污染水平和生态风险.结果表明,三峡库区消落带土壤中汞含量差异较大,土壤汞含量为22.4~393.5μg·kg-1,平均值为(84.2±54.3)μg·kg-1,76.6%的采样点土壤汞含量超过了三峡库区土壤汞背景值.土壤中的汞以残留态为主,不同汞形态所占比例为:水溶态汞4.1%、酸溶态15.5%、碱溶态汞18.3%、过氧化氢溶态汞10.9%、残留态汞51.3%.各区县土壤中生物可利用性汞(水溶态汞、酸溶态汞与碱溶态汞之和)平均含量为19.7~36.6μg·kg-1,生物可利用态汞占总汞的比例达到22.1%~51.6%.地累积指数和潜在生态危害指数评价结果均表明,三峡库区消落带土壤中汞赋存形态的污染水平和生态风险都较低,由生物可利用态汞带来的生态风险也很小;而对土壤总汞含量评价的结果明显偏大.因此,采用汞赋存形态进行污染现状和生态危害评价更能反映消落带土壤汞的环境风险.     

FeCl3强化汞污染土壤热解吸修复

目前采用的热解吸技术修复汞污染土壤所需热解吸温度(600~800 ℃)较高,导致修复成本很高,也造成土壤本身结构的破坏. 采用在土壤中加入添加剂的方式来降低土壤修复的热解吸温度和热解吸时间, 分析了热解吸修复汞污染土壤时FeCl₃的最佳投加量、热解吸时间和热解吸温度,并且对试验条件进行优化. 结果表明:在土壤中添加FeCl₃能够有效提高汞的去除率,可降低热解吸所需的温度和时间. 当热解吸温度为400 ℃、热解吸时间为30 min时,随着c(FeCl₃)/c(Hg)的增加,汞的去除率逐渐提高. c(FeCl₃)/c(Hg)、热解吸温度、热解吸时间分别为150、450 ℃、20 min下,是汞污染土壤热解吸修复的最佳条件. 在热解吸过程中添加FeCl₃,可以使土壤中的w(Hg)在较低热解吸温度、较短的热解吸时间下降至GB 15618—1995《土壤环境质量标准》三级标准限值(1.5 mg/kg)以下.      

城市河流底泥中汞形态转化规律的研究

黄浦江某支流上海市区河段底泥中汞形态分布的一个显著特征是水溶态汞和酸溶态有机汞之和占很大的比例(8—18％)。通过底泥在静止河水作用下的转化试验,发现底泥中水溶态汞、酸溶态无机汞以及碱溶态汞占总汞的百分含量分别呈一级反应和二级反应的动力学规律而衰减,其它各形态汞则随时间呈指数增加,转化速率几乎均随温度升高而增大,但水溶态汞向水相的释放量甚微,不会污染水体。通过各形态含量之间的相关,发现各种汞形态最终均转化为稳定的王水溶态汞。     

湘黔汞矿区土壤汞的化学形态及污染特征

以湘黔汞矿带内典型矿区土壤为对象,基于BCR三步法和氢化发生-等离子体发射光谱技术,研究了湘黔汞矿区土壤中汞的形态含量及污染特征.结果表明,矿区土壤中汞以残渣态为主,其次为有机-硫化态,酸交换态和铁锰氧化态所占比例较少,各形态汞的分配系数依次为：残渣态(85.77%)>>有机-硫化态(12.44%)>>Fe-Mn氧化态(0.93%)≈酸交换态(0.86%);土壤中各形态汞含量与砂粒含量正相关,与粘粒含量负相关,并随土壤pH升高而增加;各形态汞含量存在明显的空间分异,垂直空间上体现为表层土壤中的含量高于亚表层土壤,水平空间上表现为随着与污染源距离的增加而含量急剧降低,并因土地利用类型不同、区域不同而差异明显.人类活动引起的外源输入性汞污染对矿区土壤中汞的环境毒性和污染特征产生了重大影响.     

汞污染农田土壤低温热解处理性能研究

选取贵州清镇地区汞污染农田土壤作为低温热解修复试验对象,研究处理温度、处理时间以及土壤含水率对低温热解法去除土壤汞效率的影响。同时采用连续浸提法对土样中7种形态的汞进行提取,分析热解升温过程中各形态汞的变化状况。结果表明:(1)处理温度越高,汞去除效率越大。当温度为350℃时,去除率达到90%以上。(2)处理时间越长,汞的去除率越高。处理持续时间为90min时,去除率达到90%。(3)土壤含水率越高,汞去除率越低。当风干时间10 d,土壤含水率13.8%时为处理土壤最佳条件。(4)7种形态的汞随温度升高均下降显著,当温度达到350℃时,处理后土样中水溶态和交换态已完全去除,其他形态的去除率也均达到90%以上,土样中最终以残渣态汞为主,环境风险小。     

王水消化冷原子吸收法测定煤和土壤底质中汞

应用敞开体系王水(硝酸／盐酸)消化法处理样品，后继冷原子吸收法测定煤、土壤和底质样品中总汞。试验比较了硝酸／盐酸、硝酸／硫酸／高氯酸和硝酸／硫酸／五氧化二钒3种消化体系处理固体样品测定总汞的效果。王水消化法用于处理煤样有总汞溶出率高、酸耗量少、消化时间短等优点。方法检出限为0．5μgHg/Kg。     

滇池沉积物生物有效性氮和磷的分布及相互关系

利用化学连续提取法,对滇池8个采样点表层沉积物中的生物有效性氮和磷的分布进行了研究,并探讨了二者间的关系. 结果表明:滇池沉积物中w(TN)和w(TP)的分布特征具有显著差异,北部和南部因磷矿开采、外源污染输入导致其值较高,中部受水动力影响较大则其值相对较低;沉积物中生物有效性氮和磷包括离子交换态氮和磷(IEF-N,IEF-P)、弱酸可提取态氮和磷(WAEF-N,WAEF-P)、强碱可提取态氮和磷(SAEF-N,SAEF-P)以及强氧化剂可提取态氮和磷(SOEF-N,SOEF-P)等4种形态;各生物有效性氮对总的生物有效性氮的贡献顺序依次为w(SOEF-N)(68.1%～78.8%)>w(IEF-N)(10.1%～14.9%)> w(WAEF-N)(5.8%～8.9%)≈w(SAEF-N)(5.3%～8.7%),生物有效性磷的相对含量顺序依次为w(SAEF-P)(68.6%～75.2%)>w(SOEF-P)(23.4%～30.0%)>w(WAEF-P)(0.6%～1.8%)>w(IEF-P)(0～0.1%);生物有效性氮和磷具有正相关性,二者迁移转化的趋势可能具有一致性. 生物有效性氮和磷的比值分析表明,沉积物中生物有效性氮和磷的形态差异影响氮、磷的矿化和释放速率.      

低温热解技术修复不同类型汞污染土壤中甲基汞变化的研究

低温热解技术是修复汞污染土壤的有效方法之一,对高浓度汞污染土壤除汞效率可达90%以上,但对甲基汞(MeHg)的去除效果目前还缺少研究。本研究以化工汞污染和汞矿污染类型土壤为研究对象,研究低温热解修复前后土壤性质、总汞(THg)、汞的形态分布和MeHg等的变化及其影响情况。研究表明,化工污染区和汞矿污染区土壤MeHg去除率分别在99. 65%和90. 96%左右,THg去除率分别在94. 35%和95. 40%左右;高浓度汞污染土壤中汞的形态分布以残渣态汞和有机结合态汞为主,经低温热解修复后化工污染区和汞矿污染区土壤中有机结合态汞分别降低96. 62%和92. 05%,残渣态汞分别降低93. 08%和96. 79%;有机质含量高的稻田土壤具有较强的汞甲基化能力,其土壤MeHg含量化工污染区(56. 47±2. 65μg/kg)>汞矿污染区(3. 98±0. 42μg/kg)。     

干法烟气脱硫副产物中汞的形态分布

通过分析干法烟气脱硫副产物中不同形态汞的含量,研究干法脱硫灰中汞的环境稳定性. 利用逐级化学提取法,分析了锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中水溶态、酸溶态、过氧化氢溶态及王水溶残渣态汞的含量,研究了不同形态汞含量的变化规律. 结果表明,锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中w（总汞）分别为0.23,0.36,0.46和1.22 mg/kg,且随着脱硫除尘时间的延长w（总汞）呈增加的趋势,其中,以氯化物、硝酸盐和硫酸盐存在的水溶态汞变化明显,除尘器灰中w（水溶态汞）高达0.72 mg/kg. 分析认为,干法烟气脱硫灰吸附的大部分汞蒸气转化为可溶性的氯化物、硝酸盐和硫酸盐等,另外还有少量汞以单质状态存在.      

热解吸修复污染土壤过程中DDTs的去除动力学

采用热解吸修复技术对北京某农药厂旧址的DDTs(滴滴涕)污染土壤进行修复试验,优化了土壤中DDTs的热解吸温度,对DDTs热解吸动力学过程以及土壤水分对热解吸修复效果的影响进行了研究. 结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中DDTs,在340℃时土壤中∑DDTs的去除率达到99%,此时土壤中的w(∑DDTs)为0.598mg/kg,低于HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(1.0mg/kg),但继续升温∑DDTs去除率的变化不明显. 土壤中∑DDTs的热解吸动力学符合二级动力学方程(R2为0.9914),热解吸过程受土壤中w(∑DDTs)的影响较大,即随时间的增加,w(∑DDTs)下降,热解吸速率会迅速降低. 土壤含水率对热解吸效果有一定的影响,特别是当土壤含水率超过16%时p,p-DDE的去除率明显降低,而土壤含水率对其他组分的影响较小.      

聚天冬氨酸对土壤吸附、解吸汞的机制研究

为揭示土壤中添加聚天冬氨酸（PASP）后其对汞的吸附、解吸过程,探究了不同PASP用量对土壤吸附解吸汞的机制及有机质、pH、汞初始浓度等因素的影响。结果表明,PASP可显著抑制土壤对汞的吸附,促进土壤对汞的解吸,在PASP用量为300 mg时,其吸附量、解吸量分别是未添加PASP时的0.68、27倍;有机质与PASP之间在土壤吸附汞时表现为拮抗作用,在土壤解吸汞时表现为协同作用;在较宽pH范围（4.0～7.0）和不同汞浓度（5～200 mg/L）下,PASP均能抑制土壤对汞的吸附;PASP作用于整个吸附进程;土壤对汞的吸附特征符合Langmuir、Freundlich方程和准二级动力学方程,而PASP的存在均使其特征方程偏离;原土和去除有机质的土壤对汞的最大吸附量（q_m）分别为2.1和2.0 mg/g,比未添加PASP的处理分别下降了65.47%和12.94%。本研究为PASP应用于汞污染土壤的修复奠定了研究基础。     

氯盐对汞化合物污染土壤热脱附过程的影响

对HgCl₂、HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄ 5种试剂分别添加MgCl₂、CaCl₂和NaCl 3种氯盐,采用热重分析法进行热挥发性对比研究,以期选择对汞化合物热脱附有促进作用的氯盐,并将其添加到内蒙古2块不同污染场地的汞污染土壤样品(A、B)中,进行低温热脱附修复研究. 结果表明:5种汞化合物试剂热脱附温度由低到高依次为HgCl₂＜HgS＜Hg(NO₃)₂·H₂O＜HgO＜HgSO₄. 在汞化合物中加入MgCl₂、CaCl₂和NaCl后的热重分析发现,MgCl₂对HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄热脱附过程影响最大,降低了汞化合物热脱附的初始温度. A、B 2个污染土壤样品加入MgCl₂热脱附后,汞的去除率分别从无药剂处理的65.67%、70.74%升至81.35%、84.91%. 表明MgCl₂可以促进汞污染土壤中汞化合物的转化,有利于土壤汞污染的热脱附修复,应用前景较好.      

皂角苷络合洗脱污灌土壤中重金属的研究

选择白银污灌土样为供试样品,采用振荡离心法研究了生物表面活性剂皂角苷(saponin)在不同浓度、pH值和离子强度条件下对供试土样中重金属的解吸影响,并采用Tessier法对解吸前后土样中的重金属形态进行了测定.结果显示,随皂角苷浓度增加,重金属解吸率随之增加,在皂角苷浓度为3%时,Cu、Cd、Pb、Zn解吸率分别达到43.87%、95.11%、83.54%和20.34%,而水及合成表面活性剂单独冲洗对重金属解吸率最大不超过5%;并且发现随土壤pH值增加,重金属解吸率逐渐减小;离子强度对Pb、Zn影响不大,而Cu、Cd随离子强度增大解吸率减小.比较冲洗前后重金属形态的变化,发现Cu、Cd、Pb、Zn元素的可溶态、碳酸盐结合态减少均达50%以上,Pb残渣态也减少60%左右,并且重金属氧化物结合态和有机态含量也有减少.说明皂角苷与重金属形成稳定的可溶性络合物,大大降低了土壤对重金属的吸附,从而降低了土壤中重金属的毒性和生物可利用性,表明皂角苷对污灌土样中重金属具有较好的淋洗去除效果.     

不同类型土壤中As(Ⅴ)解吸行为的研究

为了解As(Ⅴ)在土壤中的解吸行为及不同类型试剂(NaOH、NaCl、NaHCO3、柠檬酸、草酸及磷酸盐缓冲液)对所吸附砷的解吸效果,对As(Ⅴ)在不同类型土壤中的解吸热力学和动力学效果进行了研究.结果表明,NaOH和磷酸盐缓冲液对几种土壤吸附砷的解吸效果较好,解吸率分别在47.3%～73.0%和35.4%～66.6%...     

RA-915^＋型测汞仪快速测定土壤中的总汞

本文采用RA-915＋型测汞仪建立了一种快速测定土壤中总汞的热解析冷原子吸收分光光度法。该方法使用土壤标准样品直接固体进样建立标准曲线,不需要任何样品前处理消解过程,可在几分钟内快速测量1个土壤样品中的总汞含量。采用该方法分析了ESS系列4个土壤标准样品和GSS系列15个土壤标准样品,并与原子荧光法比对分析了9个土壤实际样品,结果表明本方法具有快速、准确、简便和稳定性较高等优点。     

高分子聚合物与钝化剂复配对汞污染土壤钝化修复研究

采用盆栽试验方法,研究了添加1种耐酸性较强的高分子聚合物与传统的有机或无机类钝化剂复配来钝化土壤重金属汞,并探讨其对土壤理化特性、植物生长发育、土壤汞形态以及酶活性等的影响。结果表明:与对照（CK）相比,添加不同钝化剂均能有效改善汞污染土壤理化状况和土壤微环境,促进植物生长。不同钝化剂处理均显著降低了土壤有效态汞的比例,土壤水溶态、可交换态汞比例分别较CK降低了106%~315%、12.61%~34.60%;与单一钝化剂相比,添加高分子聚合物的钝化剂能更有效吸附、固定土壤中的汞,并降低土壤重金属汞的生物有效性;生物炭-聚丙烯酰胺（BI-PAM）处理对土壤有机质含量和pH增加最为明显,且对土壤重金属汞的钝化效果最好（水溶态汞、可交换态汞和Fe-Mn氧化物结合态汞占总汞比例最小,分别为1.05%、12.14%、12.72%,而强有机结合态汞和残渣态汞比例最高,分别为15.86%和58.23%）,能促进增产且减少白菜叶片对汞的吸收富集。根据试验结果,针对汞污染酸性土壤,建议施用生物炭与聚丙烯酰胺复配而成的钝化剂。     

固定化菌剂载体材料腐解产物对污染土壤中芘解吸的影响

以老化120 d初始浓度为20 mg·kg-1的人为芘污染土壤为研究对象,利用批量吸附-解吸实验,分析了固定化菌剂载体材料玉米芯腐解产物(水溶性和非水溶性)对污染土壤芘解吸的影响.结果表明:1腐解产物的加入不仅提高了土壤中芘的快速解吸分数,而且大大增加了土壤中芘的解吸率.腐解1 d和120 d非水溶性腐解产物的加入使土壤芘解吸率由20.0%分别增大到81.8%和84.5%;腐解1 d和120 d水溶性腐解产物的加入使土壤芘解吸率由约40.0%分别增大到89.6%和88.5%.2与未腐解玉米芯吸附量相比,腐解1 d和120 d的玉米芯对芘的吸附量分别增大了9.4和16.6倍.而腐解1 d和120 d后获得的水溶性产物能够使XAD-2树脂吸附量增加1.5和3.1倍.以上结果表明固定化材料可以通过吸附或活化作用促进土壤残留污染物的释放.