超声辅助乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸洗脱土壤重金属及环境风险削减评价

采用超声辅助乙二醇双（2-氨基乙基醚）四乙酸（EGTA）淋洗修复重金属污染土壤,结果表明,超声辅助EGTA对Cu和Cd的洗脱效果较好,对Zn和Pb的洗脱能力较弱,增加液固比可显著提高淋洗效果,增加超声时间和功率的效果则相对较小.淋洗处理后Cu、Zn和Cd浸出浓度减小,Pb浸出浓度增加.构建综合考虑土壤重金属残留量、浸出浓度和毒性的环境风险指数对修复效果进行评价,考察了EGTA投加量、液固比、超声时间以及超声功率等淋洗条件对重金属去除率和环境风险削减率的影响,并进行模拟和优化.当淋洗条件为EGTA投加量1.7 g·L^-1、液固比10、超声时间40 min、超声功率600 W时,环境风险削减率预测值为79.7%,实测值为78.0%.可还原态Cu残留量、弱酸提取态Pb残留量和可还原态Zn残留量显著减少,弱酸提取态Zn残留量显著增加,而Cd各不同形态组分残留量均显著减少.超声辅助EGTA淋洗可有效削减Cu和Zn环境风险,但显著提高了Pb环境风险,EGTA投加量过高还可能提高Cd的环境风险.因此不适用于Pb污染土壤修复,用于Cd污染土壤修复时需管控其可能产生的二次污染风险.     

淋洗技术在土壤污染修复中的应用与挑战

土壤污染一般包括重金属污染、有机污染以及重金属-有机复合污染,具有富集性、长期性和隐蔽性的特点,给自然环境和人类社会带来了诸多负面影响。如何快速、高效地去除土壤污染物,在一定程度上恢复土壤的生态和经济功能,是土壤修复领域的热点和难点问题。土壤淋洗作为一种能够永久去除土壤污染物的技术,具有良好的发展前景,引起了学者们的广泛关注。本文对土壤淋洗的原理,淋洗剂的分类,土壤淋洗的实施方式以及影响土壤淋洗的因素等方面进行了综述,为淋洗技术在污染土壤修复中的应用提供理论基础。     

典型烧结厂周边土壤多氯联苯的环境污染特征

本文以唐山某典型烧结厂为研究对象,对铁矿石烧结厂排放的烟气及周边土壤样品进行采集,应用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱联用法(HRGC/HRMS)测定了多氯联苯(PCBs)的含量,并研究了PCBs的同类物分布特征. 其中烟气样品中类二英PCBs(dl-PCBs)总浓度为1.04-1.77 ngm-3,毒性当量值为8.99-19.32 pgWHO-TEQm-3. 烧结厂周边土壤样品中dl-PCBs的总浓度为8.81-403.59 pgg-1,毒性当量值为0.05-0.65 pgWHO-TEQg-1,是背景土壤样品的(0.035 pgWHO-TEQg-1)的1-19倍. 可以看出,该烧结厂周边环境土壤受到了企业所排放PCBs等有毒污染物的影响. 大部分土壤样品的同类物分布特征相似;CB-118对土壤dl-PCBs浓度贡献率最大,贡献率为31.74%. CB-101对土壤指示性PCBs浓度贡献率最大,贡献率为52.82%. 将土壤样品和烟气样品的同类物分布进行比较发现二者略有不同. 尽管都是以低氯代同类物为主,但是烟气样品中最高的同类物是TrCBs,且随着氯代数的增加,浓度呈现明显下降的趋势;而土壤样品PeCBs浓度最高,PeCBs前后都呈现逐级下降的趋势. 唐山市此烧结厂周边土壤无论是TEQ值,指示性PCBs总浓度,PCBs总浓度与其它研究相比都处于较高水平.     

纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展

重金属是毒性大、难降解、易累积的环境污染物,纳米零价铁作为一种新型功能修复材料在去除水体和土壤中重金属方面有着广阔的应用前景.本文综述了纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展,包括纳米零价铁的常用制备方法及特性、去除效能、对不同重金属的去除机理以及发展前景和今后的研究方向,以期为该领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路.     

典型矿冶周边地区土壤重金属污染及有效性含量

对湖南长沙、株洲、衡阳、郴州等地区的典型矿冶污染土壤进行了采样分析与有效性含量提取,结果表明,土壤中重金属污染严重,矿区土壤主要污染元素为Pb、Zn、As、Cr、Cu,而冶炼业周边污染土壤中主要是Zn、Pb、Cr、As、Cu、Cd,其污染程度均远远高于国家环境质量二级标准;Pb、Cd和Zn污染主要来源于采矿、冶炼活动而As污染可能还与农业生产有关。不同浸提液对土壤中Pb、Zn、Cd、As、Cu有效性质量分数的提取能力(设其符号为u)依次为u(NH4NO3)>u(HCl)>u(CaCl2);而对有效性Cr,HCl提取量为最高;盐基离子,尤其是NH4、NO3效应和酸效应(H+)大大促+-进了土壤中重金属离子的环境危害行为。     

电镀厂污染土壤重金属形态及淋洗去除效果

以某电镀厂污染场地重污染区域土壤为研究对象,对土壤中重金属全量和各形态含量进行分析,并研究筛选高效土壤淋洗剂,比较其淋洗去除效果。结果表明,该土壤以铬和镍污染最为严重,土壤铬和镍含量分别达1 564.00和679.00 mg.kg-1,土壤铜、锌和铅含量分别为297.00、276.00和51.40 mg.kg-1,铜、铬、镍、锌和铅的有效态比例分别为41.77%、13.16%、28.08%、21.50%和31.18%。去离子水、盐酸、乙酸、草酸、柠檬酸和EDTA 6种淋洗剂中,去离子水对5种重金属提取量均较少;草酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为55.1%、24.8%、47.5%和29.3%;柠檬酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为26.3%、25.7%、33.0%和21.6%;EDTA对铜、镍、锌和铅去除效果较好,去除率分别为31.5%、28.9%、21.4%和30.6%。综合考虑淋洗剂的提取效果、水溶性以及操作难度和成本,建议采用柠檬酸作为淋洗剂,最佳液土比〔V（液）∶m（土）〕为10∶1,最佳淋洗时间为6 h。     

上海化学工业区土壤重金属元素形态分析

选取上海化学工业区土壤背景值样品，采用Tessier A连续提取法研究土壤中6种重金属元素的形态分布。研究结果表明，在该化工区土壤中，Cd主要以可交换态和铁锰氧化物结合态为主，分别占总量的41．5％和36．7％，说明元素Cd较活泼，具有潜在的环境影响能力，应该给予更多的关注；Cr、Cu、Ni和Zn等4种元素主要以有机结合态和残余态为主，两者分别占总量的41．4％、58．9％、31．4、32．5％和45．9％、31．5％、57．4％、52．3％；而Pb则主要以有机结合态形式存在，其占总量的87．8％；元素形态分析表明Cr、Cu、Ni、Zn和Pb这5种元素相对比较稳定。     

场地实际重金属复合污染土壤生态毒性效应定量评价

场地实际重金属复合污染土壤生态效应定量评价是场地生态风险评估中的难点,本研究耦合“自上而下”和“自下而上”复合污染联合效应评价的思路,构建了由“有效生物标志物响应筛选-主导污染物识别-不同暴露类型/污染物种类联合效应估算”3个步骤组成的场地实际重金属复合污染土壤生态效应定量评价方法,并以江苏省某废弃电镀污染场地为研究对象,采用蚯蚓土壤微宇宙培养实验进行了方法验证。以蚯蚓组织丙二醛（MDA）含量、金属硫蛋白（MT）含量、过氧化氢酶（CAT）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性和还原型谷胱甘肽（GSH）含量等生物标志物为效应终点的分析结果表明,蚯蚓对该场地的主要土壤重金属污染物包括Cd、Cu、Zn、Ni、Pb和Cr的富集能力表现为Cd>Cu>Zn>Ni>Pb>Cr;主成分分析结果表明,GSH含量、CAT活性和MDA含量为有效生物标志物,重金属Cd和Zn为主导污染物。GSH含量变化与土壤Cd总量及Zn的DTPA提取态含量之间存在多元线性关系;蚯蚓MDA含量变化能够通过土壤Cd的DTPA提取态含量进行预测;CAT活性变化能够通过Zn的土壤总量及蚯蚓生物累积量进行预测。针对场地实际污染土壤的性质及污染特征,对3类有效生物标志物响应的半效应浓度（half effect dose,EC₅₀）估算的结果表明,3类有效生物标志物的敏感性从高到低的顺序为：GSH>CAT>MDA;不同元素以及不同类型暴露之间（如,与GSH含量变化对应的土壤总Cd与DTPA-Zn）,以及同一元素不同暴露之间（如,与CAT活性变化对应的土壤总Zn与蚯蚓组织生物累积Zn）都有可能存在交互作用,而这些污染物暴露之间不存在暴露量变化的相关性。以上结果表明,采用多元统计分析手段,通过有效生物标志物响应、主导污染物的筛选以及联合效应估算,能够实现野外实际土壤重金属复合污染,生态效应的定量评价。     

端羧基超支化型淋洗剂对尾矿库区土壤重金属的淋洗效果

通过熔融聚合法,以三羟甲基丙烷为中心核,柠檬酸为共聚单体,成功制备了端羧基型超支化聚合物,并采用振荡淋洗法研究了所制备的超支化聚合物在不同因素影响下对尾矿库区污染土壤Cd、Pb和Zn的淋洗效果.实验结果表明,随着端羧基超支化型淋洗剂使用浓度的增加及淋洗时间的延长,HBP-COOH对Cd、Pb和Zn的去除率总体呈现增大趋势.在C_HBP=1.0%,且pH=3时,HBP-COOH对Cd、Zn的去除率分别为73.2%和48.1%;在pH=5且C_HBP=1.0%时,对Pb的去除率为69.2%,而且HBP-COOH对Cd的去除效果最佳.相比于柠檬酸而言,HBP-COOH对重金属具有更好的去除效果,且经HBP-COOH淋洗后,土壤的基本理化性质变化相对较小.综合考虑,HBP-COOH可以作为尾矿库区污染土壤Cd、Pb和Zn的环境友好型淋洗剂.     

An evaluation of heavy metals contamination in soils from Ganzhou navel orange orchards by geoaccumulation indexes and statistical analysis

Heavy metal pollution in orchard soils is of increasing concern owing to the potential health risk via the food chain. The evaluations of the degree of heavy metal contamination and the potential sources in soils from navel orange orchards in the Ganzhou district were investigated in the present study with the geoaccumulation index and hierarchical cluster analysis. The soil samples were collected from 280 navel orange orchards located in the 18 counties of the Ganzhou district. The concentrations of heavy metals in the samples were determined using atomic fluorescence spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with sample preparation by microwave digestion system. The results of the geoaccumulation index showed that the Ganzhou navel orange orchards were practically uncontaminated with Hg, As, Pb, Cd, Cr, Zn, and Cu, while uncontaminated to moderately contaminated with Ni. The results of cluster analysis indicated that four distinct clusters emerged for 18 sampling counties, and the considerable differences between clusters were derived from the different kinds of polluted substances. Results of the assessment of geoaccumulation index of heavy metals in soils will be helpful for the formulation of strategic sustainable agriculture in Ganzhou navel orchards and improvement of the navel orange yield and quality.     

中国冶炼行业场地土壤污染特征及分布情况

通过收集大量国内各个地区冶炼场地的最新污染数据,试图从全国尺度范围进行分析,反映中国冶炼行业场地的土壤污染状况.运用污染指数评价法、潜在生态危害指数法和生物毒性评价法,以《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)的第一类用地标准值为参比,对土壤中重金属和有机物的污染特征及生态风险...     

江西钨矿周边土壤重金属生态风险评价:不同评价方法的比较

对江西省大余县某钨矿区周边的农田土壤进行调查分析,并采用不同的方法对土壤进行评价,结果表明,土壤As、Pb、Zn、Cu和Ni的含量范围分别为15.33-154.65 mg·kg-1、156.29-346.98 mg·kg-1、47.73-277.72 mg·kg-1、19.06-210.24 mg·kg-1和12.00-35.11 mg·kg-1,一些土壤样点的As、Pb、Zn和Cu含量已超过国家土壤环境质量二级标准.利用地累积指数法对土壤进行评价,结果表明土壤均受到As、Pb、Zn、Cu和Ni不同程度的污染;根据CPI(综合污染指数)评价标准,65.7%的土壤处于污染状态;利用TCLP法对土壤生态风险进行评价,结果显示所有土壤并未受到重金属的污染,以内梅罗综合污染指数法对土壤进行综合评价,结果表明该农田土壤重金属生态风险处于安全范围;以潜在生态危害指数法评价,发现Pb、As和Cu达到或超过中等生态风险的样点分别占37.14%、25.72%和2.86%,其他重金属污染风险均属轻微以下.不同评价方法得出的评价结果有差异,人们在评价重金属污染土壤时要根据评价的目的慎重选择合适的评价方法.     

植物修复土壤重金属污染中外源物质的影响机制和应用研究进展

重金属进入土壤后难以被降解,并通过食物链在生物体内富集,长此以往会导致中毒、癌症、畸形、突变,严重影响了人类生产活动及地球生态系统的稳定。植物修复技术是一种经济有效的重金属污染修复技术,其依靠超富集植物强大的自身抗性机制,从土壤中提取或稳定重金属,达到污染治理的目的。然而修复土壤重金属污染的超富集植物通常生长缓慢、生物量低,其抗性机制也会受到植物本身对重金属胁迫的阈值限制,当胁迫超过这个阈值,植物修复的效率就会大大降低甚至失去修复功能。文章在解析植物重金属相互作用机制的基础上,综述了添加外源物质对重金属毒害植物的缓解效应以及其在强化植物修复土壤重金属污染中的应用研究进展;介绍了应用外源物质调控植物吸收转运重金属的3种途径,分别为提高土壤重金属生物利用度、促进植物生长以及增强植物耐性。提出了应用外源物质作为强化植物修复措施的潜力及今后的研究方向,其未来的研究应着重于以下方面:明确外源物质的应用浓度、时期、方式与植物吸收转运重金属之间的关系;从植物内源激素及信号分子间的互作、抗逆基因表达、内生及根际微生物等不同层面上揭示外源物质对植物积累重金属的调控机理;开展外源物质与其他植物修复强化技术的联合应用研究。这些研究可为土壤重金属污染的植物修复技术及其强化措施研究提供科学依据,同时也对植物修复工程技术的发展实践具有一定的指导意义。     

Assessment of toxicity of heavy metal contaminated soils by the toxicity characteristic leaching procedure

The concentrations of Cu, Zn, Pb and Cd in soils near a lead–zinc mine located in Shangyu, Zhejiang Province, China, were determined and their toxicity was assessed using the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) developed by the United States Environmental Protection Agency. The TCLP method is a currently recognized international method for evaluation of heavy metal pollution in soils. The available levels of Cu, Zn, Pb and Cd were 8.2–36, 23–143, 6.4–1367 and 0.41–2.2 mg kg⁻¹, respectively, while the international standards were 15, 25, 5 and 0.5 mg kg⁻¹, respectively. Soils around the mine were more polluted with Zn and Pb, followed by Cd and Cu. Moreover, the levels of heavy metals in the soils extracted by TCLP indicated that extraction fluid 2 was more effective than extraction fluid 1 in extracting the heavy metals from the polluted soils and there was a positive correlation between fluids 1 and 2. Available heavy metal contents determined by TCLP were correlated with soil total heavy metal contents.     

铜选冶厂周边农田土壤重金属污染特征及来源解析

为分析云南某铜选冶厂周边农田土壤重金属污染特征及来源,通过测定农田土壤中重金属（Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg）的含量,采用污染负荷指数、地累积指数及潜在生态危害指数法评价农田土壤重金属污染特征,并结合相关性分析和PMF模型对土壤重金属来源进行分析.结果表明：研究区土壤中Cr、As、Pb、Hg 4种重金属元素的平均含量均高于云南省土壤背景值;污染负荷指数处于轻微污染;地累积指数中As(0.92)>Hg（-0.05）>Cr（-0.41）>Pb（-0.52）>Cu（-1.05）>Zn（-1.20）>Ni（-1.21）>Cd（-3.23）,As元素属于轻度累积,其余重金属均为无累积;潜在生态风险单项指数中除Hg元素达到中等生态风险,其余7种重金属元素均为轻微生态风险,研究区整体处于轻微生态风险.土壤重金属来源分析中PMF模型解析5个因子,贡献率分别为14.8%、16.1%、15.3%、26.6%和27.2%.其中As元素主要为工业活动源,Cu、Zn、Cr、Ni元素主要为土壤成土母质源、Cd元素主要为农业活动源、Pb元素主要为交通源、Hg元素主要为化石燃料源.     

乐安江水和沉积物样品的生物毒性评估

采用二种发光菌发光抑制、二种藻生长抑制、大型溲生和慢性毒性多种生物测试方法。对采集于１９９３年６月，１９９３年１２月和１９９４１０月的乐安江可水、沉积物和沉积物间隙不进行了多指标生物毒性测试，在河流４０，５０和１５９ｋｍ处观测到较强毒性，研究结果：毒性排放主要来自乐安江上游德兴铜矿、洎不河，以及乐安江下游接近鄱阳湖口和沉积物中重金属的释放。     

重金属对发光海藻Pyrocystis lunula的毒性研究——一种新型的快速生物毒性测试方法QwikLite

利用海洋发光藻--新月梨甲藻Pyrocystis lunula的生物发光特性(QwikLite方法),以发光抑制为测试终点,研究了6种重金属离子Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cr6+、Cd2+、Hg2+的毒性,24h EC50分别为4.6601mg·L-1、0.0960mg·L-1、1.4935mg·L-1、0.1626mg·L-1、0.1272mg·L-1、0.0048mg·L-1.将该结果与这6种金属离子对其它发光藻、发光菌、糠虾和泥螺的毒性效应进行了比较.结果表明,利用QwikLite方法和Vibrio覱scheri(Microtox方法)测定的6种重金属离子的毒性顺序相似,但QwikLite法比Microtox法的灵敏度高1～2个数量级;发光藻与糠虾和泥螺的灵敏度相似或者更高,与泥螺存在显著的相关性.发光藻毒性测试方法QwikLite由于灵敏度高、操作简便、快速经济等优点,可以作为一种新型的快速生物测试方法.     

基于地理探测器的土壤重金属影响因子分析及其污染风险评价

地理探测器能快速定量化揭示驱动重金属含量影响因素的强度,这对于重金属空间预测模型构建变量的确定和土壤污染修复措施的精准实施具有重要意义.利用地理探测器模型,对5种土壤重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的空间分布和11种环境因子的交互作用进行定量评估,通过单因子指数法进行重庆市土壤重金属污染风险评价.结果表明:研究区...     

重金属污染物及其复合暴露的生物效应及机制研究进展

随着工业生产活动的快速发展,重金属污染已经成为不可忽视的环境问题。重金属作为一类持久性的污染物,能够在环境中长期存在,并与其他污染物相互作用从而对生物体造成影响。目前,单一重金属的毒理效应及致毒机理已开展系统研究,但多种重金属复合暴露的毒性效应及分子研究仍较为匮乏。本文归纳了近年来重金属复合暴露对不同生物模型的毒性作用,发现复合重金属引起的毒理效应与复合重金属种类、数量、浓度、暴露时间和受试模型有关,阐释了复合暴露通过改变重金属在生物体内吸收、累积以及与生物大分子作用影响其毒性效应的分子机制。基于目前的研究现状,我们认为未来的重金属复合毒性研究应更加注重环境相关性,引入新的检测技术和生物信息学的分析方法,进一步深入挖掘重金属复合致毒的物理化学和生物学机制。