广东清远电子垃圾拆解区农田土壤重金属污染评价

简单粗放的电子垃圾回收活动给周边环境带来了一系列污染问题,污染物通过食物链的累积最终将对人体健康产生危害.为了解广东省清远市电子垃圾拆解地周边农田土壤重金属污染现状,在该市龙塘镇和石角镇电子垃圾拆解区域内采集22个农田土壤样品,并分析了土样中重金属的含量水平、空间分布特征和化学形态.结果表明,与广东省土壤背景值相比,农田表层0~20 cm土壤中Pb、Cu、Cd、Zn、Ni和Cr元素含量表现出不同程度的富集.从单项污染指数来看,72.7%的表层土壤样品存在一种或几种重金属超标,以Cd、Cu、Pb和Zn污染为主,其中Cd污染比例最高,其次是Cu,最后是污染比例相当的Pb和Zn.内梅罗综合污染指数分析发现68.2%的土壤样品受到重金属污染,其中更有53.3%为重污染等级.大部分重金属之间具有良好的相关性,简单粗放的回收活动成为电子垃圾拆解地周边农田重金属污染的重要来源.Cd、Pb、Zn和Cu在表层土壤中含量较高,深层土部分(20~100 cm)并未表现出随深度增加而显著降低的趋势.Cr和Ni元素在整个采样剖面中含量基本一致,无统计学意义上的差别.重金属化学形态分析结果显示Pb、Cu和Cd的活性形态比例范围分别为36.9%~90.6%、39.6%~93.9%和43.7%~99.6%,平均值分别为61.3%、65.3%和80.7%,绝大多数土壤样品中3种重金属活性形态在总量中的比例占到一半以上,具有极大的生态风险.     

酸性条件下黄铁矿氧化机制的研究

以黄铁矿粉末制备成的碳糊电极为工作电极,利用循环伏安曲线和极化曲线等电化学手段,对酸性条件下黄铁矿的氧化过程和机制进行了研究.结果表明,黄铁矿的氧化主要包括以下两个过程:首先,黄铁矿(FeS2)矿物晶格中的Fe2+溶出而被氧化为Fe3+,此过程会伴随有如硫单质、缺铁硫化物(Fe1-xS2)和多硫化物(FeSn)等氧化中间产物的生成,覆盖在黄铁矿的表面而形成一层钝化膜,阻碍了其氧化溶解过程;接着,黄铁矿表面的钝化膜被进一步氧化为可溶性的SO24-.在酸性条件下,黄铁矿氧化反应的最终产物为Fe3+和SO24-.另外,在所研究的酸度范围内,随着H2SO4溶液浓度的增大,体系的开路电位和腐蚀电位均正移,氧化和还原的峰电流值升高,腐蚀电流增大,说明增加体系的酸度会促进黄铁矿的氧化过程.     

2,2',4,4'-四溴联苯醚高效好氧降解菌的鉴定及其降解路径

2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)是环境和生物体中普遍检出且生物毒性较大的一种多溴联苯醚同系物.本研究从广东省贵屿镇电子垃圾拆解厂周边采集的农田土壤中分离出一株BDE-47的高效好氧降解菌GYP1,考察了其对BDE-47的降解性能、降解路径及不同的环境因素对菌株降解BDE-47的影响.根据菌株形态特征、16S r DNA基因序列及系统发育树分析,将该菌鉴定为伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia).结果表明,菌株GYP1在好氧条件下能够利用BDE-47为唯一碳源生长,在BDE-47初始质量浓度为1 mg·L~(-1)、温度为30℃、摇床转速为150r·min~(-1)的条件下避光培养4 d,该菌株对BDE-47的降解率可达到82.4%.菌株GYP1在15~35℃和p H=4.0~7.0的环境条件范围内对BDE-47均能保持良好的降解性能,但外加蔗糖、酵母粉、联苯醚等碳源会明显抑制其对BDE-47的降解.在菌株GYP1对BDE-47的降解过程中检测到6-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、4'-OH-BDE-17、2'-OH-BDE-3这4种羟基多溴联苯醚及2,4-二溴苯酚,证明菌株GYP1对BDE-47的好氧降解机理主要是羟基化过程.     

大气PM_（2.5）中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1（可溶态与可交换态）和F2（碳酸盐态、可氧化态与可还原态）,绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3（有机质、氧化物与硫化物结合态）,Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4（残渣态）,Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态（F1）比例比2006年秋普遍增加,次稳定态（F2、F3）比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高（〉0.7）,属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。     

黄铜矿在含铁酸性介质中氧化过程的电化学研究

以天然黄铜矿为研究对象,运用开路电位,循环伏安曲线,Tafel极化曲线和交流阻抗(EIS)等电化学手段,对在硫酸介质中三价铁离子对黄铜矿的氧化过程的电化学行为进行了研究.结果表明,黄铜矿在酸性介质中的氧化可能通过两步反应完成,第一步中电极表面形成了一层主要成分是含硫中间产物的钝化膜,第二步则是黄铜矿主体的氧化.Fe3+离子有助于黄铁矿的直接氧化,在黄铜矿的溶解过程中起到了重要作用.极化曲线测量的结果显示随着溶液中Fe3+离子浓度的增加,黄铜矿的极化电流也在增加,黄铜矿也更容易进入钝化阶段.同时,交流阻抗对Fe3+离子浓度改变的响应也很敏感.     

生物炭固定耐镉菌群对Cd2+的吸附及作用机制

从广西某硫化尾矿中分离出一耐镉菌群,将其固定在生物炭上制成固定化菌剂.同时,探究了生物炭种类、添加量、溶液pH、Cd²⁺初始浓度对固定化菌剂吸附Cd²⁺性能的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、16S rDNA、SEM、FTIR、XPS等分析测试手段研究了固定化菌剂对Cd²⁺的吸附过程和作用机制.结果表明,竹生物炭制备的固定化菌剂(ZBCM)对Cd²⁺的吸附效果最佳,在Cd²⁺浓度为20 mg·L^-1、pH=6、生物炭投加量为3 g·L^-1的条件下,ZBCM对Cd²⁺的吸附率达89.49%,较生物炭和单菌群的吸附率分别提高了54.6%和53.51%.从属水平上看,菌群主要由梭状芽孢杆菌、毛梭菌和产己酸菌构成,ZBCM吸附Cd²⁺后优势菌变为副梭菌、毛梭菌和贪铜菌,贪铜菌丰度的增长增强了ZBCM对Cd²⁺的络合和生物积累作用.ZBCM对Cd²⁺的吸附...     

硫酸盐还原菌介导水铁矿相转化特征及其产物对Cr（Ⅵ）固存的影响

硫酸盐还原菌（SRB）广泛存在于酸性矿山废水（AMD）污染的土壤中,其介导的铁矿物转化过程及其相转化产物影响着重金属的迁移 转化行为.选取土壤中的典型铁氧矿物水铁矿作为研究对象,探究了SRB （Desulfovibrio vulgaris ATCC 7757）介导水铁矿的矿相转化,分析了水铁矿相转化产物对Cr（Ⅵ）的固存能力,揭示了不同相转化阶段产物对六价铬（Cr（Ⅵ））的固存能力及作用机制.结果表明,SRB介导下矿物的相转化路径为水铁矿-马基诺矿-磁铁矿,反应过程的相转化产物对Cr（Ⅵ）的固存能力呈先增加后降低的趋势：反应第5 d水铁矿相转化的产物主要为马基诺矿,此阶段相转化矿物对Cr（Ⅵ）的固存能力达到141.06 mg·g^-1,固存方式以还原作用为主;14 d时相转化矿物主要以马基诺矿和磁铁矿复合形式存在,复合产物对Cr（Ⅵ）的固存能力仅为79.59 mg·g^-1,其对Cr（Ⅵ）的固存方式包括还原和吸附作用,还原和吸附对Cr（Ⅵ） 固存的贡献占比分别为78.82%和21.17%.由此可见,水铁矿相转化产物组成的差异是导致其对Cr（Ⅵ）固存能力及作用机制变化的关键因素.     

玉米修复芘污染土壤的初步研究

采用60d室内盆栽试验,研究了玉米CT38(ZEAMAYSL.)对多环芳烃芘污染土壤的修复作用.结果表明,无论种植玉米土P系列、无植物对照土M系列(无植物且添加叠氮化钠的灭菌土)和对照土W系列(无植物未灭菌土)中芘的可提取浓度都随着时间的推移逐渐减少,种植玉米加快了土壤中可提取态芘浓度的下降.在芘处理浓度为10—100mg.kg-1的污染土壤中,种植玉米CT38的土壤中芘的去除率达81.9%—89.3%,分别比无植物对照土M系列和对照W系列中芘的去除率高67.5%—70.9%和26.2%—47.0%.玉米也可积累少量芘,但积累量所占芘去除量的比例不足0.3%,植物吸收不是芘去除的主要机理.种植玉米增强了土壤中脱氢酶和脲酶等酶活性,从而促进了植物-根圈微生物体系对芘的生物降解.     

泰乐菌素在华南地区农业土壤上的吸附动力学和热力学特性

为了研究抗生素在华南地区农业环境中的行为特征,采用批平衡试验研究了泰乐菌素在华南地区典型农业土壤上的吸附动力学和热力学特性. 结果表明:泰乐菌素的吸附与土壤的pH呈负相关,与w(OC)没有明显的相关性;泰乐菌素的吸附动力学符合二级动力学模型,吸附速率可能主要由颗粒间扩散过程控制;吸附是自发进行的吸热过程. 研究显示,泰乐菌素易在南亚热带农业土壤中残留,应当重视其潜在的环境风险.      

全氟辛酸对人肺A549细胞的毒性

采用体外细胞毒性试验的方法研究了全氟辛酸(PFOA)对人肺A549细胞的毒性作用。结果表明:当PFOA质量浓度≥50μg/mL时,细胞皱缩变圆,并随PFOA质量浓度增加,细胞间隙变大,细胞变圆的数量增多;PFOA对A549细胞的增殖存在抑制作用,抑制作用与PFOA质量浓度呈正相关;PFOA会导致细胞内活性氧(ROS)含量升高,PFOA染毒质量浓度与细胞内ROS含量呈正相关;PFOA可诱导细胞凋亡,细胞凋亡率随PFOA质量浓度升高呈缓慢上升趋势。PFOA对人肺癌细胞具有毒性作用,可诱导细胞凋亡,且PFOA可随大气颗粒物进行长距离迁移,其对人体呼吸系统的影响或发生致毒效应的风险应当引起重视。