有机污染物在土壤和地下水中迁移建模

地下水有机污染是由人类活动引起的各种物理、化学和生物等干扰过程造成有机污染物自土壤表面迁移至地下含水层的结果。为了解有机污染物如何自土表经过不饱和层（包气带）进入含水层，需要对不饱和层中所进行的各种物理、化学和生物等过程进行较准确的定量描述。本文就不饱和层和含水层中水分和有机污染物迁移建模的一些基本概念和方法进行综述，并列举了一些经典的和新颖的建模方法。     

水污染化学的形成和发展

一、水污染化学的内容范畴 水污染化学主要的研究对象是人类社会的生活及生产活动向水环境排出的污染物,例如耗氧有机物、氮磷营养质、重金属、农药、化学致癌物、放射性物质等等。但是,环境中的许多非污染性物质如一般无机盐类、粘土矿物、腐殖质、铁锰铝水合氧化物等,还有各种物理生物因素如光照、辐射、气象、水文、生态、地质、地理条件等,共同构成了污染物存在     

影响沉积物-水界面持久性有机污染物迁移行为的因素研究

沉积物-水界面是自然水体在物理、化学和生物特征等方面差异性最显著的环境边界,界面及附近发生的物理和化学反应,如吸附和解吸、迁移和转化、扩散和掩埋以及生物扰动等作用是控制和调节水体和沉积物之间物质输送和交换的重要途径.持久性有机污染物由于其具有致癌、致畸、致突变及内分泌干扰作用而受到人们的广泛关注,它们在沉积物-水界面的...     

潜流人工湿地中有机污染物降解机理研究综述

人工湿地是一种完整的生态系统,它是利用系统中发生的物理、化学和生物等多重协同作用实现对污水的净化功能.开展潜流人工湿地中废水处理的机理、湿地内部有机污染物的迁移转化、湿地工艺设计及其水力学、动力学参数的研究,对环境废水中有机污染物的去除及生态安全具有重要意义.文章主要从化学、生物、设计参数等方面论述了人工湿地废水处理中有机污染物的降解及其机理研究进展.化学因素主要包括溶解性有机质(DOM)对有机污染物的迁移转化、氧化还原环境(Redox)及废水中电子受体的存在对有机质的分解状况、不同溶解氧(DO)水平为厌氧、好氧细菌对有机物的生物降解及湿地内反应动力学模型建立等因素对废水中有机污染物降解的作用及影响;生物因素主要涉及植物和微生物的作用,湿地中的生物降解是有机污染物的主要去除方式;在工艺参数方面,主要就水流特性、孔隙度、停留时间(HRT)、水力负荷(HLR)和水位等因素对湿地中有机污染物去除的影响进行了探讨.     

实时在线质谱在室内化学中的应用

室内空气化学组分复杂,包括各类氧化剂、挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）等污染物.这些污染物会在空气中或室内表面发生均相和非均相反应生成危害性更大的二次有机污染物.检测室内空气中未被发现的新有机污染物并揭示其室内形成机制,不仅有助于更准确地评估室内空气质量,也有利于室内空气污染物的精准控制.本文总结了室内空气化学近十年的重要进展,并重点介绍了室内化学研究中3种代表性的实时在线质谱分析技术,这些实时在线质谱分析技术的应用极大促进了对室内污染物及其化学过程的理解,对评估室内空气暴露风险、精准防控室内空气污染、改善我国室内空气质量,具有重大意义.     

重金属对药物和个人护理品在土壤/沉积物中吸附的影响机制:现状与展望

药物和个人护理品简称(PPCPs)是一类具有潜在累积效果的环境污染物,其广泛分布于水体与土壤环境中.在土壤/沉积物中,PPCPs将发生一系列的物理、化学和生物作用,其中吸附是PPCPs在土壤/沉积物中极为关键的环境行为,将影响PPCPs在环境中的迁移转化及其对生物体的危害程度.重金属作为一类常见的无机污染物,它们的存在...     

大气中二甲硫等氧化的化学耦合作用

从遥远海洋到重污染地区在很宽的大气条件下,用灵敏度分析法研究了二甲硫（DMS）和SO2的氧化机理及其化学耦合作用,DMS最重要的氧化机理是OH自由基的摘氢反应,对SO2是SO2与OH自由基的反应。在DMS和SO2的氧化过程中,碳、氮、氧化合物的化学耦合作用起着根本性的作用,重要的化学耦合反应是OH自由基的生成反应、消耗反应和NOx等的光化学引发反应等。     

植物根表铁锰氧化物胶膜的环境生态作用

许多湿地、水生植物根系都具有向根际环境释放氧气和氧化物,在根表和根际形成铁、锰氧化物胶膜的能力。因其所具有的特殊的物理或化学结构,植物根表的铁锰氧化物胶膜在环境生态中起重要作用。文章综述了植物根表铁锰氧化物的形成与特征,对有害金属和类金属污染物、有机污染物的吸附和富集作用,对富营养化水体的净化作用,以及提高植物的耐酸和耐贫瘠能力。借助新技术或研究手段强化铁、锰氧化物胶膜对湿地或水体有害金属和有机污染物的调控作用,是今后的发展方向。     

海洋无脊椎动物重金属富集研究进展

污染物通过多途径进入海洋,以多种方式在海水和海洋沉积物中积累,成为海洋生物尤其是底栖生物体内污染物的主要来源.海洋无脊椎动物作为海洋食物链中的低营养级生物,多数种类均为底栖生活,具有较强的污染物富集能力.通过食物链的生物放大作用,其体内富集的污染物会传递到高营养级生物和人类体内,最终对海洋生物和人类产生危害,甚至引发公害事件.重金属(heavy metal)作为主要的污染物之一,具有毒性大、持续性长、耐还原性和耐降解性的特点,长久以来得到广泛的关注和研究.本文以海洋无脊椎动物为代表,从机体暴露途径、机体组织分布情况及过程、污染物在组织间的转移规律和变化因素4个方面入手,全面归纳和总结了重金属污染物在海洋生物体内富集的相关研究进展,并对目前的研究热点、存在的问题进行分析总结,对今后的研究方向进行展望,以期为国内外学者进一步开展海洋无脊椎动物重金属富集相关的研究提供有效参考.     

新污染物有机磷酸酯生物地球化学过程的研究进展

有机磷酸酯(organopho sphate esters,OPEs)作为阻燃剂和增塑剂广泛应用于建筑材料和电子产品等材料,随着生产和使用量的增加,导致其普遍存在于各种环境介质中.作为一类新污染物,OPEs的环境行为及归趋引起了越来越多环境学者的关注.本文系统阐述了OPEs在环境中可能发生的物理、化学和生物过程.现有研究表明:(1)OPEs自身理化性质和结构(疏水性和π-π效应)是影响其迁移转化过程的重要因素;(2)复杂的介质环境(温度、pH值、溶解性有机质、氧化活性物种等)能够影响OPEs的大气传输/沉降、吸附/解吸、水解、光解、生物富集和植物吸收等过程;(3)OPEs在迁移转化中能生成二酯或单酯类产物(化学键断裂)、羟基化产物、甲氧基化产物以及其他小分子化合物等.针对目前的研究现状建议未来可重点关注OPEs在小型生态系统中多介质中的迁移转化过程与机制以及在迁移转化过程中生成产物的理化特性与生物效应等.     

污染土壤中菲的修复技术研究进展

菲是多环芳烃中的代表性物质,具有"三致"效应,而且菲的蒸汽压小,辛醇-水分配系数高,生物可利用性低,是一种持久性有机污染物。随着化石燃料的大量使用,受菲污染的土壤越来越多,研究菲的修复技术对污染土壤的再利用具有重要意义。结合目前国内外研究进展,综述了污染土壤中菲的修复方法,包括物理修复、化学修复和生物修复。针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、实例应用和优缺点,重点论述了植物修复和微生物修复方法的降解机理和应用,分析了微生物性质,包括氧、营养物、温度、土壤理化性质、共存污染物等环境因素对生物降解的影响。由于溶解性的菲有较好的迁移转化能力,因此表面活性剂的助溶作用适用于各种修复方法,选择合适的表面活性剂可以提高修复效果。在各种修复技术中,物理修复是通过物理技术实现菲的解吸与富集,无污染,但是去除率低;化学修复是使用氧化剂将菲氧化分解成无毒易降解的小分子物质或通过添加化学淋洗剂增加菲的溶解性,提高迁移转化能力,用时短,但是引入其他试剂,容易造成二次污染;植物修复是通过植物的提取、降解和固定等过程实现菲的修复,尤其是植物的根际环境为微生物的生长提供有利的条件;微生物修复以菲可作为微生物生长的碳源为基础,在分解酶的作用下实现菲的降解,但是生物修复周期长,可利用的生物少,而且可能生成毒性更高的中间代谢产物。因此,寻找合适的修复物种,采用基因技术提高生物的修复能力或多法联用、取长补短可提高修复效率。最后,在共降解理论的基础上,结合重金属和有机污染物共存时,一种物质的存在对另一种物质的降解有促进作用,提出了协同降解的概念,寻求对多种污染物有协同降解或共降解作用的修复方法是今后发展的主要方向。     

BTEX在河流渗滤系统中的降解行为实验模拟研究

河流渗滤是一种自然净化过程,污染河水通过该过程在河流沉积层中发生各种物理、化学和生物作用,使得污染物浓度降低,河水水质得到净化,从而达到增加地下水开采量的目的。本项研究通过淋滤实验,利用自行设计的土柱实验装置和人工配制的淋滤液,模拟了BTEX污染河水在下渗通过河流渗滤系统的过程中发生的降解行为。实验历时48 d,获得了该过程中BTEX各组分和电子受体的质量浓度变化历时曲线,得出的结论包括：污染河水中的BTEX在通过河流渗滤系统时将发生两种环境行为—吸附和降解。其中,吸附作用对于BTEX的净化效果较为有限,当吸附达到饱和之后,在存在电子受体的情况下,BTEX能够发生厌氧微生物降解,降解作用能够更有效的去除BTEX污染物。其中去除效率最高的是间二甲苯,在以NO3-为电子受体的情况下平均去除率为85.5%,在以SO42-为电子受体的情况下平均去除率为82.4%,其次是乙苯、甲苯,去除率最差的是苯,在两种电子受体的系统中平均去除率分别为68.5%和63.5%。由于吸附作用的影响,微生物降解相对于BTEX浓度变化存在一个滞后期,BTEX各组分的土壤-水吸附分配系数Kd越大,总的降解效率也就越低。通过河流渗滤系统这一自然净化过程,可以有效地去除浓度较高的BTEX混合污染,各组分平均去除效率都超过了60%,最高去除率均超过了80%。对于持续不断入渗的污染河水,当土壤吸附达到饱和、微生物活性受到抑制,去除效率会大大降低,从而使BTEX穿透河流沉积层进入含水层,对地下水产生危害。     

晋城市区空气中PM_（10）的化学组成特征

可吸入颗粒物（PM10）来源广,成分复杂,控制难度大,已逐步成为我国许多大中城市的首要空气污染物,对人体健康、环境、气候和大气能见度等可造成严重的危害.国内外研究发现不同城市PM10化学组成与其城市定位显著相关.晋城市作为全国重要的重工业煤炭基地,明确空气中PM10的化学组成和主要来源,是从根本上控制污染物排放的前提,     

微塑料对疏水性有机污染物的生物富集影响研究进展

近年来,海洋和淡水环境中微塑料污染已成为全球关注的热点问题。微塑料不仅会对生物体造成物理损伤,而且微塑料会吸附环境中的疏水性有机污染物(HOCs),也能释放其本身含有的添加型疏水性有机化合物至表面,从而形成复合污染物进入生物体。然而,有关微塑料在污染物生物富集过程中发挥的作用及其机制还不清楚。本文从实验室暴露、野外富集和模型模拟研究3个方面对微塑料作用下HOCs的生物富集规律进行了综述,总结了微塑料作用下的生物富集机制。最后,针对微塑料对HOCs生物富集作用的研究方向提出了几点建议。     

大气化学污染的植物净化研究进展

大气污染是人类面临的严重环境问题之一,植物除了可以监测大气的化学污染外,在近地表大气污染物的清除中起着重要作用。利用植物净化大气化学污染是一种经济、有效、非破坏型的环境污染修复方式,植物净化污染大气的思想及其技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设等具有直接的指导意义和应用价值。文章简要介绍了大气化学污染植物净化的机理,综述了近年来利用植物净化大气无机污染物和有机污染物的研究成果,并展望了今后需要进一步研究的领域。植物净化化学性大气污染的主要过程是持留和去除:持留过程涉及植物截获、吸附和滞留等,去除过程包括植物吸收、降解、转化、同化和超同化等。利用生物学、化学、农学、土壤科学和环境科学等多学科交叉,筛选高效的净化植物、研究污染物在植物体内的转化机理和影响净化效果的因素、开发联合修复技术、培育转基因净化植物等是未来研究的主要方向。     

冻融作用对高寒草地土壤理化和生物学性质的影响

冻融作用是高纬度和高海拔地区常见的土壤随温度变化反复冻结-融解的自然现象,频繁的冻融过程将对土壤理化和生物学性质产生不同程度的重要影响。对于脆弱且敏感的高寒草地生态系统而言,冻融作用将可能更为复杂地影响其土壤生态环境及生物地球化学循环过程。文章系统地论述了冻融过程对高寒草地土壤物理结构、化学和生物学特性、主要养分转化以及植被生长等方面的作用特征,指出冻融过程及其格局变化将导致草地土壤养分迁移转化和植被生产力的复杂和差异性响应,进而可能对草地生态系统服务功能发挥及高寒区生态环境产生不容忽视的重要作用。建议未来研究应当立足于土壤冻融过程的复杂性及高寒生态系统对气候变化响应的敏感性,重视区域尺度长期定位监测及技术创新,优化冻融作用下土壤生态环境变化研究内容,加强关于气候变化背景下高寒冻土区土壤冻融格局时空变化规律及作用机制理论研究,明确土壤冻融格局变化对不同类型冻土区和草地土壤剖面生化特性及其植被生理生态效应等的影响。重点关注冻融格局和多年冻土退化下植被生态系统演替及服务功能变化状况,探索减少冻融期土壤养分流失的优化条件和技术措施,这对于指导制定高寒区生态安全调控策略,维持草地生态系统平衡和可持续发展具有至关重要的作用。     

海洋酸化与重金属、有机污染物和人工纳米颗粒的联合毒性效应研究进展

由于大量人类活动的影响,大气CO_2浓度持续增加,其中约1/3被海洋吸收,导致表层海水pH值降低和碳酸盐平衡体系波动,即"海洋酸化"现象。污染物的海洋环境效应一直是全球环境科学领域研究的热点。在实际环境中,海洋酸化往往与污染物共同存在并作用于海洋生态系统,且海洋酸化极有可能改变污染物的海洋环境行为从而影响其毒性效应。但现有研究大多针对海洋酸化或者污染物单独作用下的毒性效应展开,对海洋酸化与污染物的联合毒性效应的研究不足、亟待加强。为此,综述了近年来海洋酸化与典型污染物(重金属、有机污染物)及新型污染物(人工纳米颗粒)的相关文献,重点阐述了海洋酸化对污染物环境行为的影响和海洋酸化与污染物对海洋生物的联合毒性效应,指出当前的研究不足,并对未来的研究方向进行了展望。     

稳定同位素技术在污染环境生物修复研究中的应用

稳定同位素技术主要应用于地球化学,它是将人工合成的同位素标记特定的化合物,追踪标记物在生命活动中的变化规律,目前该项技术也广泛应用于环境微生物学、生态学、生物医学等领域.生物修复是利用存在于土壤、地下水和海洋等环境中的生物特别是微生物将有毒、有害的污染物降解为二氧化碳和水,或转化为无害物质,从而使污染的生态环境修复为正常生态环境的过程.这些降解微生物都来自于小部份可培养微生物,对于大部份未可培养降解微生物,通常在实验室条件下很难得到.而利用稳定同位素技术,如13C标记底物,收集利用该底物的微生物核酸,就可以得到具有降解作用的功能微生物,为环境污染生物修复提供重要的菌源和功能基因.环境中的许多物质都可以用SIP来标记,这些标记物主要有PLFA-SIP、DNA-SIP、RNA-SIP等,它们都可以用来在复杂样本中进行有特殊代谢功能微生物的鉴定和分析,在利用微生物进行生物修复中具有重要的意义.图2表1参42     

城市人类生态系统评价的生物地球化学方法

该文介绍研究城市人类生态系统的生物地球化学方法,概述了环境中化学元素是城市化地区的重要污染源.通过研究诊断学中生物培养物与研究特殊的和非特殊的(生物化学的,形态学的和其它的)指标来评价工业引起的地球化学负荷对人类造成的影响.研究在低于客许值浓度的污染物作用下生物培养物中微量元素成分的起始变化,显示出流行病研究中城市内化学元素分布的地球化学地图具有很高的信息量.     

河流底泥污染及其控制与修复

水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题。污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染。在河流环境中,河床沉积底泥以推移和悬浮形式输送,很大程度上导致了上覆水和沉积底泥的相互物理作用。河流有强有力的自然环境,在河流系统中趋向有利于沉积底泥的解吸作用,从而将会影响上覆水的水质。因此,在水质管理计划中,应该将已污染的沉积底泥作为一个污染源予以考虑,沉积底泥是河流污染的一个重要方面。文章根据近年来国内外对河流底泥污染的控制、处理、修复及利用的文献资料,分析了河流底泥的污染现状及主要类型,包括重金属、NP营养物质、难降解有机物和持久性有毒污染物等,指出了目前在底泥污染修复中存在的问题。针对河流底泥污染控制与修复技术,介绍了除控制外源污染物外的物理修复、化学修复和生物修复等几种主要的修复方法和技术,分析了各种方法的利弊以及适用情况。在阐述了堆肥、建材利用、低温热解、湿地及栖息地建设、修复废弃地和建设填方等利用方式后,提出具体的控制和修复应因地制宜,综合各种恢复技术及利用方式,以达到控制及修复污染的河流底泥,恢复河流生态系统之目的。