城市土壤污染研究现状与趋势

城市土壤是城市生态环境系统的有机组成部分,对城市的可持续发展有着重要的意义.城市化和工业化进程的加快,造成城市土壤污染、侵蚀、酸化和硬化以及土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题,直接危及到城市居民的健康和安全;因此,城市土壤污染问题已经引起人们的高度重视.近10多年来,国内外有关城市土壤重金属污染,微有机物污染,生源要素污染和城市土壤污染的环境与健康风险评价等诸多研究取得了一系列的研究成果.本文主要就以上研究成果进行了较为系统地总结与阐述,并且在此基础上提出了今后有关城市土壤污染研究的发展重点与趋势,以期为改善城市生态环境质量提供重要的科学依据.     

污泥活性炭的表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性

以城市污水处理厂污泥为原料，采用磷酸活化一微波热解法制备得到污泥活性炭，并将其用于吸附水溶液中的Cr（Ⅵ）。分别采用元素分析仪（VarioELcube）、比表面积孔径分布测定仪（ASAP2020）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT—IR）等仪器对原污泥及污泥活性炭的表面组成和结构进行表征，探讨污泥活性炭的孔隙结构参数和表面化学性能。通过静态吸附实验，考察了溶液初始pH，接触时间，初始Cr（Ⅵ）浓度对污泥活性炭吸附Cr（Ⅵ）效果的影响，并探讨了污泥活性炭去除Cr（Ⅵ）的机理。实验结果表明，pH越低吸附效果越好，吸附平衡时间为100h。不同温度下吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型，30℃时最大吸附容量为27．55mg／g；吸附动力学过程符合准二级速率方程（R2〉0．99）；污泥活性炭对Cr（Ⅵ）的去除是一个吸附-还原耦合的过程。     

改性腐殖酸对铀的吸附的试验研究

通过静态吸附实验,探讨了改性HA对U(Ⅵ)吸附影响。考查pH值、时间、U(Ⅵ)的初始浓度和温度等对吸附的影响。结果表明:pH值对改性腐殖酸的吸附效果影响较大,改性腐殖酸吸附U(Ⅵ)的最佳pH值为6,最大去除率为99.37%,吸附在60 min内基本达到平衡。UO22+在改性腐殖酸上的吸附是放热过程,符合Freundlich等温吸附方程,相关系数达0.99以上,表明IHA对铀的吸附是以表面为主要吸附位,并不是均匀的单层吸附。图8,参9.     

腐殖酸修饰凹凸棒对U(VI)的吸附性能及机理

采用腐殖酸(HA)修饰凹凸棒(ATP)制备得到腐殖酸/凹凸棒(HA/ATP),用于去除废水中的U(VI)。通过静态吸附实验,研究了溶液初始p H、投加量、吸附时间和初始浓度对吸附的影响,并用扫描电镜(SEM),X射线能谱图(EDS),傅里叶红外光谱仪(FITR)分析吸附机理。实验结果表明,去除率随时间的增大而增大,在120 min内可以达到平衡;吸附剂投加量越大,溶液p H=6左右时越有利于U(VI)的去除;HA/ATP能多次重复使用,且经过5次吸附解吸后对U(VI)的去除率仍能达到96%。吸附过程均符合Langmuir和Frendlich等温方程。较之准一级动力学,准二级动力学模型能更好地拟合实验数据。SEM-EDS、FITR分析结果表明,U(VI)被成功地吸附到了HA/ATP的表面,吸附机理为络合作用。     

上海城市降水径流营养盐氮负荷及空间分布

在野外采样和室内化学分析的基础上，研究了上海市区，郊区各不同功能区内降水径流中营养元素氮的含量水平及其空间分布差异，研究结果表明，城市降水径流中营养元素氮具有较高的含量水平，其中TIN，NH4－N，NO3－N的均值含量分别为7．45，3．14，2．98和1．33mg/L，与同期河流水体中氮含量相比，降水径流中营养元素氮对河流水中氮含量水平具有重要的贡献，反映城市降水径流是一种不容忽略的非点污染源，从城市降水径流中营养元素氮负荷的空间分布来看，在工业区，交通要道，氮含量普遍偏高，而在居民居住区和商业区，氮含量普遍较低，此外，市区和郊区相比，在市区内氮含量普遍比郊区高。     

改性羧甲基纤维素对铀吸附机理的试验研究

对羧甲基纤维素(CMC)进行改性,并将其用于吸附废水中的铀.研究结果表明:在温度为70℃~80℃、单体质量浓度为30%~35%、羧甲基纤维素:丙烯酸(质量比)为10:2.5、反应时间为3.5~4h条件下,CMC改性效果最好;在改性CMC质量浓度为0.10g/L,温度为25℃, pH值为5.0,反应时间60min的条件下,对废水中铀去除率达到了97.1%;改性CMC对溶液中U(VI)的吸附过程符合Freundlich方程,其吸附动力学数据符合准一级方程(R2=0.9618),表明改性CMC的吸附主要是表面吸附;热力学研究表明,改性CMC对铀的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附过程是自发的吸热反应、以物理吸附为主的过程.     

不溶性腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附动力学和吸附热力学

以不溶性腐殖酸(Insolubilized Humic Acid,IHA)为吸附剂,去除废水中的U(Ⅵ).通过静态吸附试验,考察了pH值、时间、U(Ⅵ)初始质量浓度和温度等对吸附的影响,分析了吸附过程的动力学、热力学及等温吸附规律,并用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)分析了吸附机理.结果表明:35℃下1.4 g/L的IHA在pH值为5时对10 mg/LU(Ⅵ)的去除率可达99.37％;IHA对U(Ⅵ)的吸附是自发的、放热的反应,符合Freundlich等温吸附方程,决定系数达0.99以上;吸附动力学过程符合准二级吸附速率方程,决定系数为1;IHA吸附U(Ⅵ)后表面形态发生了变化,与U(Ⅵ)相互作用的基团主要是羧基和酚羟基,综合看来,IHA吸附U(Ⅵ)的机理表现为离子交换.     

上海市区降水径流磷的负荷空间分布

选择城市降水径流，采用实地降水径流的样品、室内化学分析相结合的方法，研究了上海市区降水径流中营养元素P的负荷及其地区分布特征。研究结果表明，城市降水径流中P具有较高的含量水平，其DOP、DIP和TP的均值含量分别为0．136、0．177和0．313mg/L。从城市降水径流中P负荷的空间分布来看、除农业区P含量较低外，其他功能区P含量普遍较高，其中居住区TP含量最高，达0．487mg/L。此外，新老居住区P含量也存在明显差异，前者远小于后者。     

污泥活性炭的表征及其对 Cr( VI) 的吸附特性

以城市污水处理厂污泥为原料，采用磷酸活化-微波热解法制备得到污泥活性炭，并将其用于吸附水溶液中的Cr（Ⅵ）。分别采用元素分析仪（Vario EL cube）、比表面积孔径分布测定仪（ASAP2020）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT-IR）等仪器对原污泥及污泥活性炭的表面组成和结构进行表征，探讨污泥活性炭的孔隙结构参数和表面化学性能。通过静态吸附实验，考察了溶液初始pH，接触时间，初始Cr（Ⅵ）浓度对污泥活性炭吸附Cr（Ⅵ）效果的影响，并探讨了污泥活性炭去除Cr（Ⅵ）的机理。实验结果表明，pH越低吸附效果越好，吸附平衡时间为100 h。不同温度下吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型，30℃时最大吸附容量为27.55 mg/g；吸附动力学过程符合准二级速率方程（R2>0.99）；污泥活性炭对Cr（Ⅵ）的去除是一个吸附-还原耦合的过程。     

河口潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特性

以长江河口滨岸潮滩为研究对象 ,运用模拟实验的方法 ,研究了潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特征 .结果表明 ,在模拟实验上覆水中氨氮的浓度 ( <1 40 μg·ml- 1 )范围内 ,沉积物对氨氮的吸附呈线性特征 .长江河口潮滩沉积物对氨氮的吸附系数在 3 81— 9 0 0之间 ,且与沉积物中有机碳 (TOC)的含量有良好的相关关系 (相关系数r =0 779,α =0 0 5 /) ,揭示了有机质控制着长江河口潮滩沉积物中氨氮的吸附行为 .模拟实验结果还发现 ,在淡水控制区域内 ,潮滩沉积物中固定态氨氮的含量处在 1 6 68— 33 73μg·g- 1 (dw)之间 ,而在海水所控制的潮滩沉积物中固定态氨氮的含量在 0 5 7— 6 36μg·g- 1 (dw)之间 ,这可能反映了研究区域内潮滩沉积物中固定态氨氮的含量主要受盐度控制