开顶式气室原位研究水稻汞富集对大气汞浓度升高的响应

采用开顶式气室熏气实验和土壤加汞培育实验,原位研究水稻各器官汞富集对大气汞质量浓度升高的响应关系.结果表明,水稻根中汞含量与大气汞质量浓度无显著相关性(P0.05),与土壤汞含量呈显著正相关(R=0.998 8,P0.05),表明水稻根中的汞主要来自于对土壤中汞的吸收累积.水稻茎中汞含量随大气汞质量浓度的升高呈线性增加(RB=0.964 6,RU=0.983 1,P0.05),且上部茎中汞含量高于下部茎;茎下部汞含量随土壤汞含量的升高呈线性增加(R=0.990 1,P0.05),茎上部汞含量随土壤汞含量的升高呈二次拟合增加(R=0.998 9,P0.05),且下部茎汞含量高于上部茎,说明茎汞含量受土壤和大气汞浓度的共同影响.水稻叶中汞含量与大气汞质量浓度呈显著正相关(R=0.998 5,P0.05),与土壤汞含量也有很好的线性关系(R=0.998 3,P=0.058 5),表明水稻从大气吸收的汞主要积累在叶片中,从土壤吸收的汞主要富集在根中并通过茎部向叶部传输.利用实验建立的函数关系对水稻地上生物质中汞的大气来源估算,至少60%~94%和56%~77%水稻叶和上部茎中的汞来自大气,而大气对下部茎仅贡献8%~56%.由此水稻地上部分生物质汞主要来自对大气汞的吸收,为区域大气汞的收支及汞循环模型提供理论依据.     

基于Fenton法污泥有机质降解及微观结构变化规律

针对污泥中有机质含量高且难降解,采用Fenton氧化法对污泥进行处理以达到降解污泥有机质的目的。研究了不同pH值条件下,加入不同配比的Fenton试剂对剩余污泥中有机质降解效果的影响,并通过孔隙结构试验与差热分析试验探讨有机质降解后的污泥微观结构变化。结果表明:Fenton试剂能将污泥中的有机质从30%降解至21%,处理后的污泥比表面积增大、孔容增大、孔径减小,污泥中的水分与有机质组成发生了改变。     

废茶枝叶对黏土中六价铬的吸附作用

研究废茶枝叶中茶多酚对Cr(Ⅵ)在黏土介质中的吸附作用。探讨pH、反应时间、废茶枝叶投加量、反应温度等因素对反应的影响,确定最佳反应条件。简述了茶多酚、Cr(Ⅵ)和黏土之间相互作用的机理。结果表明:在含Cr(Ⅵ)的黏土中投加废茶枝叶时,黏土对Cr(Ⅵ)吸附能力明显增强,作用机理主要是在中性条件下茶多酚将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),并与Cr(Ⅲ)形成配合物,该络合物与黏土颗粒有较强的结合能力,增强了黏土对铬的固定作用。     

煤矸石中某些物淋溶释放特点的实验分析

为全面了解煤矸石中污染物的释放特点,定量预测煤矸石中污染物在大气降水作用下对土壤-地下水污染的强度,对新邱露天矿不同风化程度的煤矸石溶解释放污染物进行了动态淋溶实验研究.采用国家标准分析方法进行分析,并绘制了实验曲线.结果表明,煤矸石风化程度越高,溶解释放物的总硬度(CaCO3)、硫酸盐(SO42-)、钠(Na )、总溶解性固体(TDS)越多,并释放出一定量的氟化物(F-)、化学需氧量(CODMn)、总铁(Fe)等.淋滤液pH值在6.6～7.0间,有少量氯化物(C1-)、锰(Mn)、锌(Zn),微量其他重金属和砷(As).新鲜混合煤矸石溶解释放出较多的氟化物(F-)、化学需氧量(CODMn)和总铁(Fe).淋滤初期,污染物溶解释放速率较快,之后随降水量增加,污染物溶出速率也越来越慢,煤矸石中污染物的溶解释放主要受扩散控制.采用最小二乘法拟合得出各污染物浓度与降水量间呈指数衰减曲线关系,即Cv=Co Vn模型,该模型可定量预测煤矸石中污染物对土壤-地下水污染的强度.     

垃圾渗沥液腐蚀下污泥灰改性黏土压缩特性及孔隙结构

采用市政污泥为原材料烧制污泥灰,并将污泥灰作为改良添加剂对传统填埋场压实黏土衬垫系统进行改性,以达到实现污泥资源化利用以及减少黏土作为衬垫防渗材料的用量.为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫材料的工程特性以及微观结构,通过固结压缩试验、低温氮气吸附试验、颗粒分析试验分别检测改性黏土的压缩特性、微观孔隙结构、颗粒组成.压缩试验结果表明,受垃圾渗沥液腐蚀后的改性黏土,随污泥灰含量的增加,孔隙比增大、压缩量减小;经垃圾渗沥液腐蚀后,改性黏土的压缩系数(α1-2)为0.310~0.391MPa-1,固结系数(Cv)为2.446~2.768cm2/s.低温氮气吸附试验结果表明,改性黏土的吸附-脱附等温线属于Ⅴ型等温线;对于垃圾渗沥液腐蚀的改性黏土,孔径分布呈双肩峰形式,孔径为3~7nm的孔隙占比较大,累计孔容为0.509~0.530cm3/g.颗粒分析试验结果显示,受渗沥液腐蚀后改性黏土颗粒组成差异性明显,粒径>11.5 μm的颗粒为35.09%~49.42%;粒径为2.3~1.5 μm的颗粒为2.35%~7.28%;粒径<2.3 μm的颗粒为46.57%~57.63%.污泥灰改性黏土具有较好的抗垃圾渗滤液腐蚀效果,可将其作为填埋场衬垫材料使用.     

大气汞浓度升高对水稻叶片生理效应的影响研究

采用大田开顶式气室熏气实验,研究大气汞浓度升高对水稻叶片气体交换参数、脯氨酸、丙二醛的积累以及超氧化物歧化酶活性的影响。实验结果显示,水稻叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随大气汞浓度的升高均较对照略微下降,表明大气汞浓度的升高对水稻光合作用和气孔开放程度有一定影响;扬花期水稻胞间CO2浓度(Ci)随大气汞浓度的升高明显降低(P0.05)表明Pn的略微下降属于气孔限制,同时蒸腾速率(Tr)显著增加(P0.01)表明大气汞对水稻的蒸腾生理功能有一定的影响。乳熟期水稻叶片气体交换参数与大气汞浓度无显著差异(P0.05),且各指标均低于扬花期。水稻叶片脯氨酸(Pro)含量在拔节期随大气汞浓度的升高而显著增加(P0.05),扬花期先升高后下降,在45 ng·m-3时达到最大,成熟期无显著差异(P0.05);水稻叶片丙二醛(MDA)含量在拔节期先升高后下降,45 ng·m-3时达到最大,扬花期和成熟期均无显著差异(P0.05);水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性在拔节期先升高后下降,15 ng·m-3时达到最大,扬花期无显著差异(P0.05)。以上结果表明大气汞浓度的升高可以引起水稻叶片膜脂过氧化以及脯氨酸和丙二醛含量的积累,且随着体内Pro、MDA和SOD对大气汞胁迫的协同反应,水稻对逆境的适应能力增强,对汞胁迫产生了耐受性。     

镉溶液污染黏土微观结构演化规律

镉溶液在压实黏土中迁移会引起黏土微观结构的变化。通过一系列扫描电子显微镜与低温氮吸附实验,观察了镉溶液污染黏土的表面微观形貌与孔隙结构的演化规律。扫描电子显微镜观察结果显示,受镉溶液污染严重的土柱上表面孔隙明显,土颗粒之间主要以点-点排列方式为主;而受镉溶液污染较弱的下表面,土颗粒之间主要以片-片状排列为主。低温氮吸附实验结果表明,Z=0 cm、Z=10 cm、Z=20 cm、Z=30 cm处,污染黏土吸附量分别为682.65、631.72、583.25和523.36 cm3/g。随土柱中土层深度的增大,黏土颗粒间微孔增多,二次孔减少,孔隙体积与比表面积减小。镉溶液污染黏土孔隙主要集中在10 nm以下。     

垃圾填埋场衬垫对Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的动力学研究

通过静态平衡吸附试验对垃圾填埋场衬垫土壤材料对Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附进行了观察.在试验中考察了溶液的初始浓度、pH值和溶液的温度对吸附的影响,通过动力学实验确定了动力学参数,并探讨了天然黏土材料对重金属Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附机理.结果显示,黏土对重金属的吸附过程可以通过伪二阶动力模式来描述.根据对lnk2与1/T线形图斜率的计算,可以确定Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的活化能(Ea)分别为22.7 kJ·mol1-和26.88 kJ·mol-1.活化能的计算结果说明,温度的升高能促进黏土材料对Cr(Ⅵ)和zn(Ⅱ)的吸附,同时也表明吸附很可能是一个化学吸附.热力学参数(△H0,△S0,△G0)值可以通过图1gKD与1/T的斜率与截距来计算.热力学参数值的结果表明,天然黏土材料对Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附是吸热反应.     

露天煤矿矸石山对地下水污染的模糊综合评价

针对阜新市新邱露天煤矿矸石山附近地区地下水污染问题，应用模糊数学的方法对其水质进行了综合评价，并且分析了造成其地下水污染的主要途径和主要污染物质，从而得出了该地区的地下水已经遭到了不同程度的污染的结论。此次评价为该地区地下水的污染治理和保护其地下水资源提供了科学的依据。     

市政污泥厌氧发酵渗沥液污染物释放与热效应

为了研究污泥厌氧发酵过程中渗沥液水质污染指标随温度和时间的变化规律,以及污泥的热效应变化,分别测定30,45,60℃下厌氧发酵不同时间后污泥渗沥液的p H值、DO、TN和TOC含量,分析厌氧发酵对渗沥液污染指标的影响,通过热重-差热试验绘制45℃下不同时间的TG-DTA曲线,研究厌氧发酵对污泥热效应的影响。结果表明:新鲜污泥渗沥液p H值为7.50,随着厌氧发酵的进行,30℃下p H值上升25.7%,DO、TN与TOC含量分别下降90.0%、90.4%、74.9%,且初期外界温度越高反应速率越快;由TG-DTA曲线可知:水分散失和有机物燃烧分解致使质量损失,并分别伴随吸热和放热现象。