镍、铬对活性污泥真实产率的影响

采用两个直流完全混合式反应器,研究了Ni(Ⅱ) 、Cr(Ⅵ) 对好氧活性污泥真实产率系数(YH)、COD去除率、MLSS和污泥呼吸作用的影响.结果表明,当Ni(Ⅱ) 、Cr(Ⅵ) 为3 mg/L时,YH(MMLSS/MCOD)从无重金属的0.388分别升高到Ni(Ⅱ) 的0.427和Cr(Ⅵ) 的0.408;COD的去除率不受影响,MLSS增加了7.5%;污泥呼吸作用增强了5%.随着Ni(Ⅱ) 、Cr(Ⅵ) 浓度的进一步增加,YH、COD去除率、MLSS和呼吸作用都迅速下降.当Ni(Ⅱ) 、Cr(Ⅵ) 为15 mg/L时,YH(MMLSS/MCOD)分别为0.289和0.218;而Ni(Ⅱ) 、Cr(Ⅵ) 为25 mg/L时,对污泥呼吸的抑制作用分别达43%和60%.总体来看,Cr(Ⅵ) 比Ni(Ⅱ) 对系统的毒性更大.     

类芦对铅的耐性及富集能力探讨

通过野外调查和盆栽试验,研究了类芦(Neyraudia reynaudiana)对Pb的耐性和富集能力.研究结果表明,类芦对Pb耐受的临界浓度为800 mg/kg,在此浓度以下Pb对类芦的生长基本无抑制作用.随着处理浓度的增加,类芦生长变缓慢、出现中毒症状,但仍能存活.从富集能力来看,土壤Pb为中低浓度时,类芦的富集能力较强,但Pb浓度超过1 000 mg/kg后地上部富集量增加缓慢,而根部的含量则降低.在各种Pb处理浓度下,类芦地上部Pb含量均大于根部,说明这种植物对Pb有较好的迁移能力.研究发现,类芦具有较高的生物量,因此其地上部Pb迁移总量较高,在土壤Pb浓度为800 mg/kg时类芦地上部的迁移总量可达到221.77 mg/m2.综合分析可知,类芦对中度Pb污染土壤的植物修复具有较大的潜力.     

晋南铬渣堆场主要植物重金属富集特征

为筛选适合山西当地气候与土壤条件的重金属耐性植物,于山西某铬渣堆场采集草本植物及表层土壤(0～20cm)样品,从中选取6种主要植物品种,测定植物地上部分、根部及土壤中4种重金属(Cu、Zn、Pb和Cr)含量,分析6种植物对重金属的富集特征。结果表明:铬渣堆场土壤Cr污染严重,平均质量浓度为2 207mg/kg,是山西省土壤背景值(58mg/kg)的38.1倍,是《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)规定风险筛选值(250mg/kg)的8.8倍。选取的6种植物中,狼尾草(Pennisetum alopecuroides (L.)Spreng.)、羊草(Leymus chinensis (Trin.)Tzvel.)和狗牙根(Cynodon dactylon (L.)Pers.)等植物体内Cr含量相对较高,表现出较强的Cr吸收能力。根据植物对重金属的吸收机制,羊草、狼尾草和狗牙根属于根部囤积性植物;狗尾草(Setaria viridis (L.)Beauv.)、虎尾草(Chloris virgate Sw.)和牛筋草(Eleusine indica (L.)Gaertn.)属于Cr规避型植物。     

菲和铬(Ⅵ)复合胁迫对蚯蚓抗氧化酶活性及其功能基因表达的影响

蚯蚓在土壤中大量存在,对土壤污染及带来的环境质量变化非常敏感。为评价多环芳烃菲和重金属铬(Ⅵ)复合胁迫对蚯蚓的分子毒理学效应,设置高(菲、铬(Ⅵ)分别为30.8、123.0mg/kg)、中(菲、铬(Ⅵ)分别为24.3、97.0mg/kg)、低(菲、铬(Ⅵ)分别为19.4、77.4mg/kg)3个复合胁迫浓度组,从超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)两种抗氧化酶活性和其功能基因(SOD和CAT基因)表达水平方面探索复合胁迫对蚯蚓酶活性及其功能基因表达的影响和相互关系。结果表明:菲和铬(Ⅵ)复合胁迫对蚯蚓体内SOD活性表现为先抑制再逐渐恢复,再转变为诱导作用,最大诱导率139.6%;对CAT活性表现为先抑制后诱导,最大诱导率179.5%。复合胁迫14d后,蚯蚓SOD和CAT基因均表现出上调作用,最大诱导效应出现在复合胁迫中浓度组的SOD基因,相对表达量是空白对照组的2.78倍。蚯蚓抗氧化酶活性与其功能基因之间总体表现出正相关性,功能基因也可作为一种重要的生物标志物。     

天津市典型河网区沉积物中重金属分布及生态风险评价

选择天津市典型河网区为研究对象,分析了沉积物中6种重金属(Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)的分布特征,并采用富集系数法和潜在生态危害指数法分析了重金属的来源,进而评价了其生态风险。结果表明,表层沉积物中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别是58.18、23.52、524.60、22.93、25.24和49.51 mg/kg,其中Cr、Mn和Ni含量均低于天津市土壤背景值,而Cu、Pb和Zn含量在部分样点高于背景值;在垂直分布上,沉积物中Cr和Ni的含量相对稳定,而Cu、Mn、Pb和Zn的含量从底层到表层均先增加后降低。重金属富集系数(EF)分析显示,河网区表层沉积物中Cu和Zn在个别样点以及Pb在近一半样点存在人为输入过程(EF1.5),与接纳上游及区域的生活污水、农田退水有关,而Cr、Mn和Ni均来自自然源。重金属综合潜在生态危害指数(RI)评价表明,整个河网区表层沉积物为轻微生态危害水平,对区域的水环境质量不构成威胁。     

南京市紫金山土壤中6种重金属的污染特征和污染水平评价

为探究人类活动对南京市紫金山国家森林公园土壤重金属污染的影响,研究了紫金山土壤中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Mn)的污染特征,并采用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行了污染水平评价。结果表明:Cu的质量浓度范围为4.21~249.75mg/kg,平均值为64.08mg/kg;Zn的质量浓度范围为155.26~418.75mg/kg,平均值为212.34mg/kg;Pb的质量浓度范围为112.19~608.91mg/kg,平均值为319.57mg/kg;Cr的质量浓度范围为29.54~201.25mg/kg,平均值为127.36mg/kg;Ni的质量浓度范围为46.64~142.48mg/kg,平均值为76.16mg/kg;Mn的质量浓度范围为182.59~1 634.48mg/kg,平均值为1 008.93mg/kg。总体而言,上层样(0~20cm)的重金属浓度高于下层样(20~40cm),高海拔的重金属浓度低于低海拔的。内梅罗综合指数表明,所有采样点均处于重度污染状态。分析6种重金属的单因子指数发现,主要是因为Pb的单因子指数较大。     

利用芦竹修复重金属污染湿地的研究

研究了芦竹(Arundodonaxlinn)对Cu2+、Ni2+、Cr6+重金属污染湿地的响应和对该污染湿地的影响。实验结果表明,芦竹对这3种重金属离子有一定的耐受性,并有不同程度的吸收,Cu2+、Ni2+和Cr6+去除率分别为63.8%,42.3%和34.4%。芦竹在100mg/kg浓度的Cu2+、Ni2+污染湿地中生长正常,在低浓度(55mg/kg)Cr6+污染中能存活,但生长速度较慢。在100mg/kg浓度Cr6+污染湿地中,出现急性中毒现象,半月后致死。在重金属污染环境中,芦竹普遍出现失绿现象,但除高浓度Cr6+(100mg/kg)以外,都能正常存活,表现出较强的适应性。     

Pb超富集植物金丝草（Pogonatherum crinitum）、柳叶箬（Lsache globosa）

重金属超富集植物是植物修复技术的核心和前提,但目前国内发现的Pb超富集植物较少,本研究通过野外调查和室内胁迫模拟实验相结合的方法,在国内首次发现并证实金丝草和柳叶箬为Pb的超富集植物。野外调查结果表明;金丝草地上部分Pb含量1 231.80 mg/kg,转运系数达到1.32,柳叶箬地上部分Pb含量1 818.40 mg/kg,转运系数6.5。室内模拟胁迫实验表明：在Pb胁迫浓度为5 000 mg/kg时金丝草和柳叶箬对Pb的转运系数均大于1,而且其地上部分Pb含量也超过1 000 mg/kg的水平。在Pb胁迫浓度为18 000 mg/kg时2种植物体内Pb含量达到最大值,金丝草地上部分和地下部分Pb含量分别达3 789.84 mg/kg和4 964.76 mg/kg,柳叶箬地上部分和地下部分Pb含量分别达3 411.56 mg/kg和1 523.02 mg/kg。     

Pb超富集植物金丝草（Pogonatherum crinitum）、柳叶箬（Lsache globosa）

重金属超富集植物是植物修复技术的核心和前提,但目前国内发现的Pb超富集植物较少,本研究通过野外调查和室内胁迫模拟实验相结合的方法,在国内首次发现并证实金丝草和柳叶箬为Pb的超富集植物。野外调查结果表明;金丝草地上部分Pb含量1 231.80 mg/kg,转运系数达到1.32,柳叶箬地上部分Pb含量1 818.40 mg/kg,转运系数6.5。室内模拟胁迫实验表明:在Pb胁迫浓度为5 000 mg/kg时金丝草和柳叶箬对Pb的转运系数均大于1,而且其地上部分Pb含量也超过1 000 mg/kg的水平。在Pb胁迫浓度为18 000 mg/kg时2种植物体内Pb含量达到最大值,金丝草地上部分和地下部分Pb含量分别达3 789.84 mg/kg和4 964.76 mg/kg,柳叶箬地上部分和地下部分Pb含量分别达3 411.56 mg/kg和1 523.02 mg/kg。     

不同还原剂对某铬渣污染场地修复效果的实验研究

分别向某铬渣污染场地土样中投加7种还原剂(糖蜜、七水合硫酸亚铁、硫代硫酸钠、硫化钠、多硫化钙、硫化亚铁及还原性铁粉),还原剂投加量均为3%(质量分数,下同),考察了不同养护时间(1、5、12、28d)下土样中Cr(Ⅵ)含量及其浸出液中Cr(Ⅵ)浓度,对比7种还原剂对Cr(Ⅵ)的稳定效果。实验结果表明,糖蜜和多硫化钙对Cr(Ⅵ)的稳定化效果最佳,养护时间为28d时,土样中Cr(Ⅵ)质量浓度从3 094.78mg/kg分别降至26.14、5.45mg/kg,土样浸出液Cr(Ⅵ)质量浓度从98.42mg/L分别降至0.09、0.07mg/L,土样中Cr(Ⅵ)还原率均在99%以上。糖蜜和多硫化钙对土样的处理成本分别为60、150元/t,糖蜜的处理成本相对较低,具有较好的工程应用前景。     

能源植物皇草对重金属的耐性及修复潜力

重金属污染及生态修复是环境和生态领域研究的热点和难点。皇草是重要的纤维素生物燃料和电力植物。选用皇草作为重金属污染土壤的修复植物,探讨皇草对重金属的耐性机理和对重金属污染土壤的修复效果。结果表明:皇草的株高和干重在Ni、As、Zn、Pb处理中显著高于对照处理或者与对照处理没有显著差异,但在Cr处理中显著低于对照处理。皇草在Ni、As、Zn、Pb和低浓度Cr污染土壤均能生产大量的生物质,每季产25.55~28.51 t·hm~(-2)鲜草和8.23~9.12 t·hm~(-2)干草。皇草叶片中MDA和POD的含量随着Cr、Ni、As和Pb浓度的升高有所增加,但CAT和SOD的活性表现出相反的趋势。在Zn的2个浓度梯度下,皇草叶片中的CAT、POD和SOD的活性均随着Zn浓度升高而下降。从重金属在皇草各器官分布来看,Cr、As和Pb的浓度为根叶茎;Ni和Zn为根茎叶。从重金属在植物叶片中的形态来看,Cr、Ni、Zn和Pb的盐酸提取态的含量较高。从重金属在亚细胞分布来看,Cr、As和Pb在皇草叶片亚细胞组分分布为细胞质细胞壁细胞器,Ni和Zn在皇草叶片亚细胞组分分布为细胞器细胞质细胞壁。皇草对重金属的富集系数和转运系数均小于1,对重金属的提取量较低,但其耐性强、生物量大,适合应用于土壤重金属污染的植物稳定技术。     

中国商品有机肥重金属分析

测定了来自10个地区不同生产原料的118个商品有机肥样品的重金属含量.结果表明:(1)商品有机肥样品中的Cd、Hg、Pb、Cr、As、Zn、Cu、Ni的平均值分别为0.600、0.120、7.34、84.30、9.45、202.91、91.06、11.01 mg/kg.(2)河南、湖北、上海的商品有机肥中8种重金属平均值均较高;内蒙古的商品有机肥中Cr平均值为20.32 mg/kg,广西的商品有机肥中Zn平均值为51.36mg/kg,远低于所有样品中Cr和Zn平均值.(3)以猪粪为主要生产原料的商品有机肥中重金属平均值最高.(4)Cr超过中国商品有机肥重金属限量标准、欧盟生态标志法的重金属限量标准、加拿大堆肥重金属限量标准(A级)和加拿大堆肥重金属限量标准(B级);As、Cd超过中国商品有机肥重金属限量标准、欧盟生态标志法的重金属限量标准和加拿大堆肥重金属限量标准(A级);Cu、Zn超过欧盟生态标志法的重金属限量标准和加拿大堆肥重金属限量标准(A级);Hg超过加拿大堆肥重金属限量标准(A级);Pb超过中国商品有机肥重金属限量标准;Ni均未超标.     

生物炭-微生物复合材料修复Cr(Ⅵ)污染土壤条件优化及促生效果

生物炭和微生物在改善Cr(Ⅵ)污染土壤质量方面得到了广泛的应用,而以生物炭-微生物制备的复合材料(BC-MT)在Cr(Ⅵ)污染土壤修复中的促生效果鲜见报道。以玉米秸秆生物炭为载体吸附铬还原菌——藤黄微球菌(Micrococcus luteus)制备BC-MT,综合考察了BC-MT修复Cr(Ⅵ)污染土壤最佳条件及促生效果。结果表明:藤黄微球菌能成功附着在生物炭上,BC-MT对Cr(Ⅵ)污染土壤修复效果显著,在BC-MT投加量3%(质量分数,下同)、氮源投加量10g/kg、土壤含水率14%的条件下,修复25d,Cr(Ⅵ)去除率为64.35%,可提取态铬从27.01mg/L降至7.72mg/L。在3%BC-MT作用下,植物生长12周后地上、地下部分总铬含量分别降低了65.15%、49.76%,Cr(Ⅵ)分别降低了94.11%、87.74%,植物株高增加了17.7cm,生物量(以干重计)增加了132mg,叶绿素增加了4.65mg/g,可溶性糖增加了1.69mg/g。由此可见,BC-MT不但能有效降低土壤Cr(Ⅵ)含量,而且促生效果显著,具有广阔的应用价值。     

太湖贡湖湾主要河流表层沉积物重金属污染及其生态风险评价

太湖贡湖湾是无锡和苏州重要的水源地,对其周边主要入湖河流的重金属含量进行调研,并对生态风险进行评价十分必要。通过分析环贡湖湾主要河流表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni金属元素的含量特征,利用Hakanson潜在生态危害指数法评价其生态危害,同时考察了重金属间的相关性,旨在为预防和治理贡湖湾重金属污染提供科学依据。研究结果表明,各重金属元素含量平均值为w(Cu):(36.26±1.21)mg/kg,w(Zn):(116.53±7.01)mg/kg,w(Pb):(90.76±2.39)mg/kg,w(Cr):(76.46±3.48)mg/kg,w(Cd):(3.22±0.11)mg/kg,w(Ni):(34.04±2.19)mg/kg,通过对比《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)和沉积物重金属环境背景值,发现贡湖湾周边河流的主要污染是元素Cd和Pb。由潜在生态危害指数RI可知,4号点位(小溪港河口)污染最重,达到强生态危害。单因子潜在危害系数值表明各点位表层沉积物主要生态风险因子是元素Cd,达到中等危害程度。各元素生态风险影响程度从高到低依次为:CdPbCuNiZnCr。生态修复工程对重金属生态危害降低起到了一定的作用,但是小溪港流域的变化较小;重金属相关分析表明,Cu-Cr,Zn-Pb之间呈极显著正相关的关系(R20.01),具有较好的同源性。     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)方法,对木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料的结构进行表征,并研究了溶液pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间和吸附温度对木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:(1)木质纤维素和蒙脱土复合后形成了插层一剥离型的纳米复合材料;(2)在溶液pH为2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为100mg/L、吸附温度为30℃、吸附时间为180 min的条件下,木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量达5.72mg/g;(3)木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学模型和Freundlich吸附等温式.     

铝污泥吸附六价铬的特征和机理

铝污泥是给水处理过程中不可避免的副产物,为了解其资源化利用作为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为和吸附特征,本研究通过静态实验研究了铝污泥的水解特征、Cr(Ⅵ)在铝污泥上的吸附机理和影响因素。结果表明,(1)铝污泥表面的主要官能团为羟基、SO24-和Cl-;(2)铝污泥与Cr(Ⅵ)的吸附过程中,液相中Cr(Ⅵ)的浓度随吸附时间延长而降低(由20 mg/L降为15.42 mg/L),同时,液相中pH由6.01升高为7.06、SO24-由8.79 mg/L升高为11.40 mg/L、Cl-由10.54 mg/L升高为11.88 mg/L,这一结果表明,HCrO4-与铝污泥表面的羟基、SO24-、Cl-等官能团交换,其吸附机理为配体交换;(3)pH是影响Cr(Ⅵ)在铝污泥上的吸附量的主要因素,当pH由4.0升高至10.0时,吸附容量由7.63 mg/g下降为0.70 mg/g。实验表明,铝污泥作为一种新型的Cr(Ⅵ)吸附剂具有较高吸附能力和应用前景,并为优化吸附工艺提供了技术支撑。     

滦河干流表层沉积物中营养元素和重金属含量分布特征及其风险评价

选取滦河干流为研究对象,采集表层沉积物并分析其粒径分布、营养元素(N、P、C、S)及重金属(Cd、Ni、Cu、Zn、Cr和Pb)含量分布特征,对重金属采用富集系数法进行源解析,并利用地积累指数法、污染指数法和潜在生态危害指数法进行系统性的生态风险评价。结果表明:沉积物营养元素TN、TP、TC、TS均值为1 047.6、1 427.4、20 060.9和1 564.2 mg·kg~(-1),且分布存在空间差异性;粒径分布特征为粉砂或砂占比重大,黏土占比重小;重金属Cd、Cu、Ni、Zn、Cr和Pb含量均值分别为0.28、40.48、31.48、88.67、16.45和21.5 mg·kg-1,Cd、Cu、Ni、Zn超过河北省土壤背景值;Cd富集系数均值为2.31,其污染主要源是人为输入,其余重金属未见明显富集现象;相关性分析和主成分分析表明Cd与Cr、Cu、Ni、Zn呈显著正相关,Cr与Cu、Ni、Zn呈显著正相关,Pb与Fe、TP呈显著正相关,Cu与Ni、Zn呈显著正相关,Ni与Zn呈显著正相关;基于地累积指数法得Cd为重金属首要污染物;单项生态危害指数均值大小顺序为Cd(94.39)Cu(9.28)Ni(5.11)Pb(2.16)Zn(1.13)Cr(0.48);沉积物风险指数(SPI)相应等级为低风险级别(SPI=2.755),且整体潜在生态风险指数(RI)相应的亦为低生态风险(RI=112.561150)。     

铀胁迫对植物光合特性的影响及植物对铀的吸收转移

在铀污染土壤的二次修复中,采用7科12种植物,研究铀胁迫对植物光合作用、叶绿素荧光特性的影响以及植物对铀的吸收、富集情况,为铀污染土壤的植物修复提供理论和方法依据。结果表明:(1)铀胁迫显著影响红圆叶苋、苍耳、美洲商陆、刺天茄和苘麻5种植物的光合效率,具体表现为叶片净光合速率(Pn)降低,胞间CO2浓度(Ci)增加,初始荧光(F0)增加,光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)和最大相对电子传递速率(rETRmaxr)降低;而反枝苋、菊苣、鬼针草、向日葵和牛皮菜则对铀胁迫表现出较好的耐性。(2)酸模、鬼针草、苍耳和向日葵吸收富集铀的能力较强,在铀含量为485 mg/kg的二次修复土壤中生长3个月,体内积累的铀含量分别为363.57、91.87、75.80和65.42 mg/kg;而反枝苋、牛皮菜和美洲商陆吸收富集铀的能力较弱,体内的铀含量分别为16.20、15.11和12.36 mg/kg。(3)铀在植物体内的转移能力较差,器官间的铀富集能力一般表现为根叶茎果。综合比较而言,酸模、向日葵和鬼针草对铀的耐性较强、体内铀含量高,可作为铀污染土壤二次修复植物。     

龙口市污灌区重金属污染影响因子分析

在龙口市污灌区采集70个土壤样品测定Cr、Ni、Pb、Zn、Cu、Co、As和Cd含量,利用富集因子法分析各重金属的空间分布情况,采用地理探测器模型评估7个影响因子对重金属空间分布的影响及各影响因子间的交互作用.结果表明:(1)Cu、Pb、Zn、As、Cd的富集程度较大,Co、Cr、Ni富集程度较低,8种重金属富集系数...     

TiO2/石墨烯应用于Cr (Ⅵ) 和苯酚复合体系的光催化研究

以溶胶凝胶法制备的TiO_2/石墨烯复合材料为光催化剂,对Cr(Ⅵ)和苯酚的复合体系进行光催化实验。考察了污染物浓度、反应气态氛围、光照时间等因素对光催化效果的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)和苯酚的去除率均随光照时间的延长而提高。苯酚质量浓度为0～150mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率随着苯酚浓度的增大而升高,当苯酚质量浓度为150mg/L时,Cr(Ⅵ)的最终去除率可达到100.0%;而Cr(Ⅵ)质量浓度为0～50mg/L时,苯酚的光催化氧化去除率随Cr(Ⅵ)浓度的增大先升高后降低,当Cr(Ⅵ)质量浓度为15mg/L时,苯酚的最终去除率最高,为92.2%。综合考虑,空气为最佳气态氛围。Cr(Ⅵ)和苯酚的光催化去除反应均符合一级反应动力学规律。Cr(Ⅵ)和苯酚的光催化协同去除机理为:在光照射下,TiO_2被激发产生光生电子和光生空穴,Cr(Ⅵ)被光生电子还原成Cr(Ⅲ),苯酚主要被光生空穴氧化,光生电子和光生空穴的复合被阻止起到了协同促进作用。