崇明西沙湿地土壤石油类污染物季节变化特征及其对植被类型的影响

随着人类开采石油量的增加、海上交通运输的发展、海底溢油事故的发生以及工业民用废水排放的日益增长,海洋环境承受着来自外界的巨大危害。并且,海洋中的石油类污染物由水体迁移至土壤,给周边土壤也带来极大影响。石油类物质已成为崇明西沙湿地土壤主要的污染物之一。基于此,于2014年3月至12月在崇明西沙湿地设置5个采样点,利用紫外分光光度计、GC-MS等仪器对石油类污染物的浓度和组分进行测定,研究了土壤石油类污染物含量随季节变化的情况及其对植被类型的影响,并对污染物组分和来源进行解析。结果表明,湿地土壤石油类污染物主要以碳原子数小于8的饱和直链烷烃和饱和支链烷烃为主,同时还含有少量的烯烃、含氧杂环、含氮杂环等物质。该地区石油类污染物平均含量为47.3 mg·kg~(-1),其中春季最高,秋季最低;单因子污染指数为0.079~0.155,土壤尚处于清洁水平。湿地土壤石油类含量呈现季节性变化,与外源输入、海上作业及微生物的分解作用有关。3种植被群落土壤和光滩石油类污染物含量各异,且随季节变化明显,其中光滩群落土壤石油类污染物含量最低,芦苇群落土壤石油类污染物含量最高,且4个季节均明显高于其它群落,分析其原因可能是芦苇特殊的根系结构对石油有较好的截留和吸附作用。     

Fenton氧化法修复石油污染土壤的研究进展

传统的Fenton氧化法（Fe2＋/H2O2）因反应速度过快、需要定期补充Fe2＋、控制pH值≤3等方面的限制而影响到石油烃类污染土壤的修复效果.本文综述了近年来Fenton反应中氧化剂、催化剂的改进及其对土壤中石油污染物的去除效率,揭示了土壤性质、反应条件、污染物结构及非均相催化剂比表面积等因素对去除效率的影响,介绍了超声波前置处理后,Fenton试剂与土壤上解吸的石油污染物接触几率的增加及石油烃类可生物降解性的提高,促进了微生物的后续处理效果,并对该领域的研究趋势进行了展望.     

某润滑油污染场地健康风险评估

总石油烃(total petroleum hydrocarbons, TPH)是烃总量的一个表征,包含各种烃类化合物,对人体具有极大的危害.通过对四川省某润滑油厂拆迁场地采样调查,分析了污染物分布特征,在明确未来规划用途的条件下,用分馏法以高碳石油烃毒性参数对污染地块的石油烃进行了风险评估.结果表明,场地主要污染物为石油烃C10～C40,主要污染区域为生产车间、室外原油堆放区、油桶堆放区、油罐堆放区和废水处理池.不同功能区石油烃C10～C40垂直分布特征不同,同一土壤层不同功能区域石油烃C10～C40污染程度也不同.对不同组成成分的石油烃C10～C40进行风险评估,其评价结果也不同.总的来说HI(脂肪族∶芳香族含量比为100∶0)＜HI(脂肪族∶芳香族含量比为79.4∶20.6)＜HI(脂肪族∶芳香族含量比为0∶100).当脂肪族∶芳香族含量比为100∶0和79.4∶20.6时,石油烃C10～C40总危害商＜1,石油烃C10～C40浓度在人体健康可接受的范围内,不需要进行土壤风险控制值计算;当脂肪族∶芳香族含量比为0∶100时,石油烃C10～C40总危害商＞1,存在非致癌风险;综合非致癌效应的土壤风险控制值为8 168.58 mg·kg-1 .     

不同生物质炭对辽河油田石油污染土壤总烃及各组分修复效果研究

中国东北油田开采区大量土地质量下降,石油污染治理与修复已经引起高度重视。通过对比各生物质炭理化性质差异及其对辽河油田石油污染土壤的修复效果,在修复石油污染土壤的同时,推进东北地区农业资源综合利用,对石油污染修复具有实际意义,对制备改性生物炭具有指导作用。以玉米(Zea mays)秸秆、芦苇(Phragmites australis)秸秆和松针(Pinusarmandi)为生物质材料在300℃条件下制备生物炭,测定其产率、灰分、pH值,并利用BET、能谱分析、扫描电镜和红外光谱等技术对不同生物质炭进行性质表征,通过40d的石油污染土壤修复试验对比不同生物质炭对总石油烃及各组分烃类的修复效率。结果表明,各生物质炭物化性状存在明显差异,松针生物炭扫描电镜呈层状结构,玉米秸秆生物炭具有孔状轮廓但孔隙内部覆有碎片,芦苇秸秆生物炭孔隙结构清晰且具有深度,比表面积为93.47 m~2·g~(-1)。经不同生物质炭40 d修复后,不同处理总石油烃及各组分烃类去除效果:芦苇秸秆生物炭玉米秸秆生物炭松针生物炭CK(对照组)。所有处理组中石油烃各组分的去除效果:饱和烃芳香烃非烃类物质,各组分烃类呈现不同降解规律。生物炭可提高石油污染土壤中总石油烃及各组分烃类物质的去除效果,其中芦苇秸秆生物炭对石油污染土壤的修复效率最高。     

原油对荒漠土微生物活性的影响

正石油进入土壤后改变了土壤质地,使原有土壤微生物群落、区系和土壤酶活性受到了不同程度的影响.目前,对干旱区原油污染和土壤微生物之间的关系,研究工作涉及较少.本文选取干旱胁迫环境中的荒漠土为研究对象,研究了原油对荒漠土中微生物活性的影响.研究结果对于评价干旱区石油污染对土壤生态环境的影响,揭示荒漠土土壤微生物对石油污染物的响应规律具有重要意义.     

石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.     

硝基酚、六氯苯污染土壤的微波修复

以典型有机污染物4-硝基酚(4-nitrophenol,4-NP)和六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)污染土壤为处理对象,采用高效吸收微波且保温性能良好的碳化硅材料制成圆柱状装土容器,研究以微波为热源、碳化硅为热传导材料的微波修复设备对污染土壤的修复效果.结果表明,该设备对土壤中有机污染物有较好的去除效果,30 min内去除率均可达到90%以上.有机物的去除不仅是由于碳化硅被加热后的热传递效应,且透过容器的部分微波也可直接作用于污染土壤.实验考察了微波辐照时间、污染物初始浓度、土壤量及含水率、敏化剂等因素对修复效果的影响.辐照时间、土壤量和含水量显著影响土壤升温行为和污染物去除率,而污染物初始污染浓度对去除率影响较小.与马弗炉加热处理效果进行了比较,表明微波加热修复技术在土壤的升温速率及有机物去除率方面均有显著优势.     

土壤类型与污染浓度对漆酶修复DDT污染土壤的影响

具有难降解、高残留特征的DDT至今在土壤中仍有残留,对农产品安全和人体健康有严重影响.本文采用批实验的方法研究了3种不同类型土壤和3个污染水平对漆酶修复DDT污染土壤的影响.研究结果表明,不同类型土壤中DDT各组分及总量(DDTs)的降解率存在显著差异,总体上为水稻土＞菜园土＞赤红壤,对照处理土壤中DDTs的降解率仅为20%左右,加酶处理土壤中则高达50%～65%.对于不同污染水平的DDT污染土壤,土壤中DDT各组分及DDTs的降解率均随着污染水平的提高而增大,多数在不同污染水平之间差异显著.对照处理对不同污染水平土壤中DDTs的降解率仅为15%左右,而加酶处理则高达43.60%～50.53%.     

生物刺激法对石油污染荒漠土的修复效应

利用生物法修复有机物污染土壤是一种低成本、无二次污染物产生的绿色修复方法,受到国内外学者的极大关注.目前,国内对石油污染土壤生物修复技术的研究工作集中于中东部地区,对干旱区石油污染土壤修复工作非常欠缺.本研究以干旱区石油污染荒漠土为研究对象,通过投加不同水平的营养元素,以刺激土壤微生物活性,探讨生物刺激法修复干旱区石油污染土壤的可行性及修复效果,为建立面向干旱区的石油污染土壤生物修复技术提供科学依据和技术支撑.1材料与方法1.1土壤来源实验土样采自克拉玛依油田采油过程中污染的表层20 cm荒漠土.土壤基本理化性质为:pH 7.4,土壤有机质、总氮、总磷含量分别为1.3%、0.02%、0.03%.砂粒(0.05—2 mm)、粉粒(0.05—0.02 mm)、黏粒(<0.002 mm)含量分别为     

石油污染与微生物群落结构的相互影响

从两种土壤中分别分离出石油烃降解菌,并从中筛选出6株石油烃高效降解菌A1、A2、A6、A8和B2及B5,然后将各菌株鉴定至属,分别为A1假单胞菌属、A2鞘氨醇单胞菌属、A6微球菌属、A8节杆菌属、B2不动杆菌属和B5诺卡氏菌属。另外对比分析了单菌株及不同菌株重组对不同石油烃组分的利用情况,结果发现,从不同石油污染的土壤中分离到的菌株对石油烃组分的利用能力不同,从胜利原油污染的土壤中分离到的菌株A1、A2、A6和A8对石油烃组分的利用范围窄,主要利用饱和烃组分;而从经芳香烃驯化过的土壤中分离到的菌株B2及B5对石油烃利用组分的利用范围较宽,能同时利用饱和烃和芳香烃组分。     

植物与微生物对石油污染土壤修复的影响

为了研究生物对石油污染土壤的修复效果,在从石油污染土壤中筛选石油降解微生物的基础上,采用盆栽试验,进一步研究了4种植物和筛选到的微生物对石油污染土壤修复的影响.选择中原油田地区的原油和潮土,采取人工污染方法,设计石油污染水平为15 g·kg-1.试验设置3类处理,即单独添加微生物、单独种植植物(分别为向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)、微生物分别与4种植物(向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)组合.结果表明:在石油污染土壤中单独添加石油降解微生物,120 d时,石油降解率达到67.0%;向日葵、狗牙根、棉花、高丹草对土壤中石油降解也具有一定效果,120 d时,石油降解率分别达到38.23%、36.57%、40.67%、38.67%;添加微生物和种植植物联合对石油降解能力大小顺序为棉花+微生物＞向日葵+微生物＞狗牙根+微生物＞高丹草+微生物.其中,棉花与微生物联合修复120 d可以使污染土壤石油降解率达到85.67%,在各种处理中对污染土壤中石油的降解效果最好.     

土壤中石油污染物的脱附过程

采用有机溶剂萃取法(OSE)对高浓度石油污染土壤进行修复,经过精馏回收绝大部分原油,有机溶剂经分离后循环使用.采用批实验法,以土壤-有机溶剂体系为研究对象,模拟物理化学修复过程,建立了脱附等温曲线并确定了脱附类型;研究了石油污染物在土壤.有机溶剂两相间的迁移规律.考查了液固比SSR对萃取的影响.结果表明,复合溶剂可以使土壤中约80%的石油污染物在4～5 min内得到脱附,20 min达到脱附平衡;Freundlich模型可以很好地描述石油污染物在土壤中的脱附行为,并计算出复合溶剂和乙酸乙酯的脱附平衡常数K分别为:0.0009和0.001 5,结果显示复合溶剂对石油污染物的迁移效果高于乙酸乙酯,符合相似相溶原理.液同比SSR对脱附等温线影响明显,平衡常数随液固比增大而减小,即SSR越大脱附效果越好.当SSR由6:1提高到8:1时,平衡常数变化很小.综上所述,复合溶剂对土壤中石油污染物的脱附行为符合Freundlich模型,常温下液固比为6:1时,5 min脱油率达80%,20 min达90%～95%.考虑后期溶剂回收成本建议液固比在3:1到5:1之间为宜.     

用加速溶剂萃取(ASE)技术提取土壤中石油总烃污染物(柴油和废油)

全球有大量的地下储油罐用来储存烃类燃料.这些储油罐很多存在泄漏,大量的汽油,柴油,石油以及其它的烃类燃料渗透入周围的土壤使土壤受到烃类有机物的污染.在1992年,美国5百万的储油罐中只有2百万接受泄漏的监测.而地下储油罐的泄漏仅仅只是土壤中烃类污染物的来源之一.显然,现在对于土壤中烃类污染物的含量测定是非常重要的.     

微生物修复石油污染土壤的生态毒性指示

发光菌的相对发光度和植物光合色素含量以及土壤酶活性是土壤石油污染程度和生态毒性强弱的综合反映。为探究不同生物指示方法对石油污染土壤生态毒性的指示效果以及污染土壤在生物修复过程中毒性的变化规律,采用前期筛选分离的三株对石油烃具有良好降解效果的降解菌构建混合菌体系,开展石油污染土壤模拟微生物修复实验。文章首先以明亮发光杆菌为指示生物考察不同修复时期土壤生态毒性,并以高等植物毒性试验以及土壤酶活性试验结果作为辅助证据从生态学角度揭示修复过程中石油污染土壤生态毒性的变化,并分析了以上3种指示方法的一致性。结果表明,该混合菌能高效降解对石油烃污染物,污染土壤经40 d修复后,石油烃污染物浓度从5 000 mg·kg-1降到1 781 mg·kg-1,去除率达到64%。高等植物生态毒性试验、土壤酶活性试验与发光菌生态毒性试验结果呈现良好的一致性,石油污染土壤的生态毒性随着微生物修复过程的进行呈先上升后下降的趋势。具体而言,修复初期的土样对小麦光合色素含量的抑制作用最大,叶绿素a含量相对于对照组降低了39.3%,仅为(1.36±0.04)mg·g-1;土壤过氧化氢酶酶活性与石油烃残留量呈极显著负相关关系(-0.973);污染土壤生态毒性在修复的第8天达到最大,其二氯甲烷/二甲基亚砜浸提液中发光菌的相对发光度为18.1%,与0.187 mg·L-1 Hg Cl2的毒性相当。明亮发光杆菌的相对发光度和小麦光合色素含量以及土壤过氧化氢酶活性能较好地指示石油污染土壤在生物修复过程中的生态毒性,可作为石油污染土壤微生物修复效果的指示生物。     

水溶性有机质对土壤吸附有机污染物的影响

在自然环境中,水溶性有机质(DOM)会对土壤吸附有机污染物产生影响.基于已有的成果,本文综合分析了DOM的有关因素对土壤吸附有机污染物的影响.研究表明,不同来源的DOM的亲疏水组分比例不同;随着腐解时间的增长,亲水组分减小,疏水组分增加.外源DOM的极性与亲疏水组分所含官能团的种类和数量、分子量均会影响有机污染物的吸附;DOM的临界值浓度与土壤有机质含量负相关.当DOM浓度大于临界值时抑制吸附,反之促进吸附.DOM具有酸碱缓冲作用,影响土壤溶液的pH,进而影响对有机污染物的吸附.由于土壤内源DOM对有机污染物具有增溶作用,会抑制土壤吸附有机污染物.论文最后对今后的相关研究方向提出了建议.     

土壤有机污染物生物修复技术研究进展

现代农业的发展改变了自然界的原有状况,为追求高产而大量使用的化肥、农药导致土壤有机物污染日趋严重。此外,工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等也产生了大量有机污染物,使土壤有机物污染进一步加剧,土壤有机物污染的修复日益迫切。土壤污染修复是指通过物理的、化学的和生物的方法,吸收、降解、转移和转化土壤中的污染物,使污染物浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。包括污染土壤的物理修复技术、化学修复技术以及生物修复技术3种方式。在污染土壤修复技术中,生物修复技术因其安全、无二次污染及修复成本低等优点而受到越来越多的关注。因污染物修复主体的不同,有机污染物污染土壤生物修复技术可分为植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术及其联合修复技术。污染土壤微生物修复技术是土壤污染生物修复的重要技术之一,是最具应用和发展前景的生物修复环保技术。文章重点阐述了国内外有机污染物污染土壤的生物修复技术及其原理、取得的研究进展及存在的优缺点,并对污染土壤的动物修复技术研究进行了初步展望,可为土壤有机污染物的生物修复研究提供参考。     

土壤PM_(10)和PM_(2.5)组分中铬、砷和多环芳烃的累积及健康风险评估

污染物在土壤细颗粒组分(PM_(10)和PM_(2.5))中的累积对其呼吸颗粒物途径的健康风险评估存在重要影响。针对铬、砷及多环芳烃污染土壤,分析了3种污染物在土壤细颗粒组分中的累积特征及有机质含量对累积因子的可能影响,并基于不同方法比较了呼吸颗粒物途径的健康风险评估结果的差异。结果表明,(1)不同污染物在土壤细颗粒组分中的累积因子存在明显差异。土壤PM_(10)组分中污染物的累积因子在0.008-216.367之间,土壤PM_(2.5)组分中污染物的累积因子在0.005-415.533之间。六价铬和总铬在细颗粒组分中的累积程度较低,而砷和多环芳烃在细颗粒组分中累积明显。相对于砷和铬,多环芳烃在细颗粒中的累积因子更高且变化范围大,土壤PM_(10)和PM_(2.5)组分中4环及5-6环多环芳烃所占比例平均值分别达63.11%和58.98%,远高于粒径小于250μm组分中的39.05%。(2)有机质对污染物在细颗粒组分中的累积影响不同,仅当有机质含量较低时,六价铬累积因子大于1;相同有机质或炭黑条件下,4环及5-6环多环芳烃累积因子约为2-3环的1.14-74.69倍;而砷在土壤中的累积基本不受有机质含量的影响。(3)基于不同方法得到的呼吸颗粒物途径健康风险评估结果差异较大,最高相差7个数量级,建议通过实测表层土壤PM_(10)组分中污染物的浓度,作为我国风险评估模型中的暴露参数更为合理可行。     

土壤原位修复技术研究与应用进展

土壤原位修复技术是指不经挖掘,直接在污染场地就地修复污染土壤的土壤修复技术,具有投资低,对周边环境影响小的特点,是土壤修复的研究热点。土壤原位修复技术主要有淋洗,气相抽提（SVE）,多相抽提（MPVE）,气相喷射（IAS）,生物降解,原位化学氧化（ISCO）,原位化学还原,污染物固定,植物修复等。淋洗法主要用于治理高渗透性土壤中的重金属和难挥发降解的有机物。土壤气相抽提和喷射技术适用于处理土壤中的易挥发污染物,并有常与加热技术,生物处理技术等联用,可以起到促进污染物挥发,增氧促分解的作用。多相抽提法主要用于治理存在大量非水相流体的污染场地,可将土壤中有机相污染物直接抽出。生物降解有生物好氧降解、生物厌氧降解、生物还原降解多种,降解方式由污染物种类和地质条件决定。化学方法可将污染物氧化或还原为低毒无毒物质,周期一般较短。固定污染物可以直接加入药剂反应生成沉淀,也可制造合适条件使微生物生成可沉淀重金属的离子。植物修复主要用于富集重金属,成本低廉,但富集了重金属的植物体的有效利用尚待进一步研究。土壤原位修复需要因地制宜,灵活结合工期、污染情况、地质条件、地面设施等,得出最经济实用的修复方法,并在辅助提高技术上展开更多研究,使原位修复技术更经济有效。     

石油污染土壤及地下水的生物修复进展[综述]

所谓石油污染土壤的生物修复［２］（Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）,是指利用微生物及其他生物,将存在于土壤、地下水和海洋中的有毒有害的石油污染物现场降解成二氧化碳和水或转化成为无害物质的工程技术系统．它是传统的生物处理方法的延伸,其创新之处在于它治理的对象是较大面积的污染．由于现场环境的复杂性,因而产生了许多不同于治理点污染的概念和技术措施．与物理、化学土壤修复技术相比,生物修复技术具有多种优点［１,２］．ＫｕｒｏｄａＤａｎｎａＲ［３］曾以美国应用实例对生物修复技的特点进行过详细的归纳与总结：既可…     

环渤海北部沿海地区表层土壤中PAHs的污染特征及风险评价

系统采集了环渤海北部沿海地区31个表层土壤样品,利用GC/MS分析了16种USEPA优控多环芳烃(PAHs)的含量和组分特征,运用主成分因子载荷法揭示了其污染来源,并初步评价了其风险水平.结果表明,沿海地区65%的土壤已被污染,最高污染样点PAHs含量达920.4ng·g-1,平均含量309.5ng·g-1,与国内外相关研究比较,处于中低等污染水平.各类燃料的不完全燃烧是该地区土壤中PAHs的主要来源,石油类挥发或泄漏对采油区土壤中PAHs的累积影响显著.