中国部分城市铂族元素环境地球化学特征研究

自上世纪90年代起,汽车工业中大量引入铂族元素催化剂,将有害气体转变为二氧化碳和氮气,以降低这些温室气体的排放。但铂族元素催化剂释放的Pt,Pd和Rh等元素在城市道路尘土和路边土壤中聚积,其含量大大的超过正常背景值。本次研究在深圳,广州,北京和贵阳等城市的主要交通路段采集了尘土、土壤及新鲜土壤样品,采用改进的卡洛斯管法和蒸馏法对样品中的全部铂族元素进行了分析。结果表明,所有样品的铂族元素含量均高于背景值,尘土样品中铂族元素含量明显高于土壤样品,其中Pt,Pd,Rh含量明显高于其它铂族元素,并呈正相关,表明汽车尾气催化剂的主要组成为Pt,Pd,和Rh。所有样品Ru,Ir和Os的含量都明显高于背景值,具有高含量的Os、低的187 Os/188 Os比值特征,表明Ru,Ir和Os也来源于汽车尾气催化剂,并且可能以杂质的形式存在于汽车尾气催化剂中。     

三元离子缔合物萃取分光光度法测定环境水样中Fe(Ⅱ)和总铁含量

以3-(2-吡啶基)-5,6-二苯基-1,2,4-三嗪(PDT)为络合衍生显色试剂,四溴酚酞乙酯钾(TBPE-K)为离子对试剂,Fe(Ⅱ)与PDT、TBPE-K生成三元离子缔合物[Fe(PDT)3][TBPE]2,用1,2-二氯乙烷作为有机萃取试剂,测定有机相中离子缔合物的吸光度。由于三元离子缔合物的生成,最大吸收波长由555 nm红移至610 nm,摩尔吸收系数由2.4×104L.mol-1.cm-1增加至1.9×105L.mol-1.cm-1,使得检测方法的灵敏度得到较大提高,并成功应用于泉水及表层湖水中Fe(II)及总铁含量的测定。     

湖南锡矿山周边水体的环境特征

对湖南锡矿山矿区内冶炼废水、尾沙坝的渗滤水、某采矿点的矿坑水以及邻近河流的水质化学基本特征以及金属离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Zn2+和As、Sb、Se、Bi、Hg)和非金属离子(F-、NO3-、Cl-、NO2-、SO42-、PO43-和Ac-)含量和污染特征进行研究.结果表明:各水样的矿化度在549.5～1640.0mg·L-1之间,平均值为1004.3mg·L-1;总硬度在472.9～1199.5 mg·L-1之间,平均值为895.8 mg·L-1;所有水样的锑浓度在4581～29423μg·L-1之间,平均值为10068μg·L-1;尾沙坝的渗滤水中汞、砷、硒含量最高,分别达到12.861、1617.220、34.447μg·L-1;在河流中,锑和硒的含量从上游到下游逐渐降低,表现出正相关性.     

密云水库沉积物中多环芳烃的垂直分布、来源及生态风险评估

分析了密云水库沉积柱中16种美国EPA优先控制的多环芳烃(∑PAH16)的垂直分布状况,并对其来源和生态风险进行了分析和评估,目的是了解密云水库近年来PAHs污染的变化趋势.从底层16 cm至表层,沉积物中∑PAH16的含量在618.5~1 087.9 ng/g之间,且基本上一直呈上升的趋势.沉积物中多环芳烃的组成以3环的菲和芴为主,它们的含量分别为236.1~417.9 ng/g和91~130.8 ng/g,二者共占沉积物中多环芳烃总量(∑PAH16)的47.2%~58.1%.然而,高环数(5~6环)多环芳烃的比例近年来有逐渐增加的趋势.多环芳烃的组成特征显示密云水库的沉积物中多环芳烃主要来源于煤和木材的低温燃烧.然而,Flu/Flu+Pyr和INP/INP+BghiP比值的垂直变化说明,近年来机动车辆尾气排放的多环芳烃有增加的迹象.风险评价的结果显示:除了芴和菲之外,密云水库沉积物中的多环芳烃对生态环境的影响目前还处于较低风险水平.     

腐殖酸对针铁矿吸附磷的影响机理

通过添加HA(Humic acid,腐殖酸),研究不同环境条件下HA对针铁矿吸附磷的影响. 结果显示,加入HA能显著降低磷吸附量,pH为4.5时分别加入100和40 mg/L HA,磷的最大吸附量分别降低了26.6%和25.6%;pH为7.0时分别加入100和40 mg/L HA,磷的最大吸附量分别降低了26.8%和23.1%. 不同添加顺序试验结果表明:针铁矿对磷的吸附量大小顺序为后添加HA>同时添加HA和磷>先添加HA;无论是否添加HA,针铁矿对磷的吸附量都随着pH的升高而降低,相应的吸附等温线也都符合Langmuir吸附等温方程;总有机碳和红外光谱特征表明,HA和磷在针铁矿表面吸附点位形成竞争吸附,并且针铁矿表面的羟基在吸附磷和HA的过程中起到了一定的作用.      

滇池近代富营养化加剧过程的沉积记录

为认识滇池内源污染特性在湖泊环境演变过程中的变化,采集滇池北部和中心2根柱状沉积物样品,分析了TOC(总有机碳)、TN(总氮)、BSi(生物硅)及磷形态含量剖面变化规律,并探讨了其与滇池富营养化历史的关系. 结果表明,滇池沉积物中w(TOC)与w(TN)自20世纪50年代后增加显著.n(TOC)/n(TN)介于7.0～13.5之间,表明滇池内源藻类和细菌等对沉积物中有机质贡献大. 滇池沉积物中w(TP)剖面变化规律反映了滇池由中营养化向富营养化过渡的过程. 沉积物中w(TP)与w(TOC)呈显著相关(R=0.91,P<0.01),表明滇池外源磷的输入与生物量的增长以及蓝藻水华暴发的一致性和外源磷污染控制的必要性. 滇池不同区域w(BSi)剖面变化及其与w(TOC)、w(TP)的关系表明,滇池在长期演变中,生态系统结构发生了变化. 滇池北部近年来富营养化加剧,蓝藻大量繁殖成为优势种群而导致生物群落结构单一化;而中部等地区硅藻仍保持大量增长趋势,表明藻类在该区域处于大量增长的过程中.      

我国土壤和沉积物中富里酸标准样品的提取和表征

参照国际腐殖酸协会(IHSS)推荐的方法,从北京鹫峰森林土壤和太湖竺山湖区表层沉积物中分别提取FA(富里酸)样品.采用元素分析、紫外-可见光谱、三维荧光光谱、傅里叶红外光谱以及13C NMR分析对FA样品进行了表征,并与IHSS FA进行比较.结果表明:土壤FA和沉积物FA与IHSS FA在元素组成、灰分含量及结构上基本相似,与IHSS FA具有一定的可比性,可以作为我国FA的标准样品.由于FA的来源及其形成环境的不同,各FA之间在组成和结构上存在一定的差异.IHSS FA和沉积物FA的芳香性均略高于土壤FA,这可能是由于水环境系统中含有大量的水生植物以及微生物降解作用所致.3种FA的极性排序为土壤FA>沉积物FA> IHSS FA.      

腐殖酸对苯并三唑的吸附动力学及热力学研究

HA(腐殖酸)是土壤和沉积物中有机质的重要组成部分,能在很大程度上影响有机污染物的环境行为和毒理效应. 采用批量平衡法研究了BT(苯并三唑)在HA上的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学等内容,结果表明:拟二级动力学能较好地描述BT在HA上的吸附行为,吸附过程分为快速吸附阶段和慢速吸附阶段,但主要以快速吸附为主;0~40min为快速吸附阶段,吸附总量占平衡吸附量的89.0%以上. 吸附等温线较好地符合Freundlich模型,R2均在0.9996以上. 初始ρ(BT)为300.0mg/L时,温度由288.15K升至308.15K,吸附量从15.70g/kg降至11.58g/kg,减少了26.24%. 此外,ΔH0(吸附焓变)为-30.19kJ/mol,说明吸附过程为放热反应;ΔG0(吉布斯自由能变)小于零,说明反应是自发的. 吸附反应的E_a(活化能)为19.35kJ/mol,表明吸附属于物理吸附.      

滇池沉积物中重金属污染特征及其生态风险评估

采集了滇池北部和中心区域2根柱状沉积物样品,分析其常量元素（Fe、Mn、Al、Ti、Ca、K）、微量元素（Ba、Sr、Cu、Pb、Zn、V、Cd）剖面分布特征,并采用H？kanson潜在生态危害指数法对典型重金属（Cd、Cu、Zn、Pb）进行了污染潜在生态风险评估。结果表明：沉积物中常量元素以Fe2O3、CaO及Al2O3为主,MnO、K2O及TiO2含量较少,变化范围是Fe2O3为8.0～14.9%、MnO为0.1～0.2%、Al2O3为9.0～20.1%、TiO2为1.5%～2.8%、CaO为0.4～21.7%、K2O为1.5～2.0%;微量元素Pb, Cd, Zn, Ba, Cu, Sr 及V含量均较高,变化范围是Pb为73.8～105.3 mg·kg^-1、Cd为1.0～3.4 mg·kg^-1、Zn为123.4～210.6 mg·kg^-1、Ba为264.8～435.7 mg·kg^-1、Cu为77.5～133.5 mg·kg^-1、Sr为34.9～137.5 mg·kg^-1以及V为177.7～284.7 mg·kg^-1。尤其表层0～12 cm内（1950 s以后）,各元素含量值均明显高于12 cm以下各值,20世纪50年代后滇池流域内工农业发展及污染物输入是造成金属元素含量累积的主要因素。沉积物中典型重金属Cu、Zn、Pb、Cd污染潜在生态风险评估结果：Cu、Zn和Pb处于中度污染,且C if 值越接近表层（0～12 cm）其值越高,这表明自1950S后污染程度不断加重,其中 Cd 累积与污染比较严重,分析多种元素的多因子污染参数之和C d表明滇池沉积物中多种元素污染整体处于“较高”污染程度,分析多种元素的潜在生态风险指数RI表明滇池沉积物中重金属潜在生态风险处于“很高”水平。同时,滇池北部沉积物中重金属潜在危害较严重且近年来污染有加重趋势。     

基于卫星数据研究兰州市NO2时空分布特征以及冬季NOx排放通量

搭载在EOS AURA卫星上的OMI探测器由于其较高时空分辨率在大气痕量气体(O3,NO2,SO2)探测中得到广泛应用.利用2010~2012年OMI NO2柱浓度数据产品重构了兰州市以及周边地区NO2柱浓度分布,分析了其时空变化特征,并利用西南风场下NO2空间分布特征采用拟合方法研究了NOx冬季排放通量以及寿命.研究表明,NO2柱浓度空间分布呈现以兰州市为中心,浓度向四周扩散的特征;兰州市NO2柱浓度的年变化特征为12月达到最大浓度,8月达到最小浓度;2010~2012年NO2寿命分别为10.6,9.9,9.1h,NOx冬季排放通量分别为175.3, 183.7,179.9mol/s.其排放通量与兰州环境公报提供的氮氧化物排放通量数量级之间具有较好的一致性,说明利用卫星数据估算兰州的NOx通量方法的有效性.