埋地油气管道沿线土壤腐蚀性可拓评价研究

油气管道长期埋设在土壤环境中会受到各种侵蚀介质的腐蚀并引发泄漏、火灾、爆炸等事故。针对土壤腐蚀因素复杂多变的特点,建立基于物元、可拓集合和关联函数的埋地油气管道沿线土壤腐蚀性评价模型;选取土壤电阻率、自然电位、氧化还原电位、pH值、含水率、Cl-含量、SO42-含量7个评价指标,将土壤对油气管道腐蚀的严重程度划分为低、较低、中、强和较强5个等级;采用客观赋权的变异系数法（CV法）来确定土壤腐蚀性评价指标的权重,避免了以往评价方法的主观性,进一步提高模型的精度和效率。以某埋地天然气管道5个管段土壤为例,可拓评价结果表明4#土壤的腐蚀性较强,其他土壤腐蚀性中等,这与外腐蚀检测结果吻合,证明所想出的模型简便、高效、精确,具有很好的科学性和工程应用性。     

土壤中7种典型PPCPs的分布特征及其影响因素分析

药物和个人护理产品(PPCPs)的环境残留问题在全世界范围内受到了越来越多的关注。利用高效液相色谱与质谱联用技术(LCMS)检测了研究区域土壤样品中7种典型PPCPs的质量比,分析了PPCPs在不同区域和不同深度土层中的分布特征,通过相关性研究探寻了影响这类物质分布的关键理化因子。检测采用正离子模式,以甲醇和水为流动相梯度洗脱,7种PPCPs的线性决定系数大于0.99,加标回收率为71.2%~140%,相对标准偏差RSD为6.7%~22%。结果表明,除美托诺尔和咖啡因未被检出外,其余5种药物的检出率在13%~100%。采样点ΣPPCPs的平均质量比为9.91 ng/g dw,质量比范围为2.23~26.07 ng/g dw。DEET是研究区质量比最高的PPCPs,平均质量比达7.88 ng/g dw,检出率为100%。区域分布表明,垃圾渗沥液及驱虫剂的喷洒可能导致土壤中DEET质量比偏高。DEET的GUS指数为3.65,淋溶迁移性和潜在环境风险高。垂直分布显示,随土层深度增加,DEET质量比总体呈现下降趋势。相关分析结果显示,DEET质量比与土壤有机质呈显著的正相关关系(r=0.6746,p0.01),与土壤的p H值呈显著的负相关关系(r=-0.5761,p0.01)。     

某荧光灯厂周围土壤汞污染评价

为探讨荧光灯厂周围土壤中重金属汞的环境风险,采集某荧光灯厂周围26个表层土壤样品进行分析,评价土壤汞污染状况及其影响因素。结果表明:调查范围内土壤汞的含量在0.050~0.363 mg/kg,平均含量为0.136 mg/kg,明显高于重庆市土壤汞背景值。荧光灯厂周围土壤汞污染严重,超标率达100%。地累积污染指数评价表明,有15.4%、38.5%和38.5%的土壤采样点分别达到中-强度、中度和无-中度污染水平,仅有7.6%的采样点未受污染。潜在生态风险评价表明,有7.7%、26.9%、42.3%和23.1%的采样点分别达到极强、很强、强和中等程度潜在生态危害。距离污染源越近,土壤汞污染水平和潜在生态危害程度越大。     

微核技术在垃圾场周围水环境污染状况监测中的应用

利用蚕豆根尖细胞微核技术对成都市长安垃圾场周围水环境进行生态监测,用蚕豆根尖细胞测定各采样点水样的微核率(MCN)及污染指数(IP),并进行F检验.结果显示,各样点的微核率有显著性差异.在9个采样点中有6个的污染指数在2以上,其中属重度污染区有2个,中度污染区有4个,和对照组相比差异非常显著(p＜0.01).表明垃圾场周围水环境受到了不同程度的污染.     

水平接地极泄散雷电流对临近埋地管道危害影响分析

为分析水平接地极泄散雷电流对临近埋地管道产生的暂态电磁干扰危害,通过EMTP软件建立水平接地极和埋地管道模型,考虑水平接地极与管道间的感性耦合和阻性耦合,采用多元回归分析法讨论土壤电阻率、水平接地极与管道间距、管道埋深、雷电流幅值等因素对管道防腐层感应电压的影响,最后讨论感应电流对管道腐蚀的影响。结果表明:离雷电流注入点越远,管道防腐层感应电流和感应电压幅值越低;感应电压受土壤电阻率、水平接地极与管道水平间距、管道埋深、雷电流幅值等因素影响明显,与土壤电阻率和雷电流幅值呈正相关,与管道埋深和水平接地极与管道水平间距呈负相关;土壤电阻率对管道腐蚀程度影响较大,土壤电阻率越低,管道腐蚀越严重;为保护防腐层和管道安全,水平接地极与管道间需保持一定安全距离。     

不同性质土壤中锑对小麦根伸长的毒性阈值及预测模型

针对土壤中锑污染毒性阈值研究较少的现状,参考ISO11269-1根伸长毒性测试标准方法,采集7种不同性质的土壤,利用TableC urve2D软件拟合剂量-效应关系,得到锑对小麦根伸长的毒性阈值(EC10和EC20)及其预测模型。当外源锑质量比增加时,7种土壤中小麦的相对根长均减小。毒性阈值与土壤理化性质相关分析表明,毒性阈值EC10和EC20与土壤p H值呈显著负相关关系,与土壤总铁质量分数呈显著正相关。回归分析得出,土壤p H值和土壤总铁质量分数可以解释90%的毒性阈值的变异。EC10和EC20的预测值与实测值的比值在2倍范围内。研究表明,在不同性质土壤中锑对小麦的毒性阈值有显著差异,土壤p H值、总铁质量分数与小麦的毒性阈值间呈显著相关关系(p0.05),所得回归模型可较好地预测锑对小麦的毒性阈值。     

安徽某硫铁尾矿区农田土壤重金属污染特征

对安徽省某硫铁矿尾矿区农田土壤、农作物进行重金属污染分析和风险评价,为硫矿区农田重金属污染风险管理与土地利用提供理论依据。布设30个采样点采集土壤及其毛豆样品,ICP-MS法测定Cu、Zn、As、Cd、Pb重金属全量,运用单因子指数、综合污染指数、潜在生态风险指数法和生物富集系数法对重金属污染程度进行评价。结果表明,研究区土壤p H值在3. 37～4. 60,均值为4. 03,土壤呈强酸性、酸性。比对安徽省土壤重金属背景值,研究区土壤已明显遭受外源重金属污染;比对GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》风险筛选值,受到Cd、Cu重金属污染,其中60%采样点Cu超标,76. 67%采样点Cd超标,但都远低于标准风险管制值;单因子污染指数评价结果显示该研究区农田以Cu、Cd污染为主;内梅罗综合污染指数评价结果表明研究区农田土壤总体已遭受重金属污染;潜在生态危害指数评价结果显示研究区土壤总体为轻微综合潜在生态危害,Cd在67%以上检测点为中等风险水平、10%为强风险水平。研究区农田农作物毛豆籽粒中Pb、Cd、As质量比均值未超过GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定的限量值,其对重金属的富集系数(EF)从大到小依次为Cd、Zn、Cu、As、Pb。     

汞污染对葡萄-土壤系统相关指标的影响

以葡萄果树为研究对象,采用盆栽试验研究了不同剂量Hg对葡萄各生育期株长和直径、果实Hg含量及土壤酶活性的综合影响。结果表明,在低Hg污染时,葡萄株长和直径与对照相比差异均不显著(p0.05),且葡萄果实Hg质量比符合国家食品限量标准,在开花期、幼果生长期和成熟期土壤碱性磷酸酶活性分别比对照增加了3.72%、6.24%和3.40%;过氧化氢酶活性在开花期增加不显著,幼果生长期和成熟期分别增加了2.62%和5.46%;蔗糖酶活性在开花期增加了2.33%,在幼果生长期和成熟期有轻微下降;而脲酶活性在开花期、幼果生长期和成熟期分别降低了21.07%、12.22%和5.55%。在高Hg污染时,葡萄株长和直径均显著低于对照和低汞污染处理(p0.05),且葡萄果实Hg质量比已超过标准。土壤高Hg污染对葡萄开花期、幼果生长期和成熟期的4种土壤酶活性均产生了显著的抑制作用,其中,土壤过氧化氢酶活性比对照降低5.65%~19.30%,碱性磷酸酶活性降低24.43%~38.10%,蔗糖酶活性下降27.21%~31.81%,脲酶活性减少66.46%~82.52%。综合上述指标的影响可以看出,在农田土壤Hg轻度污染区(1.86 mg/kg)脲酶和蔗糖酶活性略受影响,且均低于土壤重金属修复基准规定的土壤酶活性抑制率限值25%,其他指标均表现良好,因此,在农田土壤轻度Hg污染区选择低吸收的葡萄果树代替易富集的其他作物类型是可行的。     

磷矿粉-水泥固化Zn污染土工程特性试验研究

为揭示磷矿粉-水泥固化Zn污染土的工程性质,通过含水量、干密度、p H值测试和无侧限抗压强度试验,研究了两种固化土的物理力学性质随Zn质量分数和养护龄期的变化规律,探讨了重金属Zn对不同固化剂固化效果的影响,同时分析了固化土抗压强度与物理性质指标间的相关关系。结果表明:磷矿粉-水泥固化剂(PMC)固化Zn污染土的效果优于水泥固化土;PMC固化土的含水量变化率高于水泥固化土的,少量Zn可促进水化反应的进行,Zn质量分数大于0.5%时水化反应受到明显阻滞;PMC固化土的干密度比同条件下水泥固化土提高约6%,其p H值低于水泥固化土的,且集中在8.0~9.5;PMC主要通过吸附作用固化重金属,固化土的应力-应变特征为"软化"型,重金属Zn使得水泥固化土的应力-应变特征由"脆性"向"韧性"转变。     

不同处理工艺对再生水化学稳定性的影响研究

围绕工业循环冷却水关注的化学稳定性问题,分析了市政再生水厂进水水质及其稳定性,对比了不同再生水处理工艺对主要化学稳定性指标的去除效果,并通过实例比较了混凝沉淀过滤、MBR、UF、RO工艺出水的化学稳定性。结果表明:当前常用工艺中,RO对硫酸盐、氯化物、硬度、碱度、电导率的去除效果最好,去除率达90%以上;实际案例也证实,RO出水的硫酸盐、氯化物、硬度、碱度、电导率含量最低,但RO出水离子配比失衡,导致p H值偏低,使得其生产的再生水腐蚀性倾向最为显著。     

两种不同抗性作物对酸雨胁迫的响应

为明晰植物渗透调节在抗酸性机制中的作用,考察了模拟酸雨对抗酸性作物水稻(Oryza sativa)和酸敏感性作物大豆(Glycine max)幼苗株高、叶片含水量、渗透势、脯氨酸含量和质膜H+-ATPase活性的影响。结果表明,酸雨(p H=2.5~5.0)喷施5 d后,水稻和大豆幼苗的耐受阈值为p H=4.0和5.0;恢复5 d后,p H=2.5组水稻和p H=3.0组大豆含水量和株高仍未恢复到对照水平。动态测定结果显示,酸雨(p H=4.5和3.0)胁迫初期(第3 d),水稻脯氨酸含量应激升高,调控渗透势下降;随胁迫时间延长(第5 d),脯氨酸含量升高不足以维持稳定的渗透势,质膜H+-ATPase活性升高,调控胞内外渗透平衡。研究表明,酸雨胁迫下水稻脯氨酸和质膜H+-ATPase的渗透调节能力强于大豆,这是水稻抗酸性强于大豆的内在机制之一。     

纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中植物吸收铅和3种酶活性的影响

采用盆栽试验研究了纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中油菜和白菜的生物量、土壤中Pb质量比、油菜和白菜中Pb累积量及土壤中3种酶活性的影响。结果表明:在纳米羟基磷灰石质量比为15g/kg时油菜地上部Pb累积量为最小值2.06 mg/kg,土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性达到最大值,与空白相比分别提高9.16%、79.2%、64.3%,并且达到了显著性差异(p0.05);在纳米羟基磷灰石质量比为20 g/kg时白菜地上部Pb累积量为最小值5.21 mg/kg,土壤中脲酶、过氧化氢酶活性达到最高值,比空白分别提高93.9%、18.8%,并且达到了显著性差异(p0.05),而蔗糖酶活性达到最大值的质量比为15 g/kg,与空白相比提高75.4%,并且达到了显著性差异(p0.05)。种植油菜土壤中Pb总量与3种酶活性呈现极显著的正相关,而种植白菜的土壤中Pb总量与脲酶和过氧化氢酶呈现极显著的正相关,与蔗糖酶相关性不显著。油菜的生物量、种植土壤中3种酶活性和耐Pb毒性能力明显高于白菜,因此,种植油菜比白菜的修复效果好。     

城市燃气球墨铸铁埋地管道土壤腐蚀行为研究

为解决城市燃气球墨铸铁埋地管道在土壤腐蚀作用下频繁失效的问题,开展土壤腐蚀模拟试验研究,首先,采用系统动力学流图和灰关联相结合的方法,确定土壤主要腐蚀因素。然后,以球墨铸铁标准腐蚀试片为材料,通过室内腐蚀模拟正交试验,得到试验区域土壤腐蚀因素的重要度排序,由大到小依次为含水量、孔隙率、含盐量、SO_4~(2-)含量、Cl~-含量、pH值。试验结果分析表明,含水量是影响试片腐蚀宏观形貌的主要因素。与碳钢材质的管道相比,球墨铸铁管道腐蚀受pH值的影响不显著,具有更好的耐酸腐蚀性。其他因素对两者的影响趋势较为一致。     

南京市某闭库铜矿尾矿库土地再利用风险评估

针对尾矿库闭库后安全再利用问题,本研究以南京市某闭库铜矿尾矿库为例,设置28个库区土壤采样点,6个周围农田土壤采样点,2个库区排水涵管采样点,测定样品中砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)和锌(Zn)元素的含量及pH,关注闭库后存在的重金属污染风险。结果表明：该尾矿库区土壤呈弱碱性;两个排水涵管的水样未受到重金属污染;土壤样品中重金属Ni未检出,但其余重金属元素富集明显,其中As、Cd和Cu含量最小值大于南京地区土壤元素背景值,Pb、Zn和Cr超过南京市土壤元素背景值的点位所占比例分别为94.12%、85.29%和5.88%。该尾矿库区土壤存在一定的重金属污染和生态风险,其中Cd的潜在生态风险系数显示超过一半的点位存在较高风险,须重点关注。潜在生态风险指数法评价结果表明50%的点位存在中等风险;健康风险评价结果表明,这6种重金属元素对成人的健康影响处于可忽略水平。     

超高石灰铝法处理酸性矿井水的实验研究

酸性矿井水成分复杂、产量大,是严重的矿山环境问题,也是处理难度大的污废水体。采用超高石灰铝法,通过分别投加Ca O和Na Al O2对实验室配置的模拟酸性矿井水进行处理。实验分析溶液p H值、药剂投药比、初始浓度以及反应温度等因素对氯离子和硫酸根去除率的影响。结果表明,当Cl-的质量浓度为2 500 mg/L,SO2-4质量浓度为1 500 mg/L时,搅拌温度40℃,投加Ca O和Na Al O2的量分别为4.0 g和1.0 g,滴加Na OH调节p H值为10,搅拌15 min,Cl-,SO2-4去除率分别为87.9%,96.0%。     

饮用水水源地土壤质量特征及评价——以成都市徐堰河、柏条河水源地为例

为探究成都市水源地周边土壤质量状况,保护水源地环境,以徐堰河、柏条河饮用水水源地周边土壤为研究对象,对所采集土壤样品进行物理及化学性质如土壤pH值、阳离子交换量、有机质含量及重金属Cd、Zn、Cu、Cr、Cu、Ni进行测定与分析。结果显示：成都市饮用水水源地土壤pH值变化范围较大,土壤离子交换量和有机质具有一定的空间异质性;应用单因素污染指数分析,水源地土壤Hg含量可能具有较大的污染潜力。Spearman相关性分析表明,Cd与Zn, Cu与Cr, Cu和Ni呈显著正相关关系;应用主成分分析水源地典型土壤重金属,三个主成分累积贡献率达到90.828%,第一主成分、第二主成分、第三主成分贡献率分别为44.082%、36.800%、9.946%。研究结果为保护成都市饮用水水源地环境健康和安全提供理论支持和合理建议。     

酸碱度对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响

主要研究p H值对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响,以生物量干重为指标研究p H值对光合产氢细菌生长的影响,以产氢速率和产氢量为指标研究p H值对光合细菌产氢的影响。利用Logistic模型和MMF模型分别对光合细菌生长和玉米秸秆酶解液光合生物产氢进行了回归模拟,提出了p H值对光合细菌生长动力学和玉米秸秆酶解液产氢动力学的影响规律。结果表明:p H值对光合细菌生长及产氢过程都有显著影响,随碱性增强,光合细菌生物量逐渐增大,当p H值为8时,光合细菌生物量达到最大,为0.543 7 g/L,最佳接种时间为84~96 h;光合细菌产氢量随p H值增加同样呈现先递增再递减的趋势,当p H值为6时,产氢速率和产氢量达到最大,分别为29.72 m L/(L·h)、168.96 m L。     

模拟酸雨对水稻叶片质膜H~+-ATPase与质膜过氧化的影响

在水培条件下研究酸雨(pH值为2.5~5.5)对水稻叶片质膜过氧化与H+-ATPase活性的影响。结果表明,与对照相比,pH≥3.5酸雨处理下的水稻叶片质膜H+-ATPase活性、质膜透性、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和过氧化氢酶(CAT)活性(pH=3.5下CAT活性除外)无显著变化(p0.05);pH≤3.0处理组质膜H+-ATPase活性随酸雨pH值降低呈先升后降趋势,其余指标随pH值降低而增大,表明质膜H+-ATPase活性受抑使质膜过氧化加剧。在恢复期,pH≥3.5处理组各指标仍无显著变化(p0.05);pH=3.0组各指标变幅减小,H+-ATPase与CAT活性恢复至CK(对照),表明植物自修复使质膜过氧化减轻;pH=2.5组H+-ATPase活性仍低于CK,质膜透性和MDA含量不仅高于CK且高于胁迫期,表明质膜H+-ATPase活性受抑使质膜过氧化持续。在高强度酸雨(pH≤3.0)的胁迫下,水稻叶片质膜H+-ATPase活性的变化与质膜过氧化程度密切相关。     

湖南镉污染农田土壤钝化后两个品种水稻的生长效应

采用盆栽试验,考察镉污染农田土壤在添加不同含量ME钝化剂的条件下,不同品种水稻中镉分布规律及水稻生长效应。结果表明,添加ME钝化剂能提高土壤pH值,降低土壤中镉有效态含量,表现为分蘖期,湘晚籼13和岳优712品种土壤有效态镉质量比与空白比较分别降低了10%~13%和24.3%~45.7%;成熟期与空白比较分别降低了6.8%~15%和11.5%~21.8%。添加ME钝化剂能明显降低水稻植株、稻壳及糙米中镉质量比,湘晚籼13品种最大降幅分别为78.6%、80.9%及46.8%;岳优712品种最大降幅分别为59.2%、64.7%及79.5%。岳优712品种糙米中镉富集系数低于湘晚籼13品种。综合ME钝化剂对土壤有效态镉的钝化效果、水稻吸收重金属的抑制效应及水稻的生长效应,初步确定0.5%(质量分数)ME钝化剂处理优于1%。     

水分对典型天然性激素在我国东北黑土中降解的影响

通过室内培养试验研究了不同水分条件下,孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇、雌酮4种天然性激素在我国东北黑土中的降解情况。结果表明:4种激素在土壤中的降解符合一级动力学模型(R2=0.84~0.98,p0.01),降解速率常数为0.010 0~1.004 2 d-1;4种激素在灭菌土壤中的降解半衰期均远大于未灭菌土壤,分别为未灭菌土壤的24.7、20.1、49.5和23.6倍;微生物是影响孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇、雌酮在黑土中降解的主要因素;4种激素在不同含水量黑土中的降解半衰期为0.69~4.92 d,孕酮和雄烯二酮的降解速率随土壤含水量升高而加快;17β-雌二醇和雌酮的降解速率随土壤湿度增加而增加,但当土壤含水量达到淹水状态时,其降解速率受到抑制。