模拟水泥窑工艺对污染土壤热解吸尾气中六氯苯的去除效果

为了降低HCB(六氯苯)污染土壤热解吸修复的成本,分析了水泥窑处理技术去除污染土壤热解吸尾气中HCB的可行性,主要考察了处理温度、停留时间、φ(O₂)和ρ(HCB)初始值对HCB去除的影响. 结果表明:①随着处理温度的升高和停留时间的延长,HCB的去除率逐渐升高,其中,当处理温度≥800 ℃、停留时间≥2 s时,其去除率高于99.93%. ②当处理温度为900 ℃、停留时间为2 s、ρ(HCB)初始值分别为1.70、17.00和85.00 mg/m3时,水泥窑处理后尾气中ρ(HCB)分别为0.60、0.78和1.50 μg/m3,其与ρ(HCB)初始值并不成正比,说明ρ(HCB)初始值对HCB去除的影响较小;φ(O₂)≥2%时对HCB去除的影响也较小. ③水泥窑处理后,HCB的脱氯降解产物中仅有五氯苯被检出,ρ(五氯苯)最大值为1.20 μg/m3;同时处理过程中伴有少量的二英产生,但ρ(二英)满足GB 30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》要求. 结果显示,模拟水泥窑工艺可有效去除污染土壤热解吸尾气中的HCB.      

挖掘扰动对污染场地空气中六六六、滴滴涕分布的影响

以某废弃有机氯农药厂污染场地的修复过程为对象,应用被动空气采样技术研究了挖掘扰动对污染场地及周边区域空气中ρ(HCHs)(HCHs为六六六)、ρ(DDTs)(DDTs为滴滴涕)分布的影响. 结果表明:在挖掘扰动过程中污染场地及周边空气中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)显著增加,其中污染场地挖掘区空气中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)抬升最大, ρ(HCHs)为23.36~494.39 ng/m3,平均值为(141.54±114.54)ng/m3;ρ(DDTs)为14.78~539.09ng/m3,平均值为(201.69±143.88)ng/m3. 居民区空气中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)抬升最小, ρ(HCHs)为(4.36~29.00 ng/m3),平均值为(13.59±7.75)ng/m3;ρ(DDTs)为3.03~42.88 ng/m3,平均值为(13.37±11.53)ng/m3. 挖掘扰动增强了空气流动,使空气中扬尘增加,从而改变了空气中污染物单体的组成比例,其中β-HCH、δ-HCH、o,p′-DDT、p,p′-DDT所占比例升高,而其余单体所占比例降低. 空气中污染物ρ(HCHs)和ρ(DDTs)与温度呈正相关,与风速呈负相关. 因此,在对该类污染场地修复过程中,应该尽量避免在高温或强对流气候条件下挖掘施工,施工时应减少扬尘,以降低二次污染风险.      

黄淮平原农田土壤中多环芳烃的分布、风险及来源

对227个黄淮平原农田表层土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了调查,并对其致癌风险和来源等进行了分析.结果表明,有15种PAHs被普遍检出,各单体检出率在23.3%~100%之间(苊烯未检出).土壤中PAHs总量(∑PAHs15)为33.44~1246μg/kg,平均值为152.4±166.2μg/kg,且以4环及4环以上PAHs为主,其中16.7%的样品中PAHs含量达到了污染水平(>200μg/kg),与国内外其他地区相比,黄淮平原农田土壤中PAHs含量处于相对较低水平.黄淮平原农田土壤7种致癌性PAHs毒性当量浓度(TEQBap)占总毒性当量浓度的98.27%,其中苯并(a)芘(Bap)潜在致癌风险最大.同分异构体比值法和主成分分析结果表明黄淮平原农田土壤中PAHs的主要来源是汽油、柴油高温燃烧、以及煤和秸秆燃烧.相关性分析表明有机质含量与∑PAHs15及PAHs单体含量具有显著相关性,表明有机质是影响PAHs在土壤中含量、空间分布及归趋的一个重要因素.     

水分调控下旱地土壤中毒死蜱的消解研究

为探讨水分调控下旱地土壤中毒死蜱的消解特性,通过盆栽试验及通径分析方法,研究了不同水分条件下旱地土壤中毒死蜱消解速率及其与土壤性质之间的关系.结果表明:①土壤中毒死蜱的消解速率随时间的延长而逐渐减缓,并且不同水分条件下土壤中毒死蜱的消解速率不同,施药45 d后,5个水分处理（20% FC、40% FC、60% FC、80% FC和100% FC,表示田间持水量依次为20%、40%、60%、80%和100%）下毒死蜱的消解率分别为65.58%~85.56%、70.71%~89.64%、76.30%~95.33%、72.53%~97.60%和70.57%~90.80%,其中以80% FC下的消解速率最快,60% FC下次之.②一级动力学方程能较好地描述土壤中毒死蜱的消解过程（R2>0.88）,消解速率常数（k）最大为0.099 0 d-1.③土壤中毒死蜱的消解速率与w（有机碳）、w（DOC）（DOC为可溶性有机碳）和w（MBC）（MBC为微生物量碳）均呈显著相关.通径分析结果显示,水分条件的改变致使土壤中w（有机碳）、w（DOC）和w（MBC）发生变化,进而对土壤中毒死蜱的消解速率产生较大影响.④大豆、玉米和小麦根际土壤中毒死蜱消解速率均快于非根际土壤,根际土壤中毒死蜱消解速率表现为大豆土壤（0.099 0 d-1）>玉米土壤（0.080 6 d-1）>小麦土壤（0.069 6 d-1）.研究显示,改变土壤水分含量可有效调节土壤中毒死蜱的消解,并为农业生产中毒死蜱的安全施用提供参考依据.      

华北典型超采区浅层地下水“三氮”时空变异及驱动因素分析

山东省临清市浅层地下水已成为当地水资源的重要组成部分,当地地下水超采严重,且极易受到生活、农业生产等活动的污染。本研究采用反距离权重法(IDW)对研究区地下水中“三氮”(硝态氮、亚硝态氮和氨氮)浓度进行空间插值分析,运用聚类分析法对“三氮”浓度的时空变异性特征进行分析,在分析研究区“三氮”污染现状的基础上,进一步探究其驱动因素。结果表明,研究区地下水氮污染以“NH₄⁺-N”为主,其质量浓度变化范围为0.239~2.304 mg/L,超标率100%。受降水量影响,呈现出“三氮”质量浓度在丰水期高于平水期的时间变异特征;受土地利用与地形的影响,呈现出“三氮”质量浓度在研究区中部地形低处的旱地与农村居民用地不同的空间变异特征。生活污染和人畜排泄物是研究区地下水“NH₄⁺-N”污染的主要来源,是研究区地下水氮污染控制的重要措施;土地利用类型、地下水埋深、pH、DO、Mn²⁺和Fe²⁺等均是影响研究区地下水中“三氮”迁移转化的要素,是地下水氮污染治理不可忽略的影响因素。研究结果对了解研究区地下水“三氮”污染状况与控制治理等具有重要的意义。     

有机氯农药企业搬迁遗留场地土壤中污染物的垂向分布特征

为了解农药企业搬迁遗留场地土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的垂向分布特征,在某有机氯农药企业搬迁遗留场地的不同功能区设置采样点,分层采集土壤样品并分析其污染物的垂向分布特征.结果表明,在表层、亚表层土壤样品中w(HCHs)和w(DDTs)较高,随着深度的增加土壤中w(HCHs)和w(DDTs)逐渐下降,但下降幅度呈现出一定的波动性.该场地土壤中的有机氯农药引起地下水污染的风险较低.通过研究污染物的组成发现,土壤中作为母体化合物的w(DDT)较低,其代谢产物w(DDD)和w(DDE)较高,HCHs异构体中β-HCH所占比例相对较高,表明过去生产期间的遗留是土壤中有机氯农药的主要来源.土壤理化性质与污染物含量间的相关性分析结果显示,位于西南部试验厂区土壤中w(HCHs)和w(DDTs)与w(有机质)相关性显著,说明该场地土壤中的有机质是影响有机氯农药分布的重要因素之一.      

土壤中7种多氯联苯在镍铁双金属作用下的竞争还原特性

采用镍铁双金属为还原剂,对土壤中共存的7种多氯联苯(PCBs)的还原降解速率及其影响因素进行了试验研究和建模分析。试验结果表明,随着与镍铁双金属反应时间延长,7种PCBs呈现不同的还原降解速率和竞争还原态势并趋于稳定,降解反应符合一级反应动力学方程,降解速率由快到慢依次为PCB180、PCB138、PCB153、PCB52、PCB118、PCB101、PCB28,大体呈现氯原子数越多降解速率越快的趋势。试验条件下PCBs各异构体的降解半衰期为75~121 h。为从分子水平上分析不同含氯水平PCBs共存的竞争体系中PCBs还原降解速率的主要影响因素,采用高斯软件DFT方法求得7种多氯联苯的20个量子化学参数,通过偏最小二乘回归分析建立了PCBs的还原降解速率与分子结构的定量结构-性质关系模型。模型结果表明,Ehomo、△_fH~Θ、△_fG~Θ和Polar的VIP大于1,是影响体系中PCBs降解速率的主要因素。此模型可以较好地预测多氯联苯污染场地土壤化学修复过程中PCBs各同系污染物的化学降解潜力和残留趋势。     

处理温度和时间对六氯苯污染土壤热解吸修复的影响

以山东潮土作为供试土壤,模拟HCB(六氯苯)污染土壤的热解吸试验研究. 考察处理温度和时间2个主要影响因素对热解吸后土壤中HCB的去除率及其热解产物变化的影响. 结果表明:随处理温度的升高和处理时间的延长,HCB的去除率逐渐增大,在处理温度400 ℃、处理时间10 min时,HCB的去除率达到94.2%;在处理温度450 ℃、处理时间60 min时,HCB 的去除率达到99.4 %,去除效果明显,w(HCB)达到HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准》的A级标准限值(≤0.66 mg/kg);继续升高处理温度和延长处理时间对HCB的去除率改变不大. HCB的热解吸过程不仅是HCB的物理分离过程,也存在HCB的还原脱氯过程,HCB的热解产物主要为1,3,5-TCB(1,3,5-三氯苯)和1,2,4-TCB(1,2,4-三氯苯);处理温度450 ℃、处理时间60 min为该污染土壤较为合适的热解吸运行参数.      

黄淮平原农田土壤中重金属的分布和来源

对黄淮平原224个农田表层土壤样品中7种重金属(As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb和Zn)浓度进行了调查,采用Hakanson潜在生态危害指数法对其生态危害进行了评价,并用相关性、逐步回归和主成分分析对重金属来源进行了解析.结果表明,农田土壤中7种重金属的平均浓度分别为11.8、0.17、79.0、0.04、35.3、25.3和73.8 mg·kg-1.与黄淮平原的土壤背景值相比,调查区域农田土壤重金属污染处于低污染水平,这与重金属污染指数评价的结果一致.重金属的潜在生态危害评价结果显示,除Cd和Hg的污染存在中等潜在生态危害风险外,其他重金属的潜在生态危害轻微.相关性分析和主成分分析结果表明,黄淮平原的农田土壤中Cr、Ni和Zn主要来自于工业烟尘沉降和化石燃料燃烧排放,As、Cd和Pb主要来自于污水灌溉,磷肥和有机肥的大量施用,而Hg可能来自于母质淋溶.     

土壤中苯系物的顶空气相色谱测定方法研究

目前土壤中苯系物还没有标准的测定方法.采用顶空气相色谱法建立了一种测定污染土壤中苯系物(苯、甲苯、乙苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、异丙苯)的方法.着重讨论了顶空平衡温度、平衡时间及基质修正液的加入量等因素对苯系物测定结果的影响,并优化了试验参数.结果表明,顶空平衡温度为70℃,平衡时间为20 min,基质修正液的加入量为3 mL是最优试验条件.在此试验条件下,苯系物各组分能够完全分离,线性较好,决定系数在0.990 5～0.996 1,方法的检出限在2.0～ 6.4 μg/kg,回收率为95.5％～98.6％,相对标准偏差小于11.1％.测定结果显示,该方法有很好的相关性,简单、准确、快捷,适用于土壤中苯系物的测定.