电动力学作用下污染土壤中HCHs的迁移特征

为研究电动力学作用对污染土壤中HCHs迁移的影响及不同HCHs异构体间的迁移特征,以我国西南地区已停产的某HCHs(六六六)生产企业厂区的污染土壤为研究对象,分析反应时间、电压梯度、w(电解质)和pH等因素对HCHs迁移效果的影响. 结果表明:HCHs可以在电场力条件下进行有效迁移,其迁移效果随反应时间的增加而增强,并在192 h后达到稳定;增加电压梯度可以促进HCHs的迁移,最佳电压梯度为3.0 V/cm;最佳w(电解质)为2%;HCHs的迁移效果在pH为5.07时达到最佳. HCHs由阴极向阳极迁移,不同HCHs异构体在阳极的富集程度存在差异,其中α-HCH富集率最高,为210.5%~226.3%;而β-HCH、γ-HCH、δ-HCH富集率分别为72.5%~265.3%、38.5%~79.3%、57.3%~62.6%. 电动试验结束后,阴极处电导率最高,为1.2~324.4 mS/cm. P_(0.6)(距阴极的标准化距离为0.6的采样点)处最低,为0.1~70.1 mS/cm;土壤pH由阴极向阳极逐渐减小,其中阴极pH为10.31~12.05,而阳极pH为0.98~4.56. 研究显示,电动因素会对污染土壤中HCHs的迁移造成不同程度影响;不同HCHs异构体中,α-HCH迁移能力最强,β-HCH次之,γ-HCH和δ-HCH迁移能力较弱.      

农药污染土壤中DDTs的电动力学迁移去除特性

为研究土壤中DDTs(滴滴涕)的电动迁移去除特性,以重庆市某废弃DDTs生产企业污染土壤为研究对象,采用GC-ECD分析了该土壤中DDTs的质量分数、电动迁移效果、电动去除率及试验过程中土壤理化性质改变等.结果表明:该污染场地土壤中w(p,p′-DDT)最高,w(o,p′-DDE)和w(p,p′-DDD)次之,三者分别占w(DDTs)的53.02%、23.46%和12.77%;DDTs迁移效果在192 h时基本稳定,并在3 V/cm电压梯度时迁移效果最佳,其中DDT和DDD向阳极迁移而DDE向阴极迁移,o,p′-DDE富集量最大,其c/c₀〔标准化浓度,c₀、c分别为电动试验前、后污染土壤中w(DDTs)〕为4.70;DDTs去除率在电动时间为192 h、电压梯度为3 V/cm时达到相对稳定,其中p,p′-DDT去除率较高,为49.7%;阴极土壤pH随电动试验时间的增加而增大,其最大值为11.63,阳极土壤表现相反,其最小值为-1.71;电流和土壤温度随电动试验时间的增加呈先增后减的趋势,其峰值均出现在第8小时.研究显示,不同DDTs异构体在电动力学作用下的迁移去除效果存在差异,并且电动过程会引起土壤理化性质改变.      

有机氯农药企业搬迁遗留场地土壤中污染物的垂向分布特征

为了解农药企业搬迁遗留场地土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的垂向分布特征,在某有机氯农药企业搬迁遗留场地的不同功能区设置采样点,分层采集土壤样品并分析其污染物的垂向分布特征.结果表明,在表层、亚表层土壤样品中w(HCHs)和w(DDTs)较高,随着深度的增加土壤中w(HCHs)和w(DDTs)逐渐下降,但下降幅度呈现出一定的波动性.该场地土壤中的有机氯农药引起地下水污染的风险较低.通过研究污染物的组成发现,土壤中作为母体化合物的w(DDT)较低,其代谢产物w(DDD)和w(DDE)较高,HCHs异构体中β-HCH所占比例相对较高,表明过去生产期间的遗留是土壤中有机氯农药的主要来源.土壤理化性质与污染物含量间的相关性分析结果显示,位于西南部试验厂区土壤中w(HCHs)和w(DDTs)与w(有机质)相关性显著,说明该场地土壤中的有机质是影响有机氯农药分布的重要因素之一.      

广东省典型区域农业土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的残留及其分布特征

2002年10月—2005年11月采集广东省典型区域(汕头市、湛江市、东莞市、惠州市、中山市、珠海市和佛山市顺德区)的农业土壤表层(0～20 cm)样品444个,采用气相色谱方法对土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)进行分析,初步揭示广东省农业土壤中有机氯农药的分布及残留情况. 结果表明:HCHs的检出率为95.9%,w(HCHs)为未检出～104.38 ng/g,平均值5.90 ng/g;DDTs的检出率为95.7%,w(DDTs)为未检出～157.75 ng/g,平均值为10.18ng/g. HCHs的4种异构体中,w(β-HCH)最高,平均值为2.96 ng/g,而p,p′-DDE是3种DDTs异构体中含量最高的,平均值为5.09 ng/g. 不同土壤利用类型中,有机氯农药残留总量为水稻田>菜地>香蕉地>旱坡果园地>甘蔗地,汕头市土壤中有机氯农药残留总量明显高于该研究区的其他地方. 与国内外其他地区农业土壤中的DDTs和HCHs含量和我国土壤环境质量标准(GB15618-1995)相比,广东省典型区域污染程度较低.      

热解吸修复污染土壤过程中DDTs的去除动力学

采用热解吸修复技术对北京某农药厂旧址的DDTs(滴滴涕)污染土壤进行修复试验,优化了土壤中DDTs的热解吸温度,对DDTs热解吸动力学过程以及土壤水分对热解吸修复效果的影响进行了研究. 结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中DDTs,在340℃时土壤中∑DDTs的去除率达到99%,此时土壤中的w(∑DDTs)为0.598mg/kg,低于HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(1.0mg/kg),但继续升温∑DDTs去除率的变化不明显. 土壤中∑DDTs的热解吸动力学符合二级动力学方程(R2为0.9914),热解吸过程受土壤中w(∑DDTs)的影响较大,即随时间的增加,w(∑DDTs)下降,热解吸速率会迅速降低. 土壤含水率对热解吸效果有一定的影响,特别是当土壤含水率超过16%时p,p-DDE的去除率明显降低,而土壤含水率对其他组分的影响较小.      

阳极电解液pH值对Cr(Ⅵ)污染土壤电动修复效率的影响研究

为研究不同阳极电解液初始pH值条件对铬污染土壤电动修复效率的影响,试验以氯化铜溶液为阴极电解液,不同初始pH值(pH=3、4、5)的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液为阳极电解液,并在阴极室靠近土壤处放置阳离子交换膜,以此阻隔阴极的OH-进入土壤,采用电动力学方法修复Cr(Ⅵ)污染土壤。结果表明:经过400h电动修复后,当阳极电解液初始pH=3时土壤中铬的去除效果最佳,此时靠近阴极部分S7区域土壤为最大截面去除率,达到84.5%。采用BCR四步连续提取法对电动修复前后铬污染土壤中铬的形态变化进行分析,结果表明电动修复过程中主要是对土壤中可氧化态和弱酸可提取态的铬进行了去除,而残渣态铬含量几乎不变。选用铜盐作为阴极电解液可以有效促进铬的迁移与去除。     

添加液促进电动法修复苯胺污染砂土的试验研究

室内模拟研究结果表明,电动修复苯胺污染土壤的过程中,添加液的加入对实验结果有较大影响。当腐植酸浓度大于临界胶束浓度时,起表面活性剂的作用,使苯胺在土壤中迁移增强并在距阳极80～90mm富集。土壤中均匀加入Tween80或β-环糊精后,苯胺在3取样点富集,但富集浓度后者是前者的1．28倍,且污染物有向阴极迁移的趋势。     

福建武夷山北段土壤中有机氯农药的残留及空间分布

于2009年3月采集福建武夷山北段106个表层土壤样品,并用气相色谱(GC-ECD)内标法分析其有机氯农药(OCPs)的含量,探讨了研究区土壤中OCPs的残留水平、空间分布及来源.结果表明,该区土壤中HCHs及DDTs的异构体或衍生物的检出率在82.1%~100%之间,土壤中HCHs、DDTs的检出率高达100%.HCHs和DDTs含量范围(平均值)分别为1.05~25.07ng/g(3.98ng/g),0.01~107.99ng/g(7.48ng/g).通过与南极、西藏地区等地区土壤含量比较,该地区土壤中OCPs含量属于低污染区.不同土地利用类型中,土壤中总OCPs含量排序为:水田>蔬菜地>林地.来源分析表明该地区HCHs污染主要来源于历史使用,而DDTs近年来仍有输入,这可能与DDT的替代品-三氯杀螨醇的使用有关.     

电动脱除孔隙水削减底泥内源磷的效果研究

选择污染严重的底泥为研究对象,采用基于孔隙水脱除的电动修复装置,进行了底泥脱水排磷实验,探究了电动脱除孔隙水的底泥减磷效果,分析了底泥各形态磷在电动脱除孔隙水中的迁移转化过程.结果表明：电动脱水过程中阴极总脱水量为5740mL,远大于阳极（2121mL）,但脱水中总磷浓度为阳极大于阴极,80%以上的磷从阳极排出,电迁移在电动脱水排磷中起主要作用,通电使排磷总量增加了70%以上,其中在0.25V/cm的电压梯度下修复18d的条件下,排磷量最大;电动脱水排磷效率在通电48h内达到最高[0.73mg/（kW·h）],随后急剧减小;经过电动脱水排磷后,底泥含水率下降了14.07%,底泥总磷降幅最高可达231.92mg/kg,底泥中交换态磷（Ex-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Oc-P）、钙结合态磷（Ca-P）平均脱除率分别为80.01%、14.75%、40.65%和19.22%,其中阳极酸化导致氧化铁的溶解和Ca-P的释放,故阳极附近Oc-P、Ca-P降幅较大,而阴极碱化使Fe-P释放,故阴极附近Fe-P降幅较大.经计算可知,通过电动脱除孔隙水,底泥中生物可利用性磷（Ex-P+Fe/Al-P）平均下降了14.12%,底泥内源磷释放的风险得以降低.     

有机氯农药在海河干流水体和菹草中的浓度分布

于2008年3月29日—5月25日对海河干流水体和菹草中的有机氯农药(OCPs)——六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的分布进行了采样调查. 结果表明,水体中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)分别为3.95～20.15和6.88～35.23 ng/L,平均值为11.11和15.34 ng/L;菹草中w(HCHs)和w(DDTs)分别为2.17～7.82和1.40～22.80 ng/g,平均值分别为4.49和7.79 ng/g,菹草生长旺盛期的w(HCHs)和w(DDTs)最高,其变化主要受水体中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)的影响;菹草生长旺盛期HCHs和DDTs的PCF值最高;菹草中HCHs的主要成分为γ-HCH,而水体中为β-HCH;DDT是水体和菹草中DDTs的主要成分,但菹草中DDT的相对含量明显低于水体,与水体相比,DDT在菹草中能进一步被降解,且以好氧降解为主.      

典型农药生产场地DDTs和HCHs残留水平及垂直分布特征

采集我国西南某农药厂场地内不同深度的土壤样品,使用GC-MS分析了土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的残留水平和垂直分布特征。结果表明,土壤HCHs浓度变化范围为nd~90.80mg/kg之间(平均值为3.65mg/kg),土壤的DDTs含量介于nd~465.00mg/kg之间(平均值为11.22mg/kg)。垂向土壤样品分析结果显示,HCHs和DDTs的检出率普遍偏高,检出有机氯农药的最深土层达到了1100cm;虽然HCHs和DDTs在不同采样点的剖面变化规律差异明显,但均表现出较强的垂直迁移能力,这可能与本场地企业生产过程中的车间建设改造有关。总体看来,本研究场地土壤环境遭受了明显的HCHs和DDTs污染,在后续的再开发利用中必须采取相应的控制措施或者治理修复,从而保障环境安全。     

某农药生产场地中特征POPs的环境风险研究

用钻探采样和布设地下水监测井的方法,监测了华东某农药厂DDTs生产场地土壤中DDTs和HCHs等POPs类有机污染物. 结果表明,场地特征污染物DDTs和HCHs是土壤污染健康风险的最主要来源. DDTs的风险普遍高于HCHs,DDTs致癌风险最高可达5.4×10-3,非致癌危害商可达130;HCHs致癌风险最高可达4.3×10-4. 三氯杀螨醇车间土壤中DDTs风险高于DDTs车间. DDTs车间的前3层遭受DDTs污染面积较大, 其区域基本涵盖了HCHs污染范围;第4～6层也有约一半的区域遭受DDTs污染,但HCHs的污染已处于风险可以接受的水平. 三氯杀螨醇车间的前3层普遍受到DDTs和HCHs较严重的污染,面积几乎涵盖了整个车间区域.      

广州部分区域表层土壤中有机氯农药分布特征

通过在冬、夏两季对广州市部分市区和远郊区的表层土壤样品中OCPs(有机氯农药)的采样和气相色谱-电子捕获检测法分析,对OCPs残留现状进行了研究.结果表明,土壤中w(HCHs)为0.29～14.90 ng/g,未超过GB 15618—1995《土壤环境质量标准》的一级自然背景值.w(DDTs)为nd～697.70 ng/g.海珠区和黄埔区部分地点w(DDTs)超过一级自然背景值.DDTs为主要残留有机氯农药,平均占w(OCPs)的85.1%.所观察到的较低的w(α-HCH)/w(γ-HCH)(小于1)和w(γ-HCH)>w(β-HCH)的结果,有可能是林丹输入所致.一些地点可能有新的DDT输入.按土地利用类型划分,表层土壤中w(OCPs)为工业区>农田>果园>未利用地>居民区绿地>森林公园.      

卧龙自然保护区土壤中有机氯农药的来源分析

为了判断清洁地区有机氯农药的来源,选择四川西部山区卧龙自然保护区高海拔点位的土壤样品,利用GC-HRMS方法测定有机氯农药的残留量. 卧龙土壤中w(HCHs)和w(DDTs)分别为(0.42±0.23)和(0.51±0.35) ng/g,比典型污染土壤低1～2个数量级. 利用聚类分析方法对浓度归一化数据进行分析,结果表明:卧龙土壤中HCHs的化学组成特征与典型污染土壤不同,而与典型大气样品相似;DDTs的组成特征在典型土壤和大气中没有稳定的显著差异. 结合有机氯农药的浓度水平、空间分布和物理化学性质进行分析,结果表明,大气传输过程的贡献可能是卧龙地区生态系统中HCHs以及其他有机氯农药的主要来源.      

湖南东部地区稻田土壤中有机氯农药残留及分布

2006年3月,在湖南省东部7个地区的城市近郊和工业区附近稻田中多点采集土壤样品,参照EPA8081A标准方法对样品进行处理和分析,以研究20种有机氯农药残留及分布状况.结果表明:稻田土壤中残留的有机氯农药主要为六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)类,共占有机氯农药残留总量的84.6%,2种污染物残留量均低于《食用农产品产地土壤环境质量指标》(HJ332-2006)限值,其中,w(HCHs)为1.7～25.3 μg/kg,平均值为18.2 μg/kg;w(DDTs)为10.5～40.4 μg/kg,平均值为23.8 μg/kg.残留水平较高的是β-HCH,DDT和DDE,w(β-HCH),w(DDT)和w(DDE)的平均值分别为12.9,11.4和9.8 μg/kg;其他13种农药也不同程度地被检出.同国内外其他地区同类农田土壤相比,该残留量处于中等水平,表明湖南东部地区稻田土壤中六六六和DDT的残留具有一定的生态风险.      

新疆哈密地区有机氯农药大气、土壤残留特征、气-土交换及潜在生态风险

应用大气被动采样技术对新疆哈密地区城市、农村及林场点位大气和土壤中主要有机氯农药:HCHs和DDTs进行了1a的观测分析,对其大气、土壤残留现状和气-土交换进行了分析研究,并对其潜在生态风险进行了初步评估,结果表明,哈密地区大气中HCHs和DDTs在1a观测期的平均浓度分别为107.1 pg·m-3和43.9 pg·m-3;大气中HCHs和DDTs浓度呈现季节性变化:夏、秋两季HCHs和DDTs的浓度普遍高于冬、春两季,推测为夏、秋季较高的温度造成更多的HCHs和DDTs挥发到空气中;大气中两类OCPs污染以HCHs为主,HCHs各类异构体残留以α-HCH为主,DDTs残留以p,p’-DDE为主.研究区大气中α-HCH/γ-HCH的值普遍在3～7之间,推测工业HCHs的使用或HCHs的大气长距离传输对该地区大气中HCHs含量有较为明显的影响;大气中(DDD+DDE)/DDTs的值在0.4～0.9之间,有71.4%的比值大于0.5,表明大气中DDTs主要来自于环境中的残留,近期没有新源输入.土壤中HCHs和DDTs含量范围分别为0.344～6.954 ng·g-1和0.104～26.397ng·g-1,均未超过国家土壤环境质量标准规定的一级自然背景值;土壤中两类OCPs污染以DDTs为主,HCHs各异构体残留以β-HCH为主,DDTs残留以o,p’-DDT为主,根据(DDD+DDE)/DDTs<0.5,近期土壤中有新的HCHs和DDTs输入.土壤和大气中HCHs和DDTs的来源不一致,主要是由土壤和大气本身的不同特性以及哈密地区复杂的地理和气候条件导致的.气-土交换研究表明:哈密地区HCHs各异构体和p,p’-DDE的气-土交换主要以土壤向大气挥发为主;而o,p’-DDE、o,p’-DDD、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT的气-土交换则主要是由大气向土壤沉降.大部分DDTs的汇是土壤,源是大气;而HCHs和p,p’-DDE的汇则是大气,源是土壤.哈密地区土壤中HCHs的生态风险较低,哈密城市和林场土壤中DDTs可能对该地区鸟类和土壤生物具有一定的潜在生态风险.     

海河上游地区土壤有机氯农药的分布特征研究

该文采集了海河上游地区土壤样品,测定了24种有机氯农药(OCPs)的残留量,并对其残留特征、污染来源和污染程度进行了研究。结果表明,海河上游地区土壤中检出大部分有机氯农药,其中3种有机氯农药检出率达到100%,OCPs总残留量(∑OCPs)范围为2.75~139 ng/g,平均为40.1 ng/g。DDTs和HCHs是土壤中有机氯农药的主要污染物,相应的残留量分别为2.75~131 ng/g和ND~11.0ng/g,二者的残留特征表明了该地区土壤中HCHs主要来自于早期商业残留,部分地区存在新源输入的可能;而DDTs主要来源于历史上DDTs农药的使用,部分地区显示有新源输入。土壤中HCHs污染程度较低,而部分地区土壤中DDTs属于较高程度污染,存在较大的环境风险。文章同时首次分析了海河上游土壤中DDTs的降解产物DDM(bis(p-chloropheny)-methane)、DDMU(bis(chlorophenyl)-1-chloroethylene)和DBP(dichloroben-zophenone)的残留量,并讨论了DDT降解产物的分布特征。     

有机氯农药在岩溶区上覆土壤中的垂直迁移特征及对地下水的影响

选取典型表层岩溶泉域内的土壤剖面和表层岩溶泉水为研究对象,采用气相色谱(GC-μECD)对土壤和地下水中的有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)进行定量分析,研究了有机氯农药在岩溶区上覆土壤中的垂直迁移以及对地下水的影响.结果表明,研究区所有土壤剖面中,HCHs和DDTs均有检出.HCHs和DDTs的含量范围分别为:0.77~18.3 ng·g-1(平均5.16 ng·g-1)和0.34~226 ng·g-1(平均16 ng·g-1).研究区土壤中的HCHs和DDTs峰值主要出现在土壤亚表层.在一年的观测期间,4个表层岩溶泉中均有HCHs和DDTs检出.泉水中HCHs和DDTs的含量范围分别为:2.09~60.1 ng·L-1(平均12 ng·L-1)和N.D~79.8 ng·L-1(平均9.16 ng·L-1).后沟泉、柏树湾泉、兰花沟泉的HCHs和DDTs含量以及水房泉中的HCHs含量均呈现出雨季高于旱季的特点.泉水中的HCHs、DDTs含量与泉域内土壤中的HCHs、DDTs含量并没有很好的对应关系.研究表明,TOC、土壤含水量、黏粒含量、p H均对后沟泉域土壤中有机氯农药垂直迁移产生抑制作用,致使后沟泉域土壤中有机氯农药含量虽然在4个泉域中最高,但泉水中的含量却最低.而在水房泉泉域,这4个因素对有机氯农药的垂直迁移均没有抑制作用,因此水房泉泉域土壤中有机氯农药含量虽然最低,但泉水中有机氯农药的含量却较高.     

铬-菲复合污染土壤的电动修复效果

为了解决常规电动修复方法对土壤重金属-有机物复合污染去除效率低的问题,采用向电解液中添加表面活性剂以及控制阴极电解液为酸性的电动强化修复技术,以Cr和菲为代表性污染物,研究电压和表面活性剂〔TritonX-100(曲拉通100)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)〕以及阴极电解液pH对修复效果的影响. 结果表明:Cr(Ⅵ)以阴离子团形式呈现向阳极迁移的趋势,菲呈现向阴极迁移的趋势;随着施加电压的升高,污染物去除率也会相应提高,当电压梯度升至1.0 V/cm时,Cr(T)、Cr(Ⅵ)、菲的去除率分别达到34.3%、76.9%、12.7%. 在电压梯度为1 V/cm的条件下,控制阴极电解液pH为4.00时,Cr(T)、Cr(Ⅵ)、菲的去除率分别升至45.1%、84.8%、23.1%;向电解液中添加表面活性剂后能提高污染物的去除率,其中,添加SDBS能够将Cr-菲复合污染土壤中Cr(T)、Cr(Ⅵ)的去除率由34.3%、76.9%升至39.9%、82.0%,添加TritonX-100能够将有机物菲的去除率由12.7%升至27.0%. 研究显示,修复处理后污染物浓度均有不同程度的降低,充分表明电动处理时提高修复电压、添加表面活性剂以及控制阴极电解液的酸碱性可以明显促进污染物在土壤中的迁移.      

聚吡咯改性电极强化MFC驱动铀污染土壤的电动修复研究

为探究聚吡咯(PPy)改性电极强化微生物燃料电池(MFC)驱动铀污染土壤的电动修复研究,利用PPy对碳毡电极进行改性,研究不同比例PPy改性电极对MFC的产电性能及其驱动铀污染土壤电动修复效果的影响。结果表明：PPy改性电极增强了MFC的产电性能,CP100最大电压164 mV,最大功率密度18.92 mW/m²,比原始碳毡电极分别提升了29.13%和43.12%;PPy作为MFC阴极增强了土壤中铀的去除效果,其中CP50相较于原始碳毡电极铀的吸附率提升了约13倍;以MFC作为电源能够有效驱动土壤中的铀从阳极向阴极的迁移,其中CP50实验组近阳极区域土壤中铀的最大去除率高达56.42%。综上所述,PPy改性电极对微生物燃料电池的产电能力和铀的去除均具有明显的强化作用。