活性炭负载纳米二氧化钛及铁修饰改性对土壤砷的稳定化试验研究

为了探讨纳米二氧化钛对污染土壤砷的稳定化效果,采用溶胶-凝胶法制得纳米二氧化钛,同时将其固定在活性炭上(TiO2-AC)并对其进行铁修饰改性(Fe-TiO_2-AC)。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对两种材料进行表征;用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)对其载钛铁量进行测试。基于毒性浸出实验TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)原理,选择纳米二氧化钛(粒径15、100 nm)、蒙脱土、沸石、碳酸钙、三氧化二铁、活性炭等作为对照材料对土壤砷的稳定化效果进行同步研究。XRD和SEM表征结果表明,所制得的负载型纳米二氧化钛粉体颗粒小,分散度好,孔径分布窄,固持牢固。TiO_2-AC和Fe-TiO_2-AC中二氧化钛含量均高于17.95%,Fe-TiO_2-AC中氧化铁含量为11.43%。在2.50 g土样中添加0.05 g TiO_2-AC后,p H上升了2.04个单位,铵态氮和硝态氮分别提高了0.10和1.40 mg·kg~(-1)。在2.50 g土样中添加0.05 g Fe-TiO_2-AC后,p H上升了1.88个单位,铵态氮提高了0.44 mg·kg~(-1)而硝态氮减少了1.07 mg·kg~(-1)。利用TiO_2-AC和Fe-TiO_2-AC稳定化处理砷污染土壤时,当添加量为0.02 g·g~(-1)时,处理7 d后稳定化效率即可达到平衡状态,土壤砷TCLP浸出量分别降低了90.54%和94.42%。同步试验结果表明,TiO_2-AC和Fe-TiO_2-AC对砷的稳定化效果优于对照材料。由此可见,以纳米二氧化钛复合改性材料作为污染土壤砷的稳定化剂,对砷污染土壤修复及减轻砷污染带来的危险具有现实意义。     

红枫湖沉积物中重金属元素溯源分析的初步探讨

分析了红枫湖表层沉积物中有机质及10种重金属元素的含量,并应用平均富集因子(AEFs)对其污染状况进行了评价.结果表明,红枫湖表层沉积物的重金属按污染水平可分为3类:轻度污染(AEFs2)的Cd、Pb、Zn、Cr,As、Fe和Mn,中度污染(AEFs=2～3)的Cu,严重污染(AEFs3)的Ni和Hg.同时,通过主成分分析(PCA)法对影响湖泊沉积物中重金属分布的因素进行了分析,并在进行统计分析前,用Al对重金属元素含量进行了校正,以消除沉积物粒度对重金属分布的影响.分析结果表明,前3个主成分的贡献率分别为48.7%、20.5%、12.6%,所占比例总和大于80%,即这3个主成分基本能够代表原污染因素的大部分信息.结合湖泊特点及周边点源污染情况分析发现,红枫湖表层沉积物中重金属污染主要有3个可能来源:工业排污及Fe和Mn的影响;有机质的影响;早期岩石的风化及侵蚀(背景值).PCA聚类分析结果表明,本研究所调查的14个站位在污染程度上可分为4类,其结果反应出红枫湖沉积物中部分重金属、部分站位污染程度相对较重的特点,同时也进一步说明了工业排污是沉积物中重金属污染的主要来源.     

贵州百花湖沉积物重金属稳定性及潜在生态风险性研究

为研究贵州高原河道深水湖泊百花湖的重金属污染状况,以该湖泊10个采样点的表层沉积物为研究对象,测定了Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr7种重金属的含量,并对其中5种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr)的存在形态和稳定性进行了研究.结果表明,Cu、Zn、Cr在百花湖沉积物中各形态的平均含量变化趋势为:残渣态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态,Cd为残渣态>可交换态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态,Pb为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,几种重金属平均浓度均在临界效应浓度值和必然效应浓度值之间.Cd、Pb、Cu、Zn和Cr5种重金属元素稳定度变化范围依次为:6%～35%、8%～23%、8%～11%、8%～18%、2%～14%,稳定性依次为:Cr>Zn>Cu>Cd=Pb,这些元素基本处于稳定-中等稳定状态.最后,分别以1990年贵州省土壤重金属背景平均值和本次采样周边土壤背景值为基本值,对百花湖沉积物进行生态风险性评价.结果发现,百花湖已经处于中等-很强水平的生态危害程度,说明百花湖水体可能已受到重金属的严重污染,但其稳定性可能推迟或减弱其有效生态危害性,但仍有必要加强该湖泊水体中重金属的监测工作.     

改性纳米TiO2对砷污染土壤的稳定化试验

以黄壤、红壤、紫色土和黑土为供试土壤,研究改性纳米二氧化钛对土壤中砷的稳定化效果。采用溶胶-凝胶法制得活性炭负载纳米二氧化钛（ACT）和铁改性活性炭负载纳米二氧化钛（ACTI）,并将粒径为100 nm的纳米二氧化钛（T-100）和活性炭（AC）作为对照材料。将改性纳米二氧化钛按照不同质量比添加到供试土壤中,稳定化14 d后,采用生物有效性简化提取法（simple bioavailability extraction test,SBET）研究改性纳米二氧化钛对不同类型土壤中砷的稳定化效果。结果表明:4种供试土壤的固砷能力顺序为红壤>黑土>黄壤>紫色土。ACTI和ACT在4种类型土壤中对砷的稳定效果均优于对照材料T-100和AC,在2%的添加量下,4种土壤对砷的稳定化率均高于60%。因此,ACTI和ACT可用作修复砷污染土壤的稳定剂。     

乌江主要支流夏季底栖动物群落组成及其与汞污染的相关性

对贵州省境内乌江流域的16条主要支流进行了底栖动物调查,共获底栖动物78种,分别隶属于4门7纲17目39科,密度为22～21 712 m-2. 瓮安河及其下游各支流底栖动物的种类和数量较丰富,上游各支流的种类和数量则较少. 从群落相似性看,上游支流以节肢动物占优势,群落组成较相似,中下游支流以软体动物占优势,群落组成差别较大. 以HAKANSON的潜在生态危害系数法进行评价,结果表明,流域中底泥汞生态危害程度表现为轻微、中等或强度危害. 底栖动物物种数和密度与底泥汞的潜在生态危害系数均呈负相关关系,但相关性不显著(R分别为-0.32和-0.12,P＞0.01),因此,流域汞污染对底栖动物的影响还有待进一步研究.      

重金属元素在贵州红枫湖水体中的分布特征

以贵州红枫湖为研究对象,分析了该湖13个采样点的上覆水、表层沉积物间隙水和表层沉积物中的Cd、Pb、Cu、Zn、Fe、Mn 6种重金属的浓度.其中,上覆水和间隙水中的金属浓度呈现相同的分布趋势:Fe>Mn>Zn>Pb>Cu>Cd;而沉积物中的金属浓度略有不同,为Fe>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd.同种重金属在三者间的分布顺序为:沉积物>间隙水>上覆水,表明该湖中的重金属有从沉积物向上覆水扩散的可能.相关性分析表明,上覆水、表层沉积物间隙水和沉积物中的金属浓度之间没有明显的相关性;通过主成分分析,对该湖水体重金属的来源及迁移趋势进行评估,其中沉积物中重金属提取出一个主成分(贡献率为67.7%),而间隙水和上覆水的分析中分别提取出2个主成分,其中间隙水贡献率为73.6%和16.73%,上覆水为44.2%和25.1%.红枫湖水体重金属元素含量相对国内湖泊偏高,其中北湖水体各金属元素含量普遍高于南湖水体.     

基于形态学分析红枫湖沉积物中重金属的分布特征及污染评价

采用Tessier连续浸提法对红枫湖沉积物中Cd、Pb、Cu、Cr、Zn、Ni、Fe、Mn 8种重金属元素进行化学形态分析.应用次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数法(SPEF)对沉积物中重金属元素的人为污染进行评价,分析不同评价方法对结果的影响.结果表明:该湖泊沉积物中Mn主要以铁锰氧化物结合态存在,Cd主...     

典型铅锌矿区耕地土壤团聚体重金属含量与农作物含量相关性及其风险评价

土壤团聚体重金属对生态环境产生的危害不容忽视.为考察农作物与土壤团聚体重金属之间的相关性及可能产生的风险,以贵州都匀马坡铅锌矿段菜园河铅锌矿区农作物为例,研究土壤团聚体重金属的分布状况和农作物对土壤团聚体重金属的富集特征.采用Pearson相关性分析农作物与耕地土壤不同粒径团聚体重金属之间的关系,同时分别采用生态危害指数(RI)法和危险商值(HQ)法研究不同粒径土壤团聚体重金属污染物的生态风险和农作物重金属对人群的健康风险.结果表明:①土壤团聚体Cd含量随粒径减小而逐渐增加,而Pb和Zn含量在不同粒径团聚体中表现为:0.25～0.5 mm＞0.053～0.25 mm＞0.5～1 mm＞2 mm＞0.053 mm;②叶菜类、果菜类和籽粒类农作物对土壤重金属的富集能力大小均为:Cd＞Zn＞Pb;③Pearson相关性分析表明籽粒类可富集各粒径团聚体中的Pb并转移到籽实中,籽粒类中的Zn主要来源于粒径＞1 mm的团聚体,而且各种农作物同时富集土壤团聚体多种重金属可产生拮抗作用;④土壤团聚体粒径越小总潜在生态风险越大,相同粒径土壤团聚体重金属生态风险的大小顺序为:Cd＞Pb＞Zn,而且研究区中叶菜类和果菜类农作物中Pb对儿童健康风险极高.     

贵阳市饮用水源地邻苯二甲酸酯污染特征及健康风险

为了解贵阳市饮用水源地水环境中邻苯二甲酸酯（PAEs）的污染情况,采用三重四级杆串联质谱联用技术（GC/MSMS）对阿哈水库、红枫湖、百花湖水体中PAEs有机污染物进行定量分析。结果显示:研究区域水体中的PAEs主要为邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）;PAEs在丰水期、平水期、枯水期呈现出不稳定状态;研究区水源地水体中PAEs的致癌和非致癌风险值均低于可接受参考值;健康风险评价模型一计算的健康风险值远低于美国环境保护署（USEPA）、国家辐射防护委员会（ICRP）、瑞典环境保护局等机构的推荐值,评价模型二计算的健康风险值与上述机构接近。贵阳市饮用水源地PAEs未对人体造成健康风险或构成致癌风险,水体中PAE的含量与国内部分饮用水源中PAEs的含量基本上处于同一水平。     

喀斯特山区燃煤电厂土壤重金属污染评价

选取地处贵州省喀斯特山区的金沙电厂为研究对象,对电厂周围的表层土壤、蔬菜(莲花白)试样的重金属含量进行了测定,采用模糊数学法对土壤重金属污染进行了评价,采用富集系数法分析了莲花白对重金属的富集能力。实验结果表明:电厂周围表层土壤中Hg,As,Cd,Pb,Cu的平均含量分别达0.70,26.40,0.61,44.83,35.51 mg/kg,其中,Hg和Cd的平均含量分别为GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中二级标准的1.40和2.03倍;电厂周围土壤受到较为严重的Hg,As,Cd污染,各个方向的重金属污染程度大小顺序为西北西东南西南东北东,总体趋势为西向大于东向;莲花白对土壤中Cd的富集作用较强,对其他重金属的富集作用较弱。