生物表面活性剂清洗土壤有机污染物的研究与展望

重点阐述了生物表面活性剂清洗土壤有机污染物的机理及影响因素.根据国内外最新文献,对使用生物表面活性剂溶液修复有机物污染土壤的研究进展进行了综述.并展望了生物表面活性剂在清洗土壤有机污染物中的研究前景.     

表面活性剂强化好氧生物修复PAHs污染土壤效果研究

通过实验测试不同浓度梯度表面活性剂对PAHs的增溶效果,筛选出一种能够提升PAHs脱附于液相的表面活性剂,利用其与好氧生物促进剂的协同作用,强化土壤中PAHs的脱附及生物降解过程,并应用于中低浓度PAHs污染土壤的中试实验。通过对比营养物质投加量、氧气供给方式、含水率控制、人工翻抛频次等条件确定最佳的现场实施方式,其中氧气供给方式采用缓释氧药剂和人工翻抛2种曝气方式。结果显示:缓释氧+生物促进剂,辅以定期补水的养护操作,是最为有效的处理方式,总PAHs降解率可达91.24%,苯并(a)芘降解率可达89.86%,此技术路线不需要人工曝气,可大幅节省实施成本。该成果为国内中低浓度PAHs污染土壤提供了一种更加经济高效的解决方案。     

表面活性剂对受污染环境修复作用研究进展

综述了９０年代后国外利用表面活性剂对受有机物污染有地下水和土壤进行修复的最新研究进展，介绍了表面活性剂对憎水性有机物污染物增溶作用的规律，表面活性剂－增强修复技术的原理，以及表面活性剂存在时对污染物降解作用的影响。     

生物表面活性剂产生菌的筛选及其对土壤重金属铅的活化作用

结合油平板和血平板方法从重金属8处复合污染的土壤样品中筛选出15株能产生物表面活性剂的细菌菌株,其中J119菌株不仅具有良好的产生物表面活性剂的性能,而且能在含铅、镉浓度分别为100～200 mg·L-1、25～100 mg·L-1的平板中生长.同时对J119菌株所产的生物表面活性剂与3种不同类型化学合成表面活性剂活化土壤中铅的效能进行了比较.结果表明,在400 mg·kg-1铅污染土壤中,J119菌株发酵液与化学合成表面活性剂活化土壤中铅的效果相当;与对照相比,在800 mg·kg-1铅污染土壤中,J119菌株发酵液处理使土壤中有效性铅的浓度增加51.1%,而3种化学合成表面活性剂CTAB、SDS、Tween-80处理土壤中有效态铅浓度仅比对照增加28.7%、26.2%和16.0%.另外,J119菌株产生的生物表面活性剂与供试3种化学合成表面活性剂对土壤中铅的活化作用之间存在显著差异.     

生物表面活性剂皂角苷对菲在水和土壤间分配行为影响

文章比较研究了皂角苷(saponin)、Triton X-100以及二者的混合物对多环芳烃菲在土壤和水相间分配行为的影响。结果表明,在所选择的表面活性剂中,皂角苷对菲在水和土壤间的分配具有最强的增溶能力。在竞争吸附的作用下,随着加入的表面活性剂的量不同,菲在水和土壤间的分配行为也有差异。当表面活性剂的浓度较低时,促进菲在土壤上的吸附;当加入的表面活性剂的量超过其临界胶束浓度(CMC)时,菲在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增大出现持续减小的趋势。并且在相同浓度下,皂角苷和TritonX-100组成的混合表面活性剂的增溶能力比单独使用非离子表面活性剂Triton X-100强。同样在混合表面活性剂的协同增溶作用下,菲在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增加出现持续减小的趋势。     

表面活性剂修复石油类污染土壤研究进展

对不同类型表面活性剂修复石油类污染土壤的研究进行了介绍,综述了该技术的相关研究成果。讨论了表面活性剂修复石油类污染土壤的强化技术,并对表面活性剂修复石油类污染土壤的研究和应用前景进行了展望。     

表面活性剂清洗法在污染土壤修复中的应用

探讨了表面活性剂清洗法对土壤中芳烃类污染物的清除作用,并对常州市染化厂原址污染现场土壤样品进行了清洗研究．研究表明,表面活性剂对土壤中的芳烃类污染物有很好的去除效果,十二烷基苯磺酸钠溶液对土壤中苯酚、硝基苯洗脱率分别达９３．９７％ 和７８．７４％ ．对污染现场土壤样品中主要污染物的洗脱率达９０％ 以上     

超声波-表面活性剂修复柴油污染土壤实验研究

采用超声波联合十二烷基苯磺酸钠(LAS)和烷基聚葡糖苷(APG1214)修复柴油污染土壤。考察了表面活性剂浓度、液固比、超声时间、超声波功率、超声温度等对柴油去除效果的影响。当表面活性剂浓度为4g/L,液固比为20∶1,超声波功率为500 W,在25℃下超声15 min,使用APG1214去除柴油效果优于LAS,对不同污染程度土壤柴油的去除率分别达到78.8%、88.1%及90.5%。     

产生物表面活性剂耐盐菌的筛选鉴定及其对石油污染盐渍化土壤的修复作用

为得到高效产生物表面活性剂耐盐菌,从黄河三角洲石油污染盐渍化土壤中分离出41株细菌,经测定发酵液排油活性、表面张力和乳化值（EI24）,得到1株高效产生物表面活性剂耐盐菌BF40.通过形态、生理生化特征和16S rDNA序列分析,确定该菌为沙雷氏菌（Serratia sp.）.通过液体培养试验,研究了BF40的耐盐特性和降解原油能力,并通过室内土壤培养试验研究了BF40及其产生的生物表面活性剂对石油污染盐渍化土壤的修复作用.结果表明,在含5~70 g·L^-1NaCl液体培养基中BF40生长良好,属中度耐盐菌.BF40能有效利用原油,在含10 g·L^-1NaCl液体培养基中培养7d,原油降解率达到56.7%.添加BF40产生的生物表面活性剂或接入BF40能明显促进盐渍化土壤石油烃的降解,修复60 d,土壤石油去除率与对照相比分别提高了24.6%和13.4%.接种BF40能降低土壤溶液表面张力,明显提高土壤脱氢酶活性,更能有效促进沥青质降解.添加生物表面活性剂土壤脱氢酶活性与对照相比没有显著差异,但更能有效降低土壤溶液表面张力,促进饱和烃降解,表明接种BF40和添加生物表面活性剂可能对促进石油污染盐渍化土壤的生物修复存在不同作用机制.     

表面活性剂对土壤中多氯联苯的洗脱研究

采用实验室配置的PCBs污染土壤,以曲拉通X-100、吐温-80、SDS、SDBS 4种表面活性剂进行洗脱试验研究。结果表明:对于单一表面活性剂,SDS对污染土壤中多氯联苯的洗脱效果最好;采用1:20的固液比,进行2~3次洗脱,洗脱率可达50%以上;洗脱时间对洗脱效果影响不大;SDS—吐温-80混合表面活性剂对多氯联苯有协同增溶作用,且在土壤上的吸附损失较小,SDS和吐温-80的最佳质量比为5:5,在此条件下,浓度为7 000 mg/L的混合表面活性剂对多氯联苯污染土壤进行3次洗脱,洗脱率可高达97.89%。     

碱渣对土壤中镉有效性的影响

用盆栽试验研究碱渣及其用量对小白菜(Brassica chinesis)产量、镉吸收量,土壤pH及有效态镉含量的影响,以期为碱渣的利用提供新的途径。结果表明:碱渣对小白菜生长有促进作用,用量3 g/kg时增产效果最佳,与对照相比,增加了48.1%,继续增加用量小白菜产量增加幅度降低;施用碱渣显著提高土壤pH,且pH与施用量呈显著正相关(R=0.792,P<0.05)关系,但土壤有效态镉含量随着碱渣用量的增加呈递增趋势,与对照处理相比,用量为6 g/kg时增加22.0%,达显著水平;碱渣促进根系对镉吸收累积,与对照相比,碱渣处理根系镉含量增加了29.7%~61.0%,达显著水平,并有增加小白菜地上部镉含量的趋势。这说明碱渣能提高土壤镉有效性,促进植物对镉吸收,可用来强化镉污染土壤的植物修复。     

钾肥对土壤-辣椒体系中铅生物有效性的影响

在重金属中、轻度污染的土壤土,开展施肥对蔬菜安全生产的研究,对于减少重金属进入食物链、提高农产品的安全性具有重要意义。因此,本研究采用盆栽试验,探讨了不同用量的硫酸钾和氯化钾对辣椒（Capsicum annuum L．）吸收、累积铅的效应及对土壤铅植物有效性的影响。结果表明,硫酸钾能显著促进辣椒生长,降低辣椒根、茎叶及果实中铅含量,土壤有效态铅含量亦随着硫酸钾用量的增加而有所降低;低用量的氯化钾也能促进辣椒的生长,但随着氯化钾用量的增加,辣椒各部分生物量反而降低,其茎叶和果实铅含量也显著增加,而土壤DTPA-Pb含量则没有明显的变化趋势。因此,硫酸钾在控制辣椒吸收重金属铅方面较氯化钾有较好的效果,在类似铅污染农田中可以成为保障辣椒安全生产的简单易行、经济实惠的农艺措施。     

污灌条件下非离子表面活性剂对土壤中有机农药迁移的影响研究

采用振荡平衡法和淋洗法,研究了污灌条件下非离子表面活性剂Tween－80在表层土壤和深层土壤上的吸附行为及其对有机农药甲萘威迁移的影响。结果表明：在振荡平衡条件下,低Tween－80浓度的污水灌溉会促进甲萘威在表层土壤中的吸附,而高Tween－80浓度的污水灌溉会抑制甲萘威在深层土壤中的吸附;在淋洗条件下,Tween－80在深层土壤中表现出较强的吸附能力。     

磷酸盐对土壤中外源钕交换态及生物有效性的影响

用放射性同位素¹⁴⁷Nd示踪法,以pH8.2的NaAe为土壤中交换态N的提取剂,研究了磷酸盐对土壤中外源Nd的交换态及生物有效性的影响.结果表明,无论磷酸盐存在与否,加入土壤中的Nd 99.5%以上均被吸附.磷酸盐对稀土离子具有较强的沉淀作用,能够降低土壤中交换态Nd的含量,在实验中发现,KH₂PO₄在0.3g·kg^-1～1.5g·^-1范围内土壤中交换态Nd含量无明显变化.另外实验表明磷酸盐还具有降低小麦对Nd吸收的作用,分析得出土壤中交换态Nd浓度与小麦幼苗中Nd含量存在显著相关性.     

凹凸棒石及其改性材料对土壤镉生物有效性的影响与机制

采用室内盆栽实验和吸附平衡实验,研究了凹凸棒石及其改性材料对土壤镉移动性和生菜吸收镉的影响,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)探讨了其机制.结果表明,凹凸棒石及其改性材料均可显著降低生菜体内的Cd含量,改性材料作用优于未改性材料,分别使生菜地上部分Cd含量最大降低41.0%和56.5%.凹凸棒石及其改性材料在投加量为1%时均可显著降低土壤CaCl_2提取态Cd含量,最大降低幅度分别为34.2%和34.3%.凹凸棒石改性后对镉的饱和吸附容量明显提高.凹凸棒石主要是通过表面的硅羟基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物来固定土壤镉,而改性凹凸棒石材料能够通过其表面的硅羟基和羧基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物,从而降低Cd~(2+)在土壤中的移动性,进而达到钝化修复Cd污染土壤的效果.因此凹凸棒石及其改性材料均可被用于镉污染农田土壤修复,但机制不同.     

土壤中砷的形态及生物有效性研究

土壤中砷的可移动性主要取决于其存在形态,并决定了其生物有效性,生物对不同形态砷的吸收利用程度亦不同,本文阐述了土壤中砷的形态及生物吸收的研究进展,总结了砷的生物有效性研究概况,对影响砷生物有效性的主要因素展开分析.其不仅与重金属本身的化学形态和结合相态有关,还受主壤化学性质及土壤环境中的物理、化学及生物作用影响,砷的生...     

表面活性剂对土壤中镉的吸附解析的研究

试验结果表明阴离子表面活性剂--十二烷基苯磺酸钠、阳离子表面活性剂--十二烷基硫酸钠,在同样条件下,在处理土壤中的重金属镉达到最理想的去除效果时所需的浓度不同.相比之下阴离子表面活性剂--十二烷基苯磺酸钠的质量浓度要求较高一些为35～45 mg·L-1;阳离子表面活性剂--十二烷基硫酸钠的要求质量浓度较低一些为16 mg·L-1.pH值对表面活性剂和土壤中的重金属镉去除也有影响,当pH值为3时,司班(山犁糖醇酐单月桂酸)对土壤中的重金属镉的去除效率还不明显,而当pH值为4时,司班对土壤中的重金属镉的去除有较好的效果.这说明pH值对表面活性剂和土壤中的重金属镉去除的影响非常敏感而且相当重要.     

土壤中重金属生物有效性研究

土壤重金属污染问题是当前主要的环境问题,结合中国人多耕地少的国情,中国面临的土壤环境安全问题更加严峻.已有大量实验研究表明,土壤环境中能被生物吸收利用的重金属才是衡量重金属元素对生态环境影响的关键参数.文章在分析国内外土壤重金属生物有效性相关文献的基础上,介绍了生物有效性的定义以及影响土壤重金属生物有效性的因素,讨论了两种常用研究土壤有效态重金属方法(化学提取法和生物学评价法)的原理和优缺点,在此基础上,提出今后的研究方向,以供研究者参考.     

生物质炭对土壤中氯苯类物质生物有效性的影响及评价方法

通过室内培养实验,设定对照和添加1%小麦秸秆生物质炭处理,研究生物质炭对土壤中氯苯类物质老化残留的影响,并通过丁醇、HPCD和Tenax这3种化学提取方法以及蚯蚓富集实验评价土壤中氯苯类物质生物有效性的变化.老化4个月后,对照处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为29.87%、18.02%、5.16%,而添加1%生物质炭处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为68.25%、61.32%和58.02%,表明添加生物质炭能够抑制氯苯的消减.丁醇、HPCD和Tenax提取和蚯蚓富集实验结果表明,添加生物质炭显著降低土壤中氯苯的生物有效性(P<0.05),并随老化时间延长,降低效果更为显著.不同提取剂对氯苯的提取效率不同,丁醇和Tenax对氯苯的提取率为六氯苯>五氯苯>1,2,4,5-四氯苯,而HPCD对氯苯的提取率为1,2,4,5-四氯苯>五氯苯>六氯苯.添加生物质炭可显著降低蚯蚓对氯苯的生物富集因子(P<0.05).本研究表明,生物质炭能降低土壤中有机污染物的生物有效性,但高污染残留存在潜在的环境风险.     

苦丁茶树土壤铅的形态分布及生物有效性研究

采用Tessier连续提取-石墨炉原子吸收光谱法对6种冬青科(Ilex)苦丁茶树土壤中铅的形态分布进行了研究。结果表明:6种冬青科苦丁茶树土壤中铅的形态分布均表现为:.残渣态>有机态>碳酸盐态>铁锰氧化态>可交换态,铅在此类土壤中主要以残渣态和有机态存在,两者总量占土壤中总铅量的90%以上,显示出生物利用性较大的Pb形态含量相应减少。从非根际土壤到根际土壤,6种茶树土壤铅的各种形态的相对含量发生了改变,其改变情况虽各有差异,但总体上呈现出生物有效性较大的碳酸盐态铅和生物有效性居中的铁锰氧化态铅、有机态铅有下降趋势,而难于被植物吸收的残渣态铅含量有上升趋势,表明冬青科苦丁茶树的根际环境具有一定的降低重金属铅污染的阻截作用。