多氯联苯污染土壤热脱附研究综述

综述了近年来国内外热脱附技术在修复多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)污染土壤方面的研究进展。温度和停留时间是影响其脱附效率的最主要因素,另外脱附效果还受土壤性质以及载气、压力等其他因素的影响。氧气存在的条件下,脱附过程中会有呋喃(polychlorinated dibenzofurans,PCDFs)生成,导致整体毒性当量增加。PCBs的物理蒸发是其主要的脱附机制,同时伴随着脱氯和降解。协同热脱附通过添加改性剂,有效促进了PCBs的去除以及降解。冷凝,除尘,吸附一系列尾气处理用来降低尾气中PCBs的含量。文章最后给出了当前国内外的应用情况以及存在问题和今后的发展方向。     

纳米Fe~0协同微生物对PCB77的降解研究

研究了纳米零价铁协同微生物降解水溶液中的PCB77。从污染土样中分离出一株多氯联苯（PCBs）降解菌,对其进行革兰氏染色形态观察,并用降解菌降解PCB77。结果表明：培养温度30℃、溶液pH 7.0、微生物接种量109 cfu·mL-1、PCB77初始质量浓度1.0 mg·L-1时,降解菌对PCB77的降解率为58.63%。纳米零价铁对PCB77的降解是一个还原脱氯过程,7 d时的降解率为82.99%。采用纳米零价铁/微生物联合体系降解水溶液中PCB77,降解率显著高于微生物和纳米零价铁单一体系,降解率可达93.30%。研究结果将为环境中PCBs残留提供了一种高效去除的方法,并为PCBs污染土壤的修复提供理论依据。     

纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展

重金属是毒性大、难降解、易累积的环境污染物,纳米零价铁作为一种新型功能修复材料在去除水体和土壤中重金属方面有着广阔的应用前景.本文综述了纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展,包括纳米零价铁的常用制备方法及特性、去除效能、对不同重金属的去除机理以及发展前景和今后的研究方向,以期为该领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路.     

零价铁还原脱氯污染土壤中PCBs的实验研究

利用零价铁或铁的双金属对模拟污染土中多氯联苯(PCBs)在常温常压下的还原脱氯情况进行实验研究.采用高效离子色谱分析样本,结果表明:零价铁或者镍(Ni)铁双金属对土壤中浓度为5 mg·g-1的PCBs有一定的脱氯效果;当PCBs浓度降低为1 mg·g-1时只有钯(Pd)含量为0.05%的钯铁处理具有显著的脱氯效果;升高土壤温度到45℃,或者简单加入醋酸、活性炭、石墨以及硫粉等处理均不能有效提高脱氯效果;先添加硫粉和水培养,使土壤氧化还原电位降低后,添加含铜(Cu)为2%的铜铁及含钴(Co)为1%的钴铁双金属对土壤中的PCBs有明显的脱氯效果.     

水平球磨机械化学法处置多氯联苯污染土壤的试验

采用中试试验台的水平滚动式球磨机,对高浓度多氯联苯(PCBs)污染土壤进行机械化学法处置.以氧化钙(Ca O)为主要添加剂成分,对比有无石英砂(SiO_2)助剂,混合球磨PCBs污染土壤.使用高分辨气相色谱/质谱联用仪(HRGC/MS)检测,分析球磨机械化学反应前后土壤中PCBs的去除率和二英(PCDD/Fs)的合成率.结果表明,采用水平滚动式球磨机对土壤进行20 h研磨后,对于单一Ca O添加球磨工况,PCBs总量和毒性当量(WHO-TEQ)分别减少了65%和73%;添加石英砂助剂后(Ca O-SiO_2工况),PCBs总量和WHOTEQ的去除率分别达到了74%和78%,证实水平滚动式低速球磨能有效降解PCBs,且SiO_2有助于Ca O添加剂机械化学去除土壤中PCBs.对球磨处理前后的PCDD/Fs生成量进行比较,结果表明,在反应初期的5 h内,部分PCBs氧化为高氯代的PCDFs,导致PCDD/Fs总量和毒性当量(I-TEQ)有所上升;球磨超过5 h后,PCDD/Fs开始发生降解反应.在保证充足的球磨反应时间条件下,机械化学处理PCBs可以克服传统PCBs热处置的首要缺陷——PCDD/Fs的二次合成问题.     

五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性

五氯酚是氯酚族中最具毒性和最难降解的有机污染物。不同种类的微生物由于其降解污染物的生化机制不同,使得五氯酚的降解途径多样化。文章通过综述好氧与厌氧微生物降解五氯酚的降解菌和降解途径,认为五氯酚首先通过脱氯转化为低氯代化合物后再开环,因此脱氯就成为五氯酚降解的关键步骤。参与脱氯的关键酶系主要包括过氧化物酶和酚氧化酶。外生菌根真菌可降解多种难降解有机污染物,并具有生成过氧化物酶和酚氧化酶的机制,因此外生菌根真菌具有降解五氯酚的潜力与优势。这些信息将为进一步开展五氯酚生物降解机理研究,应用微生物—植物复合系统修复污染土壤提供基础。     

微波法不同影响因素对土壤中氯丹降解的影响

以农药生产企业搬迁遗留场地土壤为研究对象,研究了微波修复土壤技术的各影响因素对氯丹降解的影响.结果表明:在土壤含水率20％、pH值8.5、活性炭投加量50 g·kg-1、微波功率600 W和辐照时间20 min条件下,微波法对氯丹去除率达到89％;若土壤中氯丹去除温度保持在300 ℃以上,可使氯丹大幅度去除.各因素对微波法去除氯丹的影响由大到小依次为微波功率、辐照时间、活性炭投加量和含水率.修复过程中氯丹降解的中间产物有六氯、七氯和九氯等,推测其降解过程存在加氯和脱氯反应.     

氯苯类易挥发有机污染土壤异位低温热脱附实例研究

针对南京市某大型化工企业退役场地,结合场地修复目标,使用生石灰对场地氯苯类挥发性有机污染物(VOCs)污染土壤进行异位低温热脱附处理。实验室试验结果表明,该方法可有效去除土壤中的VOCs,处理后各污染物去除率均达85%以上。在现场试验中,采用专业土壤修复设备KH200进行土壤破碎和药剂混合,处理过程全封闭运行,可有效降低扬尘等问题。通过投加生石灰提高土壤温度、降低土壤含水量的方法,有效地促进了土壤中VOCs的解吸和挥发,是一种高效率、低成本的土壤修复技术,经过KH200修复设备处理后土壤中各污染物均达到场地修复目标,具备工程应用可行性。     

多氯联苯微生物厌氧脱氯研究进展

多氯联苯是一种典型的持久性有机污染物,其在环境中的转化归趋备受关注.在厌氧条件下,多氯联苯可以通过微生物脱氯进行降解,该降解方式虽然广泛存在于自然界中,但是受生物地球化学因素的影响较大,调控较为复杂.本文对多氯联苯的厌氧微生物脱氯降解进行综述,讨论了脱氯路径和自然界中8种主要脱氯历程;脱氯微生物及相关的微生物还原脱卤酶;影响脱氯速率、程度和历程的主要物理和地球化学因素(温度、pH和氧化还原水平、碳源、电子受体、电子供体及抑制物).最后分析了多氯联苯厌氧脱氯研究中存在的问题并对其前景进行展望.     

零价铁对土壤中4-氯苯酚还原脱氯研究

氯苯酚是常见的环境污染物，它们在土壤中的加速分解可以减少对人类健康的危害。以恒温培养为方法，GC-MS为检测手段，研究了在常温常压下土壤中4-氯苯酚(4-CP)在零价铁作用下的还原脱氯反应。结果表明：4-CP可以被来自零价铁的电子还原，零价铁能够有效促进土壤中的4-CP脱除苯环上的氯原子，从而达到降低毒性、增加可生化性目的。反应条件如初始pH、时间、零价铁用量等均对4-CP还原脱氯效率有重要影响，特别是当初始pH值控制在偏酸时更有利于反应的进行。在零价铁加入量500mg、初始pH=4、反应时间7d的条件下，零价铁对土壤中4-CP还原脱氯效率最高可以达到65％。利用实验数据，对零价铁作用下4-CP还原脱氯的反应机理也进行了初步探讨。     

强化的零价铁PRB技术对PCBs污染地下水的修复

本实验强化了零价铁可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB）技术,分别用还原铁粉、还原铁粉＋锌粉、还原铁粉＋活性炭为主要的反应介质,以Arcolor1242为靶污染物,对强化的零价铁PRB技术治理多氯联苯污染的地下水的可行性和有效性进行了模拟研究。实验结果表明：在温度10℃,有效孔隙率为61%~67%,水的渗透速度为0.7~0.8 m.d-1的条件下,3个反应柱稳定期对PCBs的去除率分别达到94%、85%、79%,pH值从6.87升高到8.78、10.2、7.93;氧化还原电位从-48.6 mV降到-135、-107、-86.4 mV;出水铁离子的平均质量浓度为0.241、0.129和0.201 mg.L-1,脱氯率平均值为49.6%、72.6%、58.6%。综合考虑处理效果与成本,用零价铁PRB技术治理PCBs污染的地下水是可行的。     

生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

Evaluation of Electrokinetic Remediation of Arsenic-contaminated Soils

The potential of electrokinetic (EK) remediation technology has been successfully demonstrated for the remediation of heavy metal-contaminated fine-grained soils through laboratory scale and field application studies. Arsenic contamination in soil is a serious problem affecting both site use and groundwater quality. The EK technology was evaluated for the removal of arsenic from two soil samples; a kaolinite soil artificially contaminated with arsenic and an arsenic-bearing tailing-soil taken from the Myungbong (MB) gold mine area. The effectiveness of enhancing agents was investigated using three different types of cathodic electrolytes; deionized water (DIW), potassium phosphate (KH₂PO₄) and sodium hydroxide (NaOH). The results of the experiments on the kaolinite show that the potassium phosphate was the most effective in extracting arsenic, probably due to anion exchange of arsenic species by phosphate. On the other hand, the sodium hydroxide seemed to be the most efficient in removing arsenic from the tailing-soil. This result may be explained by the fact that the sodium hydroxide increased the soil pH and accelerated ionic migration of arsenic species through the desorption of arsenic species as well as the dissolution of arsenic-bearing minerals.     

土壤中总石油烃污染（TPH）的微生物降解与修复研究进展

微生物降解和修复是处理土壤中总石油烃(TPH)污染最简单、有效的方法之一.论文阐述了土壤TPH污染的产生、危害以及物理、化学、生物等修复方法的各自特点,其中重点介绍了微生物修复方法,论述了土壤中TPH在微生物表面的吸附、转运,在微生物体内的降解以及相关降解酶及基因;详细介绍了电子受体、温度、pH、营养元素等外界因素对微生物修复TPH污染的影响,在此基础上对土壤TPH污染的微生物修复现状和发展趋势进行了讨论.     

红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展

综述了红壤胶体铁氧化物的结构、形态及其转化;铁氧化物界面有机氯的非生物转化过程及其影响因素;异化铁还原作用下的有机氯转化过程。有机氯的非生物转化主要包括氧化转化与脱氯转化过程。氧化转化包括暗态下的化学氧化与光化学氧化过程;脱氯转化包括脱氢卤化、加氢脱氯、脱双卤、二聚脱氯与亲核置换脱氯等反应过程。有机氯的非生物转化主要受胶体界面pH、Eh、水溶性有机物、金属离子、铁氧化物形态与铁还原细菌等的显著影响。有机氯非生物转化的化学-微生物耦合机制、复合污染条件下重金属对界面有机氯非生物转化过程的影响机制、红壤胶体界面有机氯污染的综合调控技术方法等三个方面值得关注,有助于推动土壤胶体界面环境化学的发展。     

Remediation of arsenic contaminated soil by sulfidated zero-valent iron

• Sulfidation significantly enhanced As(V) immobilization in soil by zerovalent iron. • S-ZVI promoted the conversion of exchangeable As to less mobile Fe-Mn bound As. • Column test further confirmed the feasibility of sulfidated ZVI on As retention. • S-ZVI amendment and magnetic separation markedly reduced TCLP leachability of As. In this study, the influences of sulfidation on zero-valent iron (ZVI) performance toward As(V) immobilization in soil were systemically investigated. It was found that, compared to unamended ZVI, sulfidated ZVI (S-ZVI) is more favorable to immobilize As(V) in soil and promote the conversion of water soluble As to less mobile Fe-Mn bound As. Specifically, under the optimal S/Fe molar ratio of 0.05, almost all of the leached As could be sequestrated by>0.5 wt.% S-ZVI within 3 h. Although the presence of HA could decrease the desorption of As from soil, HA inhibited the reactivity of S-ZVI to a greater extent. Column experiments further proved the feasibility of applying S-ZVI on soil As(V) immobilization. More importantly, to achieve a good As retention performance, S-ZVI should be fully mixed with soil or located on the downstream side of As migration. The test simulating the flooding conditions in rice culture revealed there was also a good long-term stability of soil As(V) after S-ZVI remediation, where only 0.7% of As was desorbed after 30 days of incubation. Magnetic separation was employed to separate the immobilized As(V) from soil after S-ZVI amendment, where the separation efficiency was found to be dependent of the iron dosage, liquid to soil ratio, and reaction time. Toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) tests revealed that the leachability of As from soil was significantly reduced after the S-ZVI amendment and magnetic separation treatment. All these findings provided some insights into the remediation of As(V)-polluted soil by ZVI.     

High dechlorination of PCBs catalysed by carbon under mild conditions

This article reports high dechlorination of toxic polychlorinated biphenyls (PCBs) under mild conditions. PCBs are priority pollutants acting as endocrine disruptors, human carcinogens and environmental estrogens. Previous remediation methods involving high temperature and pressure have drawbacks such as high cost, de novo dioxins synthesis and difficult recovery of vaporized PCBs. On the other hand, dechlorination methods using mild conditions show the problem of catalyst deactivation. Here, activated carbon was used for the first time as catalyst to dechlorinate 2,4,5 trichlorobiphenyl. High dechlorination, of 87%, was achieved under mild conditions. 2,4,5 trichlorobiphenyl was treated at 40–150°C with calcium hydroxide, sodium hydroxide and sulfur in mixed water and organic solvents. Dechlorination products were biphenyl, orthohydroxy biphenyls, 2,4 dihydroxy biphenyls and biphenyl-2-thiol. Dichlorobiphenyl and orthochlorobiphenyls were found in trace quantities. We found that carbon particles catalysed dechlorination by substitution reactions and suppressed further chlorination. Dechlorination at biphenyl ortho position was preceded by substitution reaction by hydroxyl and thiol ions. Moreover, in the absence of carbon, dechlorination was lower and substituted products were not observed. These findings may be applied at industrial scale to remediate PCB-contaminated waste.     

典型灌区稻田多氯联苯残留特征及生态风险评估

以南方典型小灌区的两块稻田为试验小区,采用GC-ECD对其田间水体和土壤中EPA优控14种多氯联苯（PCBs）进行了检测和定量分析。结果表明,14种PCBs同系物有不同程度检出,优势残留物主要以3氯和5氯取代PCBs为主,水和土壤占PCBs总量的88.24%、90.13%。水中∑PCBs质量浓度为24.09～310.34ng·L^-1,其中地表水均值为245.84ng·L^-1,地下水均值为96.46ng·L^-1;土壤中∑PCBs质量分数为10.01～54.63ng·g^-1,均值为33.92ng·g^-1。稻田地表水中的PCBs质量浓度远高于地下水,垂向迁移明显但速度较慢;稻田地表及地下水中PCBs质量浓度有随时间衰减的趋势,可能与水稻的生育周期有关;淹灌处理稻田PCBs质量分数高于节水灌溉。研究区毒性当量TEQ在2.65×10^-2～7.54×10^-2pg·g^-1之间,生态风险处于中等水平。地表及地下水均遭到污染,再加上PCBs具有生态累积效应,危害不容忽视。