硫酸盐还原条件下多环芳烃在土壤中的迁移转化

为研究硫酸盐还原条件下多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)类有机污染物在土壤中的污染分布规律和迁移转化过程,设计了室内土柱淋溶试验,选择菲、蒽和芘作为PAHs的代表,模拟硫酸盐还原条件下PAHs在土壤中的迁移转化过程.监测土壤中PAHs的垂直分布、淋出液中ρ(PAHs)和ρ(SO₄2-)、淋出液的氧化还原电位(E_h)和总体积,并通过质量平衡计算出PAHs的降解率.结果表明:①菲和蒽的相对淋出率总体都不超过2%.120 d后菲和蒽在土壤中的残留率分别为51.87%和51.21%,而芘有90%以上吸附在土壤中,在淋出液中未检出.②随着淋溶时间的延长,土壤中的氧气逐渐被消耗,淋出液中ρ(SO₄2-)和E_h逐渐降低,并趋于稳定,硫酸盐还原作用发生.③3种PAHs在硫酸盐还原条件下都存在一定程度的降解.菲和蒽的降解率相差不大且随淋溶时间的延长逐渐增大,120 d后菲和蒽的降解率分别为47.41%和48.10%,而4环的芘降解速率非常低,120 d后降解率仅为3.61%.      

基于土壤中多环芳烃解吸特性的生物修复效果评价

采用XAD-2树脂辅助解吸方法测试了生物堆修复前后土壤中荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝这4种PAHs的解吸特性,并根据解吸结果进行了生物修复效果评价.结果表明,土壤中这4种PAHs的累计解吸量随解吸时间延长而增加,但解吸速率逐渐降低,符合"两阶段"解吸模型,生物修复前土壤中不同种类PAHs"快解吸"量占PAHs总量的32%～70%,修复后土壤中不同种类PAHs"快解吸"量占PAHs总量的14%～39%.经过6个月的生物修复,基于生物可利用含量变化的荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝修复效率依次为82.9%、79.7%、64.9%、54.3%,,明显高于基于PAHs总含量的生物修复效率61.0%、51.7%、37.2%、38.7%.     

微生物对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响

以枯草芽孢杆菌为接种微生物,研究微生物对沉积物和湿地土壤吸附多环芳烃（PAHs）菲、苯并［a］芘过程的影响.结果表明,枯草芽孢杆菌对菲与苯并［a］芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98％,对苯并［a］芘消除85％;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并［a］芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并［a］芘的吸附量却降低了2/3左右;未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20％,接种的样品组为2.9％,而对苯并［a］芘的解吸结果与菲相反,未接种的对照组为4％,接种的样品组为13％.微生物在土壤与沉积物吸附PAHs的过程中起主导作用.     

典型表面活性剂对焦化污泥中富集多环芳烃的解吸

焦化废水中的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)由于其亲脂性极易转移至污泥相中,此过程成为微生物降解污泥中PAHs的传质受限步骤.基于表面活性剂解吸焦化污泥中富集的PAHs以利于微生物降解的构想,采用两种典型的表面活性剂—Triton X~(-1)00和十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,SDS)来考察其对菲、芘和苯并[a]芘的增溶作用,对比了不同浓度的菲、芘和苯并[a]芘在焦化污泥上的吸附特征,探讨了表面活性剂对焦化污泥中富集多环芳烃的解吸行为.结果发现,表面活性剂对菲、芘和苯并[a]芘的增溶能力与三者的亲脂性存在负相关的关系,它们在焦化污泥上的吸附特征可用Freundlich等温吸附模型来描述,影响吸附容量的因素包括PAHs的亲脂性和焦化污泥的理化性质;SDS与Triton X~(-1)00共同作用时对芘和苯并[a]芘的增溶更明显;以两者混合质量计的1 g表面活性剂在16 d内可以解吸1.12mg的总PAHs.上述研究可以作为焦化污泥生物修复的增溶工艺中表面活性剂需求量计算的参考依据.     

金属离子对长期污染土壤中多环芳烃解吸的影响

研究了离子强度、不同金属离子对土壤中PAHs表观解吸水平的影响.根据Pearson原理计算了菲、荧蒽、芘和苯并[k]荧蒽等几种PAHs的碱性特征参数并据此分析了其酸碱性类型.结果表明:实验条件下,解吸液中离子强度并非影响土壤中PAHs解吸的控制要素;不同硬度酸性金属离子与PAHs之间的酸碱作用是影响土壤中PAHs解吸水平变化的关键.硬酸性金属离子Ba2+、Al3+、Ca2+对土壤中PAHs的解吸具有促进作用,软酸性离子Hg2+、Ag+则具有抑制作用,比较而言交界酸性金属离子Cu2+、Fe2+、Zn2+在提高土壤中PAHs解吸上作用更加明显.     

珠江三角洲典型城市农业土壤及蔬菜中的多环芳烃分布

2003年5月采集佛山顺德区8个乡镇36个土壤以及29个蔬菜样品,采用气相色谱.质谱仪对其中的16种优先控制多环芳烃(PAH.)进行分析.结果显示,蔬菜中PAHs的平均含量为183.0μg·kg-1,蔬菜中主要的PAHs为低分子量的菲、蒽、(屈)、芘.萘;不同种类蔬菜间PAHs含量差异很大,叶菜类较瓜果、豆荚类蔬菜中的PAHs含量高,这主要取决于蔬菜种类间不同的生长结构特征.蔬菜中PAHs含量与土壤中PAHs含量不相关,蔬菜中的PAHs含量与PAHs的辛醇/水分配系数(10gKow)大小密切相关.土壤中PAHs平均含量为233.0μg·kg-1土壤中主要的PAHs是菲、荧蒽、芘、(屈)、苯并[b]荧蒽,多数土壤中PAHs含量高于蔬菜中PAHs含量.土壤、蔬菜中分别以4环、2-3环PAHs占优势.     

土壤中多环芳烃的SPMD辅助解吸行为研究

为了开发一种表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的新方法,建立了半透膜被动采样装置（SPMD）研究土壤中有机污染物解吸行为的方法,利用SPMD分析了多环芳烃菲、芘和苯并［a］芘在3种不同性质土壤中的辅助解吸行为.结果表明,SPMD是一种很好地表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的手段. SPMD辅助解吸多环芳烃的效率与土壤有机质及多环芳烃性质有关.随着土壤有机质含量的降低,土壤中菲和芘的SPMD解吸率逐渐升高,对于10 mg/kg染毒水平,当土壤有机质含量由18.68%降低到0.3%时,2种化合物的解吸率分别由56.45%和48.28%上升到接近100%;但是对于苯并［a］芘,粘土表现出明显的滞留能力,在有机质含量（0.3%）很低、粘土含量（39.05%）较高的3号土壤中,苯并［a］芘的解吸率仅有66.97%.不同多环芳烃SPMD辅助解吸率差别很大,随着土壤有机质含量的降低,以及污染物浓度的提高,菲和芘的解吸差异逐渐缩小,而苯并［a］芘与上述2种多环芳烃的差异很大,主要是由于苯并［a］芘具有高度亲脂性,并且分子较大,造成其容易滞留在粘土的微孔及有机质的致密结构中.     

某油泥堆放场地中多环芳烃的污染及其垂向分布特征

通过采集某油田油泥堆放场地及其周边24个表层土壤样品和2个剖面土壤样品,采用超声波萃取-气相色谱/氢火焰离子化检测分析方法,对美国环境保护局(USEPA)优控的16种多环芳烃(PAHs)进行定量分析.结果表明:该研究区域的PAHs污染已较为严重,污染场地内16种PAHs的检出率为100%,w(PAHs)平均值为7 770.7 ng/g;周边土壤的16种多环芳烃的检出率为58.3%～100%,二苯并［a,h］蒽及茚并［1,2,3-cd］芘的检出率相对较低,w(PAHs)平均值为2 038.8 ng/g.研究区域内主要污染物为萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、、芘、苯并［a］蒽和苯并［a］芘.从母体PAHs与污染物来源的关系和单组分比值可以看出,污染场地内及周边土壤的污染源是石油源和燃烧源的混合源.w(PAHs)在土壤剖面中的峰值出现在40～60及20～40 cm处,不同组分的PAHs在土壤剖面中的迁移能力表现为2～3环PAHs＞4环PAHs＞5～6环PAHs.      

表面活性剂Tween80及DOM对土壤中菲、芘解吸的影响

采用室内序批试验研究了水溶性有机物（DOM）及表面活性剂Tween80对污染土壤中菲、芘解吸行为的影响.结果表明,DOM能够增加土壤中菲、芘的解吸率,且猪粪堆肥的DOM作用效果较好;随着体系中Tween80浓度的增加,土壤中菲、芘的解吸率也明显地增加,当Tween80浓度为150 mg·L^-1时,菲、芘的解吸率分别是对照的1.7倍（菲）和6.2倍（芘）;DOM与Tween80联合作用时受Tween80浓度的影响,低浓度时联合作用效果不明显,当Tween80为150 mg·L^-1时,菲、芘的解吸率显著增加且大于两者单独作用的结果之和.试验结果还表明,同等条件下高相对分子质量DOM组分（>25000）对土壤中菲、芘的解吸作用大于低相对分子质量DOM组分（<1 000）.     

鼠李糖脂与β-环糊精复合提取预测污染土壤中PAHs的生物有效性

以添加3种典型多环芳烃(PAHs)菲(Phe)、芘(Pyr)、苯并[a]芘(Ba P)的模拟污染土壤(海南红壤)为对象,研究了鼠李糖脂(RL)与β-环糊精(HPCD)复合提取预测污染土壤中PAHs的生物有效性的可行性.结果表明,当RL浓度大于临界胶束浓度时,由于其胶束增溶作用,PAHs的表观溶解度随RL浓度增加而增加,促使更多的PAHs从土壤固相解吸进入土壤溶液中.通过HPCD/RL复合提取土壤中的PAHs的含量与蚯蚓体内吸收的PAHs的量进行相关性分析,发现两者之间存在显著的正相关关系.但是PAHs蚯蚓吸收量是HPCD单独提取量的2.04倍,是HPCD/RL提取量的1.15倍.结果表明,HPCD/RL比HPCD对PAHs提取更能接近蚯蚓富集.因此,RL的添加在一定程度上增加了HPCD对污染土壤中PAHs生物有效性的预测效果,HPCD/RL复合提取法可以作为一种相对快捷可靠的预测PAHs生物有效性的方法.本研究为复合提取在有机污染物生物有效性评价方面提供一个新的方向,也为有机污染物的风险评估和生物修复提供了一定的技术支持.     

Uptake and accumulation of phenanthrene and pyrene in spiked soils by Ryegrass(Lolium perenne L.)

Phytoremediation has long been recognized as a cost-effective method for the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） from soil. A study was conducted to investigate the uptake and accumulation of PAHs in root and shoot of Lolium perenne L. Pot experiments were conducted with series of concentrations of 3.31-378.37 mg/kg for phenanthrene and those of 4.22-365.38 mg/kg for pyrene in a greenhouse. The results showed that both ryegrass roots and shoots did take up PAHs from spiked soils, and generally increased with increasing concentrations of PAH in soil. Bioconcentration factors（BCFs） of phenanthrene by shoots and roots were 0.24- 4.25 and 0.17-2.12 for the same treatment. BCFs of pyrene by shoots were 0.20-1.5, except for 4.06 in 4.32 mg/kg treatment, much lower than BCFs of pyrene by roots （0.58-2.28）. BCFs of phenanthrene and pyrene tended to decrease with increasing concentrations of phenanthrene and pyrene in soil. Direct uptake and accumulation of these compounds by Lolium perenne L. was very low compared with the other loss pathways, which meant that plant-promoted microbial biodegradation might be the main contribution to plant-enhanced removal of phenanthrene and pyrene in soil. However, the presence of Lolium perenne L. significantly enhanced the removal of phenanthrene and pyrene in spiked soil. At the end of 60 d experiment, the extractable concentrations of phenanthrene and pyrene were lower in planted soil than in non-planted soil, about 83.24%-91.98% of phenanthrene and 68.53%-84.10% of pyrene were removed from soils, respectively. The results indicated that the removal of PAHs in contaminated soils was a feasible approach by using Lolium perenne L.     

喀斯特高原区5种常见灌木叶片δ~(13)C值的季节变化及其对石漠化程度的响应

测定了贵州高原喀斯特石漠化小流域内5种灌木叶片δ13C值的季节变化,旨在探讨季节及石漠化等级对植物叶片δ13C值的影响。结果表明:不同季节间植物叶片δ13C值呈显著差异,生长初期(4月)叶片的δ13C值显著高于生长中后期(7月、9月及12月);5种灌木种种间差异显著,火棘的叶片δ13C值最负,荚蒾的叶片δ13C值最正,粉枝莓,鼠李和竹叶椒的叶片δ13C值居中;7月不同石漠化等级间植物叶片δ13C值存在显著差异,而在其余月份(即4月、9月及12月)不同石漠化等级间植物叶片δ13C值不存在显著差异,但基本呈现无、轻度石漠化植物叶片小于中度石漠化植物叶片δ13C值的格局;整个生长季中,叶片δ13C值与土壤含水量的相关关系研究表明大多数种在大多数时间随土壤水分的减少其δ13C值增高。     

旱灾对石漠化影响评估及灾后石漠化防治分区

以西南五省区(四川、重庆、云南、贵州、广西)为研究对象,将岩性、坡度、降水、土地利用、土壤类型、植被覆盖度、与居民点距离、人口密度作为评价指标,研究了石漠化敏感性及西南旱灾导致的变化,并以贵州省兴义市为示范,制定了旱灾后石漠化防治分区. 结果表明:干旱可提高石漠化敏感性,受旱灾程度越深,石漠化敏感性增强越明显. 旱灾导致西南五省区石漠化极重度敏感区和重度敏感区面积分别增加了777和16 484 km2. 贵州省兴义市石漠化敏感性显著变化面积最大,达到石漠化总面积的54%,灾后治理区、监督区、预防区的面积分别为110.9、221.8和509.1 km2,其中需对33.7 km2的石漠化区域进行优先治理.      

调理剂对多环芳烃污染黏性土壤热脱附的影响

黏性土壤具有颗粒细小和通透性弱等特点,会影响受多环芳烃(PAHs)污染的黏性土壤的热脱附效率,因此本研究选择6种调理剂(CaO、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂CO₃和沸石)来改良黏性土壤,考察调理剂对PAHs污染黏性土壤热脱附的影响,分析了调理剂对黏性土壤塑性指数、pH、阳离子交换量、粒径的影响,探讨了调理剂对PAHs污染黏性土壤热脱附的影响机制.结果表明：(1)添加6种调理剂均提高了PAHs污染黏性土壤的热脱附效率,可有效去除总PAHs,并显著降低超标物质苯并[a]蒽(Baa)和苯并[a]芘(Bap)的残留浓度,其中在添加10%CaO条件下,总PAHs去除率最高,达97.48%.(2)分别添加6%的CaO、MgO、K₂CO₃调理剂后,黏性土壤塑性指数由18.55%分别降至14.38%、13.58%和15.25%,但添加Al₂O₃、Fe₂O<...     

土壤中芘、菲、萘、苯对小麦的生态毒性影响

采用生物培养和物理化学试验,研究了芘、菲、萘、苯对土壤中小麦的生态毒性.结果表明,芘对小麦根毒害的敏感区间浓度为0～300mg/kg;土壤中芘的50%小麦根伸长抑制率浓度为500mg/kg.PAHs的生态毒性与其溶解度和结构有关,且随着溶解度的增大和苯环数目的减少而增加.PAHs会降低土壤的土水势,土水势降低的程度随着PAHs溶解度的增大而增大.     

青顶拟多孔菌对单一和复合多环芳烃的降解特性

利用中国东北林区普遍存在白腐菌——青顶拟多孔菌,降解单一和复合多环芳烃,分别测定了菲、蒽、芘于11,22,33d的累积降解率.结果显示,对于单一多环芳烃,该菌种降解能力由强到弱依次为菲>蒽>芘,33d累积降解率依次为96.56%、94.76%和57.53%;对复合多环芳烃降解中,菲和芘的累积降解率分别为99.46%和61.09%.在复合多环芳烃的降解研究中发现,少量蒽的加入,刺激了菌种对菲和芘的降解,使菲和芘的降解率分别提高了2.9%和3.56%.由此提示,在研究降解高环、难降解多环芳烃时,可利用低环多环芳烃对菌种的刺激作用,在体系内形成高、低环多环芳烃的共代谢,以达到更加高效降解多环芳烃的目的.     

贵州省矿业生产诱发喀斯特石漠化的机理与治理对策探讨

文章对贵州省矿产开发导致的喀斯特石漠化现状及机理进行了调查分析,发现:贵州大宗开采的煤、磷、铝土、金、铅锌、重晶石等矿产主要分布在碳酸盐岩分布区,赋矿层位均在碳酸盐岩所夹的碎屑岩中或碳酸盐岩中。矿产的开发导致水土流失、地下水位下降,排放的废气、废水使植被死亡或抑制其生长,导致了严重的石漠化,是人类强烈经济活动的直接结果。并对此提出了防治对策。     

典型土壤中多环芳烃纵向迁移过程模拟研究

选择北京潮土、清源潮棕壤、江西红壤和黑龙江黑土4种典型土壤,采用土柱淋滤模拟实验方法,以菲和芘为代表,对比考察多环芳烃在不同土壤中的纵向迁移过程,综合分析土壤基本理化性质对多环芳烃纵向迁移过程的影响。结果表明:土壤细颗粒(0～20μm)含量和土壤有机质是制约多环芳烃在土壤中纵向迁移的主要因素,容重和阳离子交换量对该环境过程影响不大。淋滤结束后土柱中多环芳烃残留量监测结果显示:北京潮土中,菲和芘的平均浓度最低,分别为8.81,9.94 mg/kg;黑龙江黑土中,两者的残留浓度最高,分别达14.62、17.02 mg/kg。最后,SPSS相关性分析结果表明,土柱中菲、芘的残留量与土壤细颗粒(0～20μm)含量的相关系数分别为0.99和0.93,与土壤有机质的相关系数分别为0.74和0.88。