山东省农田土壤中拟除虫菊酯类农药污染特征与风险评价

在山东省范围内采集农田表层土壤样品91个,采用气相色谱法分析了7种拟除虫菊酯类农药(SPs)的含量和组成,分析了其分布特征,比较了大田土壤和大棚土壤中该类农药含量的差异,并评价了其生态风险.结果表明,7种拟除虫菊酯类农药总含量(∑_7SPs)范围在0.01—88.51μg·kg~(-1)之间,均值为5.65μg·kg~(-1).与国内其他地区农田土壤相比,山东省农田土壤中拟除虫菊酯含量处于中等偏低水平.山东省各地区的拟除虫菊酯含量存在差异,但组成相近,均是高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯和氯氰菊酯的比例较高.部分地区大棚土壤中的含量高于大田土壤.风险评价结果表明,山东省农田土壤个别采样点中甲氰菊酯和高效氯氟氰菊酯具有生态风险,三分之一的采样点存在潜在生态风险,其余采样点不存在生态风险.     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

生物质炭-过氧化氢联合修复对火电厂土壤性质与小白菜生长的影响

本文建立了一种利用生物质炭并结合过氧化氢对火电厂多环芳烃(PAHs)污染土壤的修复方法.采集诸城火电厂多环芳烃污染土壤为研究对象,采用盆栽试验的方法,研究了不同梯度生物质炭与过氧化氢配合施用修复多环芳烃污染土壤,对小白菜生长指标及土壤多环芳烃含量的变化.结果表明,合理施用生物质炭配施过氧化氢能促进小白菜生长,有效降低土壤和小白菜中多环芳烃含量.与T1(不施生物质炭)对比,生物炭处理的小白菜生物量增加8%—15%,叶绿素SPAD值增加25%—50%,荧光参数和光谱反射率有一定提高,小白菜和土壤多环芳烃含量显著减少.同时,使污染酸化土壤pH值提高了0.2—0.6个单位,土壤有机质含量提高了9.5%—45.6%,碱解氮、速效磷与速效钾等养分有一定量的增加.其中,T7(0.5‰H_2O_2+2‰生物质炭)处理修复效果最好,供试蔬菜和土壤中多环芳烃去除率分别达到了69.6%和58.8%.其次是T3(2‰生物质炭)处理,供试蔬菜和土壤中多环芳烃去除率分别达到了42.9%和54.6%,也具有较好的去除效果.因此,可推荐在修复实践中参考应用.     

表面活性剂对土壤中多环芳烃(PAHs)纵向迁移的影响

选取山东省分布较广的3种类型土壤(潮土、褐土和棕壤)为研究对象,采用室内土柱淋滤实验,模拟多环芳烃(PAHs)在土壤中纵向迁移的过程.选用生物表面活性剂鼠李糖脂和非离子表面活性剂TX-100分别对3种土壤进行淋滤实验,分析淋滤后较清洁土层PAHs的含量和组成.结果表明,3种类型土壤中,潮土最有利于土壤中PAHs的纵向迁移,褐土和棕壤无显著差异(P0.05);不同淋滤处理下,PAHs均主要富集在土柱表层,占39.00%—60.00%;有无表面活性剂的添加,低环PAHs均较易向下迁移,在污染土壤中的残留率为14.33%—38.52%;不添加表面活性剂条件下高环PAHs在污染土中残留率较高,为79.67%—92.47%,在鼠李糖脂3倍(3 CMC)和TX-100 2倍(2 CMC)临界胶束浓度条件下淋滤效果有明显提高,污染土中高环PAHs残留率与去离子水淋滤时相比降低28.95%—35.31%;相同临界胶束浓度下,TX-100处理后PAHs淋滤率高于鼠李糖脂,淋滤效果更好.     

三峡工程蓄水前后长江口水域营养盐结构及限制特征

根据2002～2004年11月对长江口及其邻近海域的调查结果,比较了三峡工程蓄水前后该海域溶解态营养盐结构以及浮游植物生长潜在的营养盐限制状况,初步分析了导致蓄水前后营养盐结构及限制状况变化的可能原因.结果表明,蓄水后口门内N∶P和Si∶P呈上升的趋势,N∶P增加了40％以上,Si∶P上升了6％,而Si∶N降低了26％.蓄水后口门外营养盐结构的变化趋势与口门内相似,但N∶P升高更为显著,与蓄水前相比增加了2倍以上,但Si∶N降低了20％.该水域浮游植物生长潜在的磷限制在三峡蓄水后增强.具有磷限制特征的样品比例从蓄水前的28.6%增加到蓄水后的70%以上,表明该海域潜在的磷限制区域有扩大的趋势.尽管蓄水后Si∶N降低显著,但未导致该水域出现潜在的硅限制.     

TiO2光催化降解去除土壤中荧蒽研究

针对典型多环芳烃污染土壤,文章以荧蒽为目标污染物,选择TiO_2作为催化剂在紫外光照射下降解去除土壤中荧蒽,考察了降解时间、催化剂用量、搅拌次数以及土壤水分含量因素对降解率的影响,研究了腐殖酸和H_2O_2对荧蒽光催化降解率的影响,采用活性基团捕获实验探究了土壤中荧蒽的降解机理。结果表明:降解率随降解时间的增长而提高,其中P25用量为5%、降解时间为48 h时,降解率为24.11%;P25用量增加为20%,光照48 h后的降解率为42.89%;土壤搅拌可提高荧蒽降解效率,搅拌次数为5次时降解率为51.72%,与未搅拌相比提高了8.83%;加入10%的水分后,荧蒽降解率提高到56.90%。腐殖酸抑制荧蒽的降解,加入腐殖酸后降解率降低10.94%。加入1.5 mL质量分数30%的H_2O_2后降解率提高18.26%。加入对苯醌后荧蒽的降解率显著降低,表明·O_2~-在荧蒽的降解过程中起主要作用。     

辣椒中多环芳烃的累积特征及健康风险评估

采集多环芳烃(PAHs)污染来源和程度不同的3种土壤,并制备2种柴油污染土壤,采用盆栽试验方法种植辣椒,种植期间收集大气沉降颗粒物,检测了土壤、辣椒各部位和大气沉降颗粒物中美国环保署优先控制的16种PAHs含量和组成,分析了大气沉降颗粒物中PAHs对辣椒地上部PAHs的贡献率,阐明辣椒中PAHs累积的主要途径,并对不同年龄的人群摄食辣椒果实的健康风险进行了评估.结果表明,辣椒根、茎、叶和果中PAHs的含量范围为205.3—1087.8、123.2—791.8、88.3—599.5、57.2—368.1 ng·g~(-1),根中的含量最高,果实中的含量最低.辣椒各部位中PAHs总含量均与土壤中的含量呈显著正相关关系(P0.05).辣椒中各环数PAHs质量分数大小顺序为3环4环5—6环2环;其中3环PAHs的质量分数由根部到果实呈递增的趋势,4—6环PAHs质量分数从根部到果实呈减小的趋势.总体上辣椒各部位中均呈现出低环PAHs的富集系数高于高环PAHs的规律.大气沉降颗粒物中PAHs对辣椒植株中PAHs的贡献率不超过0.3%,影响极小,因此土壤吸收是辣椒中PAHs累积的主要途径.柴油污染的2种土壤种植辣椒中的PAHs总毒性当量含量高于其他土壤.成人摄食中、重度和柴油污染土壤种植的辣椒果实以及老年人摄食柴油污染土壤种植的辣椒果实存在潜在致癌风险,儿童、青少年摄食不存在潜在致癌风险.     

营养盐浓度对中肋骨条藻优势种群富集多溴联苯醚的影响

以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）组成中肋骨条藻优势种群的海洋微藻为研究对象,以我国近海水体中存在的3种丰度较高的多溴联苯醚同系物为代表,包括2,4,4＇-三溴联苯醚（BDE-28）、2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）和2,2＇,4,4＇,5-五溴联苯醚（BDE-99）,研究了硝酸盐浓度（0、128、512μmol·L-1）和磷酸盐浓度（0、8、32μmol·L-1）对中肋骨条藻优势种群生化成分和富集3种多溴联苯醚的影响,分析了中肋骨条藻优势种群对多溴联苯醚的富集量与生化成分的关系。结果表明,随着营养盐浓度的升高,单位藻细胞的富集量呈现降低趋势,硝酸盐浓度为0μmol·L-1时,3种多溴联苯醚同系物每106cells的富集量为3.93-5.01 ng,而硝酸盐浓度为512μmol·L-1时,每106cells富集量为3.53-3.94 ng,降低了10%-23%;不同硝酸盐浓度下单位体积藻液富集量差异较小,随硝酸盐浓度的升高,BDE-99和47富集量分别从0.180和0.179 ng·mL^-1降低到0.167和0.150 ng·mL^-1,BDE-28没有出现明显差异。与硝酸盐相似,多溴联苯醚单位藻细胞富集量也随着磷酸盐浓度的升高而呈现出降低的趋势,每106cells的富集量从磷为0μmol·L-1的3.04-3.28 ng降低到32μmol·L-1时的2.27-2.73 ng;不同磷酸盐浓度下单位体积藻液的富集量差异不显著,其中BDE-99富集量范围在0.188-0.190 ng·mL^-1,随磷酸盐浓度的升高,BDE-47和28富集量略有降低,从0.20 ng·mL^-1降低到约0.16 ng·mL^-1。中肋骨条藻优势种群单位细胞对多溴联苯醚富集随着营养盐浓度的增加而降低,其原因是营养盐浓度影响了其细胞生化成分,其中脂类含量与富集量存在正相关关系。对3种同系物富集量的比较发现,随多溴联苯醚同系物的Kow降低,富集量总体上呈现降低的趋势。     

氮浓度对牟氏角毛藻富集2,2',4,4',5-五溴联苯醚的影响

以牟氏角毛藻为研究对象,采用半连续培养法,研究了不同氮浓度条件下牟氏角毛藻对2,2',4,4',5-五溴联苯醚富集.结果表明,牟氏角毛藻对多溴联苯醚的富集与氮营养条件有关,随着氮浓度的增加,富集量和富集因子均呈降低趋势.氮浓度为0,128,512μmol/L条件下,单位藻细胞的富集量分别为2.84,2.38,1.91ng/106 cells,单位体积藻液富集量分别为0.19,0.16,0.12ng/mL.富集因子的变化趋势相似,氮为0μmol/L时单位总脂富集因子(BCFlipid)为238.19×104 (ng/g)/(ng/mL),随着氮浓度的升高,BCFlipid明显降低.相关性分析表明,单位体积藻液富集量、单位藻细胞富集量和BCFlipid等均与氮浓度呈现显著的负相关关系(r>-0.8, P0.8, P<0.05).     

表面活性剂淋滤对土壤中邻苯二甲酸酯纵向迁移的影响

以无表面活性剂的去离子水为对照、设置1倍(1 CMC)和2倍临界胶束浓度(2 CMC)浓度,研究了单一和混合表面活性剂,包括十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和曲拉通X-100(TX-100)对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)纵向迁移的影响,土柱中上层为PAEs污染土(3 cm),下层为清洁土(20 cm)。CTAB和SDBS在2 CMC时、TX-100为1 CMC时可增强污染土中PAEs的纵向迁移,其中DMP和DEP有无表面活性剂均可发生迁移,在相同表面活性剂条件下,延长老化时间对污染土中PAEs的迁移产生一定的影响。CTAB和SDBS在2 CMC时,清洁土中PAEs总含量较低,但TX-100在1 CMC时较低。清洁土中PAEs总含量均随土层深度的增加而降低。当老化时间较短时,土壤有机质对PAEs在清洁土柱的迁移影响较小,老化时间的延长对清洁土中的PAEs迁移影响较大。3种表面活性剂均可有效促进清洁土中DMP和DEP的迁移,CTAB和SDBS在2 CMC、TX-100在1 CMC时可促进DNBP和BBP的迁移,但3种表面活性剂对清洁土中DNOP迁移的影响较小。与单一表面活性剂相比,混合表面活性剂有助于污染土中PAEs的迁移,且随着浓度的升高,清洁土中PAEs的含量呈现降低的趋势。就整个土柱而言,单一表面活性剂CTAB和SDBS在较高浓度时、TX-100较低的浓度时对PAEs的淋滤效果更好;在较短老化时间下,土壤有机质含量的高低对淋滤率没有显著影响;老化时间延长有效降低了淋滤率;而混合表面活性剂的淋滤率有明显提高,更有助于PAEs的迁移。