石墨烯类材料在水处理和地下水修复中的应用

作为一种性质优异的吸附材料,石墨烯类材料对有机物和重金属等多种水污染物均有出色的吸附能力,因此其在水处理和地下水修复工作中的应用前景在近几年备受关注.当前的研究总体上尚停留在实验室模拟阶段,在提高材料饱和吸附量的同时,研制出低成本、稳定性强、易于再生利用且环境友好的石墨烯类材料是今后的发展趋势.本文对石墨烯类材料的种类及制备方法进行了归纳总结,对他们在水处理和地下水修复中的应用研究情况进行了综述,对当前研究中存在的问题进行了分析,最后对未来的研究和应用前景进行了总结和展望.     

德兴矿区沉积物中铜的化学形态及其影响因素

采用BCR三步提取法测定了德兴矿区沉积物中铜的化学形态,并对铜化学形态的影响因素进行了研究.结果表明,(1)铜的可氧化态＞残渣晶格态＞酸可溶态＞可还原态,铜以硫化物结合态、有机结合态及残渣晶格态为主;(2)铜的潜在生物可利用形态的平均比例为71.99%,平均浓度为233.88 mg·kg-1,远高于全国沉积物铜的平均值,威胁当地的水生生态系统安全;(3)铜的酸可溶态与阳离子交换量CEC、有机质含量和氧化铁含量成正相关关系,而与铁锰含量和pH值的关系不明显;可氧化态与铁锰含量密切相关;可还原态与有机质含量相关.     

石墨炉分光光度法测定土壤和沉积物中铊

针对石墨炉原子吸收法测定土壤和沉积物中铊的消解要求高,干扰严重等问题展开研究,考察了消解体系、灰化温度、原子化温度、基体改进剂以及干扰因素,建立了检出限、精密度和准确度均能满足环境管理要求的方法.所建立的方法条件为:灰化温度600℃,原子化温度2100℃,以硝酸-氢氟酸-双氧水为消解体系,以硝酸钯+抗坏血酸为基体改进剂抑制氯离子等的干扰和提高测定的稳定性.所建立的方法检出限为0.1 mg·kg~(-1),测定下限为0.4 mg·kg~(-1).采用电热板消解法,该方法测定土壤和沉积物中铊的精密度在3.3%—8.1%之间,准确度在0.6%—9.9%之间;采用微波消解法,该方法测定土壤和沉积物中铊的精密度在4.5%—9.3%之间,准确度在1.1%—8.6%之间.     

浑河冲洪积平原土壤及浅层地下水中铅的分布特征

为探讨浑河冲洪积扇土壤及浅层地下水中铅的含量、来源及其分布特征,对研究区50个土壤样品、5个地表水样品和22个浅层地下水样品进行了铅含量分析.结果表明,研究区土壤、地表水和浅层地下水均受到了一定程度的铅污染.表层土壤铅含量较高,在17.72—114.46 mg.kg-1之间,受人为污染影响较大;随土壤深度的增加铅含量呈现逐渐降低的趋势,其迁移规律与铬、砷、铜等重金属密切相关,受土壤性质和有机质含量的影响较大,为研究区土壤和浅层地下水环境风险评价及污染防治提供了科学依据.     

垃圾渗滤液有机组分和氨氮在孔隙介质中的迁移特征

通过室内土柱淋滤模拟实验研究了垃圾渗滤液中有机组分(用CODCr表示)和氨氮在不同含水介质中的迁移规律和特征,并通过实验数据计算了延迟因子、COD衰减率和氨氮的单位质量介质吸附量等参数.结果显示,COD在中砂、细砂和粉土中迁移的延迟因子分别为1.13、1.23和1.24,表明有机物在三种实验介质中只发生轻微的延迟作朋;CODCr在三种介质中的自然衰减率分别为50.8%、55.2%和64.8%;氨氮的迁移由于吸附作用发生明显的延迟,其在上述三种介质中迁移的延迟因子和单位质量介质吸附最分别为3.30和194 mg·kg-1、3.91和223 mg·kg-1,以及5.12和280 mg·kg1;饱和条件下渗滤液中的氨氮较难发生硝化作用.上述结果可为评价垃圾渗滤液对地下水环境的影响提供技术参数.     

拉林河流域地下水污染特征分析

应用自主研发的傍河取水水质监测与污染预警管理系统对拉林河流域地下水进行污染评价和污染成因分析。通过对样品的采集和分析,说明拉林河流域地下水铁、锰、氨氮和硝酸盐劣于国家地下水环境3级标准,且空间分布具有较强的异质性,可能具有一定的环境生态风险。通过改进的模糊数学法评价拉林河流域地下水污染,提出针对傍河取水工程的地下水保护方案。     

下辽河平原区域地下水典型污染物的筛选

结合潜在危害指数评价方法和加权评分方法,构建了新的地下水中典型污染物的筛选方法,并应用于下辽河平原区域地下水典型污染物的筛选。将急性基准浓度值(CMC)和慢性基准浓度值(CCC)引入潜在危害指数评价中;鉴于潜在危害指数法不考虑化合物的环境浓度,将潜在危害指数法与加权评分法相结合,引进平均浓度、检出频次等影响因素,计算不同污染物加权评分结果;通过聚类分析,筛选出典型污染物。研究表明,下辽河平原区域地下水中筛选出的典型污染物包括:As、NH+4、1,1,2-三氯乙烷、溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、1,1-二氯乙烯、α-六六六、p,p'-滴滴滴、p,p'-滴滴伊、苯并(a)芘。     

水力截获技术研究进展

水力截获技术是地下水污染控制及修复技术的重要措施之一,它是通过一系列合理布置的抽注水井,最大限度地抽取污染地下水,有效控制污染物运移的一种水动力技术,其核心是根据污染场地的水文地质背景条件、污染物性质及其分布特征,应用渗流理论及最优化理论等学科知识,在污染带下游设置治理井来形成水力截获带.目前,水力截获技术在国外已被广...     

基于“生态水位-水质-水源地”协同作用的地下水环境风险评价方法研究

地下水生态水位、地下水水质和地下水水源地是地下水环境的关键敏感属性,而现有关于地下水环境保护的研究多侧重于污染风险评价,常忽视地下水生态水位作为环境要素综合风险的重要性.为突破以往地下水风险评价中以污染要素为主的现状,在区域尺度针对地下水污染及地下水水位变化导致地下水系统生态服务功能失衡等问题,提出以地下水生态水位、地下水水质和地下水水源地作为风险受体,综合研究地下水系统对地下水风险源的暴露途径及响应关系,采用地下水防污性能指数指征地下水环境的空间差异性,构建了基于“生态水位-水质-水源地”协同作用的GERRM模型（地下水环境相对风险模型,groundwater environmental relative risk model）,定量描述地下水污染和地下水水位突变耦合的地下水环境风险,并将建立的方法在下辽河平原进行案例研究.结果表明:①Ⅳ、Ⅴ级风险区主要位于化工企业、危险废物填埋场周围一定范围区域及沈阳市地下水水源地保护区和生态水位敏感性较高区,面积为2 107.33 km2,占总面积的8.93%.②Ⅰ、Ⅱ级风险区主要为农田种植区、林地种植区和农业城镇建设区,面积为17 704.51 km2,占总面积的75.01%.研究显示,GERRM模型适用于区域地下水环境风险评价,下辽河平原区化工企业、危废填埋场周围一定范围区域以及沈阳地下水水源地保护区相对风险最高,需采取相应的管理保护措施.      

地下水位上升过程硝态氮(硝酸盐)污染变化规律研究

地下水水位上升会造成包气带外源污染物的输入,如硝态氮,同时引起浅层地下水水环境变化.为了研究水位上升过程对硝态氮(硝酸盐)的影响,选取北京市通州区代表性介质,建立室内砂槽实验,探究水位上升过程硝态氮的二维迁移转化规律.实验结果表明:随着地下水位上升,砂槽从上至下,从左至右,溶解氧和氧化还原电位含量均逐渐降低,地下水逐渐向还原环境转变.浅层地下水通过对包气带污染物的浸溶,硝态氮和铵态氮含量存在明显的分层特征,埋深越小,其硝态氮和铵态氮的含量越高.地下水位上升过程的侧向径流,有利于硝酸盐在地下水中的迁移转化,侧向水流方向下游,铵态氮存在升高的风险.因此,地下水位上升对硝态氮的影响不容忽视.