南方某典型矿冶污染场地健康风险评价及修复建议

矿区及周边土壤重金属污染不容忽视,砷、镉和铅等对周边人群造成较高的健康风险隐患。以南方红壤区某铅锌冶炼矿区污染场地为研究对象,开展危害识别、暴露评估、毒性评估及风险表征,并讨论场地修复目标值与修复技术。结果表明:土壤受到重金属复合污染,关注污染物为四类重金属,包括铅、砷、镉和锌,集中于表层土壤(0~0.6 m),并呈现空间分布规律性;场地未来用地类型为工业用地,对比污染物(不包括铅)各层(第1层0~0.3 m、第2层0.3~0.6 m、第3层0.6~1.0 m)风险表征值,污染物(砷、镉)存在致癌风险与非致癌危害,研究区重金属污染累积风险水平不可接受;分析风险控制值及国内外相关标准限值等,初步建议砷、镉和铅的修复目标值分别为13.41、21.50和600 mg·kg~(-1);同时,针对场地污染现状及健康风险,建议源控制与修复技术并用,并与当地工业园区建设统筹开展。     

金属元素对原子荧光法测定砷的干扰研究

系统研究了常见金属元素对原子荧光法测定砷的干扰,并研究了硫脲、抗坏血酸、硫脲-抗坏血酸(体积比为1∶1)、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸(EDTA)、硫氰化钾、铁氰化钾、酒石酸钾钠、1,10-邻菲罗琳等9种常用的掩蔽剂对干扰金属元素的掩蔽性能.结果表明:(1)镉、铁、锰在测试条件下对砷的测定没有干扰或干扰可以忽略;铅、锌对砷的测定产生正干扰;铜、镍、铬、钴对砷的测定产生负干扰.不小于砷50倍浓度的铅、锌对砷的测定产生正干扰;不小于砷10倍浓度的镍以及不小于砷100倍浓度的铜、铬、钴对砷的测定产生负干扰.(2)硫脲-抗坏血酸、硫氰化钾、铁氰化钾对铜、钴、铬、镍等产生的负干扰有较好的掩蔽效果;EDTA能有效消除铅、锌产生的正干扰.     

基于多元统计方法的土壤污染物分布特征研究

为掌握某炼油化工场土壤污染物分布特征,采集某炼油化工厂10个采样点的土壤样品,对其中的9种污染物(镉、铬、汞、砷、铅、镍、氰化物、石油类和挥发酚)进行测定,进而利用因子-聚类分析和对应分析等方法对结果进行分析。结果表明:(1)研究区内土壤中砷、镍、铬、汞和镉的分布形态以自然成因为主;石油类、挥发酚、氰化物和铅的分布主要受人类活动影响。(2)石油在储存和运输过程中由于跑、冒、滴、漏等方式直接渗入土壤是导致油罐区及输油管线附近土壤中石油类含量增加的主要原因;油罐区排水沟收集的冲洗废水或降水等也易造成周围土壤中石油类及挥发酚的富集;堆放的石油加工废弃物中的铅、镉及氰化物则通过淋滤的方式进入周边土壤。     

广东某大型城市生活垃圾焚烧厂9种重金属的迁移特征

采集广东某大型城市生活垃圾焚烧厂一期(WI-A)和二期(WI-B)的进厂垃圾、渗滤液、飞灰、底渣和烟气样品,分析了各样品中砷、镉、钴、铬、铜、汞、镍、铅、锌共9种重金属含量,研究重金属的迁移特征。结果显示,9种重金属呈现4类不同的迁移特征,钴、铜、镍、铬主要迁移至底渣中,锌、砷、铅主要迁移至底渣和飞灰中,镉主要迁移至飞灰中,汞主要迁移至飞灰和烟气中。活性炭吸附和布袋除尘器的组合对除汞以外的重金属治理效果明显。WI-A和WI-B垃圾中的汞分别约有28%、37%随烟气排到环境中。     

华北农村水环境污染评价及源解析

近年来,国家相继发布多项重要文件要求整治农村人居环境、建设美丽乡村,但当前针对农村水环境问题研究相对较少,制约了农村环境治理工作开展。选取华北某镇农村河道坑塘,评价农村水环境污染水平、生态风险并进行污染溯源。结果表明,57处调查点位中有1处水体黑臭,但有多处调查点位水体溶解氧在2～3 mg·L^-1、透明度在25～35 cm、氨氮在8～15 mg·L^-1,接近黑臭阈值。仅有约9%的水体全部水质指标均能满足地表水V类要求(检测指标为18项),超标指标主要为pH、COD_Mn、BOD、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群等8项。底泥总磷、总氮标准指数分别处于中度、重度污染状态,营养盐综合指数属于重度污染状态。底泥存在不同程度的重金属富集,铜、锌、汞、镉、铬、铅、砷、镍等8项重金属的平均浓度是天津土壤背景值的0.45～2.73倍。汞的地累积指数平均值为0.64,为轻度污染;铜、锌、镉、铬、铅、砷、镍等其他7项重金属为清洁状态。汞的潜在生态风险指数约110,为较高生态危害;其他7项重金属生态风险指数均小于80,为轻微生态危害。综合Pears...     

海州湾南部表层沉积物重金属空间分布、污染和风险评价

为了解海州湾南部海域表层沉积物重金属空间分布特征、污染程度和生态风险水平，采集11个站位表层沉积物，测定有机碳、铜、铅、锌、镉、铬、汞和砷的含量。利用背景值计算污染负荷指数(PLI)、地累积指数(I_geo)和潜在生态风险指数(RI)。结果表明：重金属总体呈现由岸向海、由南向北减小的趋势；PLI和I_geo表明研究区总体为中等污染，主要污染因子为镉；RI表明研究区处于低风险，主要风险因子为镉。     

洛阳郊区蔬菜基地土壤中重金属污染现状调查与评价

为研究洛阳郊区蔬菜基地土壤重金属污染现状,采集了洛阳郊区3个主要蔬菜基地的15个土壤样品,分析了土壤中重金属镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍的含量,并采用单项污染指数和综合污染指数进行评价。结果表明,3个蔬菜基地土壤中8种重金属含量均未超标,土壤中重金属单项污染指数和综合污染指数均小于1.0。在3个蔬菜基地中,北郊和东郊基地土壤中重金属的综合污染指数分别为0.52和0.60,均小于0.7,处于清洁(安全)水平,而西郊基地土壤中重金属的综合污染指数为0.78处于尚清洁(警戒限)水平。     

城市污泥用作无土草坪基质

根据混料设计{3,2}单形格子理论设计,研究了蛭石、污泥堆肥与珍珠岩的不同配比混合基质对碱茅草生长的影响。分别从基质理化性状、碱茅草生长生理指标、草坪综合质量和草坪生产周期等方面分析了各基质的优劣。研究表明:蛭石与堆肥混合基质(T4),珍珠岩与堆肥混合基质(T6),蛭石、珍珠岩和堆肥混合基质(CK1)具有良好的理化性状,其养分充足,容重和p H值适宜,可促进株高增长,提高叶绿素含量。与大田(CK2)相比,T6、CK1游离脯氨酸含量明显较高(P0.05);T4、T6、CK1根系活力和过氧化氢酶活性所有所增减,但无显著差异(P0.05)。综合评价草坪草质量以CK1最高,T4次之。通过建立基质配比与碱茅草生产周期的关系模型模拟优化共得5 151套基质配比方案,其中生产周期最短为19 d,包含388套方案,体积分数范围分别为:49%≤x1(蛭石)≤87%,13%≤x2(污泥堆肥)≤31%,0≤x3(珍珠岩)≤29%;因此,将城市污泥堆肥用作无土草坪基质是一种非常经济有效的污泥资源化途径。     

粉煤灰合成沸石应用风险评估研究

以粉煤灰为原料通过改良水热法合成了粉煤灰合成沸石,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积等技术手段对其进行了表征;对粉煤灰合成沸石浸出毒性以及出水部分重金属离子浓度进行了实验研究;将使用后的粉煤灰合成沸石与土壤混合用于玉米盆栽实验,同时设置不加粉煤灰合成沸石的对照组,研究使用后粉煤灰合成沸石农用的效果。结果表明:(1)粉煤灰合成沸石主要物相成分为P型沸石,BET比表面积比粉煤灰增加了53倍(从0.867m2/g增加到45.804m2/g)。(2)粉煤灰浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的浸出毒性鉴别标准值,其中铬、铜、镍未检出;出水部分重金属离子浓度低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中相应标准值,其中镉、铅、镍均未检出。(3)粉煤灰合成沸石添加于土壤中,对土壤pH影响不大(从6.81升至6.99),但实验组玉米根茎叶长势均好于对照组。     

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。     

吉林省某垃圾填埋场地下水有机污染风险评价

以吉林省某垃圾填埋场地下水为研究对象,监测其中的有机污染物,并进行风险评价。结果表明:(1)有机污染物总计检出18种,5种检出率大于50%。其中,三氯甲烷检出率最高,达到85.7%,质量浓度高达0.217mg/L,超过《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)限值(0.06mg/L)。(2)地下水污染指数表明,10种有机污染物具有高淋溶迁移性。(3)以三氯甲烷为典型污染物,14个采样点中,非致癌风险指数均未超过1,12个采样点致癌风险指数超过10~(-6),不在可接受范围。主要暴露途径为饮水摄入。     

蚯蚓处理污水污泥制取土壤改良剂

将污水污泥和秸秆按不同比例混合后进行30 d预堆肥处理,然后在实验室条件下接种爱胜蚓(Eisenia fetida)开展60 d蚯蚓处理实验,研究污水污泥理化性质变化规律及其影响因素,并分析最终产品(蚯蚓粪)质量。结果表明,蚯蚓处理使污水污泥pH、有机碳(TOC)、C/N和病原菌含量显著降低,电导率(EC)升高,TN、TP、TK(总钾)、碱解氮、速效磷、速效钾分别升高26.8%～40.8%、26.7%～52.4%、25.9%～44.8%、43.0%～120.0%、88.6%～406.8%、38.2%～113.2%,发芽指数(GI)达到80%以上。由于基质分解矿化引起质量损失,使蚯蚓粪中重金属相对含量增加,但仍在土地改良允许范围内。蚯蚓放养密度和物料含水率及其交互作用对蚯蚓处理效果存在显著影响,处理污水污泥的最优工况为:放养密度2.5 kg/m2、含水率60%。堆肥-蚯蚓处理组合工艺可将污水污泥转化为无害的、有价值的土壤改良剂。     

河南省城市污泥中汞和砷的分布特征及污染评价

为了解河南省城市污泥中汞和砷的污染水平及其影响因素,采集河南省11个地市15座城市污水处理厂污泥样品,对污泥中汞和砷含量进行分析。结果表明:污泥中汞和砷分别为2.15~4.47、13.72~52.20 mg/kg,平均分别为3.03、32.00 mg/kg,未超过《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284—84);汞和砷分布具有明显的地区特征,含量较高的城市集中在郑州、漯河、许昌等中部城市。主成分分析结果表明,污水来源和总有机碳含量对砷含量具有重要影响。单因子评价结果表明,86.6%的污泥样品处于中度或重度砷污染,而汞含量均处于重度污染状态。     

危险废物事故排放的河流水环境健康风险评价

分析了基于水体中污染物迁移转化方程的水质预测模型,并借鉴美国环保局推荐使用的健康风险评价模型,建立了一种危险废物事故排放时水环境对人体健康风险的评价方法。以电镀污泥为例验证了该方法的有效性。结果显示:该方法需要参数少且计算简单;电镀污泥中目标污染物(Cr、Cu、Ni、Zn)所引起的河流水环境非致癌风险(1.67)超过了美国标准中的可接受风险水平1.00,不可接受;致癌风险(0.88E-11)则小于美国标准中的可接受风险水平1.00E-06,风险不明显。     

剩余污泥发酵产酸特征及基质释放规律研究

剩余污泥发酵既能实现污泥减量,又能获得污水生物脱氮除磷所需的挥发性脂肪酸VFAs等。采用序批式污泥发酵实验,在(30±1)℃的条件下,研究剩余污泥投配比对序批式污泥发酵系统污泥减量、产酸以及基质释放过程的影响,探索VFAs生成最大化的条件。实验结果表明:投加接种污泥不能明显提高序批式污泥发酵系统剩余污泥的减量效果,但可以改善污泥的产酸特性;当污泥投配比大于50%时,发酵过程中将出现2个VFAs浓度峰,且第二次峰浓度更大;较为理想的序批式污泥发酵投配比是60%~80%、发酵时间为5 d或25 d,前者VFAs表观转化率最大(约24%),后者发酵液中VFAs浓度最高(约600 mg/L);发酵过程中,NH4+-N总体呈上升趋势,磷浓度发酵5 d时达到最大值。     

中和共沉淀—铁氧体法处理含镍、铬废水的实验研究

利用中和共沉淀—铁氧体法处理甘肃某稀有金属生产企业产生的含镍、铬废水,同时对该废水的处理工艺条件进行了实验研究。经测定,废水中Ni 2+质量浓度为50mg/L,Cr(Ⅲ)质量浓度为87mg/L。通过实验得到处理工艺的最佳条件:投料摩尔比(Fe2+/(Ni 2++Cr2O2-7))为9,pH=9,温度为70℃。出水中镍、铬均可达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中第一类污染物最高允许排放浓度的要求,为中和共沉淀—铁氧体法处理混合重金属废水的工艺条件研究提供了参考。     

降雨对磷基材料修复镉铅污染土壤稳定性的影响研究

通过模拟加速老化实验和土柱淋溶实验，探究降雨对磷基材料修复镉铅污染土壤效果稳定性的影响。结果表明：模拟降雨加速老化对土壤中有效镉含量的影响不显著，但是加速老化12 a后，土壤中有效铅由(2.74±0.35) mg/kg增加到(3.66±0.39) mg/kg(模拟自然降雨)和(3.59±0.19) mg/kg(模拟酸雨)。在添加磷基材料的土壤中，模拟降雨加速老化后，镉和铅有效性变化不显著。在土柱淋溶实验体系中，模拟4个月降雨当量的酸雨淋溶后，所有处理组的滤出液镉离子和铅离子始终低于0.1μg/L。对照组的表层(0～5 cm)土壤pH显著低于其他剖面层；不同剖面层土壤的镉、铅有效性和赋存形态变化较小，5～10 cm剖面层土壤的酸可溶态镉比例高于表层土壤。在添加磷基材料F、F700的处理组中，土壤pH、镉和铅的有效性与赋存形态在垂向上大多不存在显著差异，但底层(10～15 cm)土壤的酸可溶态镉和铅比例高于其他剖面层。综上所述，磷基材料能够有效固持土壤中镉和铅，削减降雨对重金属的活化-释放作用。     

污泥和香蕉秸秆的配比对其厌氧消化特性的影响

城市污水处理厂污泥与香蕉秸秆以不同配比(质量比1∶0、2∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶2和0∶1)进行中温((35±1)℃)厌氧消化实验,研究了不同配比下的产气特性,并考察了消化过程中消化液的挥发性脂肪酸(VFA)、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质、溶解性多糖以及总固体(TS)和挥发性固体(VS)的变化。结果表明:(1)污泥与香蕉秸秆进行混合厌氧消化可以明显提高系统的产气量。当污泥和香蕉秸秆的配比为1∶2时,累积产气量可达到339.12L/kg,分别比污泥和香蕉秸秆单独消化时提高了17.36%、31.25%。(2)当污泥与香蕉秸秆配比为1∶2时,TS、VS、SCOD、溶解性蛋白质和溶解性多糖的去除率都达到最大,分别为37.50%、22.66%、70.25%、58.71%、85.39%,此厌氧消化系统的稳定性良好。     

泰安城区地下水中挥发性和半挥发性有机物特征与健康风险评价

为查清泰安城区地下水有机污染现状,对《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中规定的26项挥发性和半挥发性有机物组分进行检测,并利用健康风险评价模型对饮水摄入、皮肤接触、洗浴呼吸吸入3种暴露途径产生的非致癌风险和致癌风险进行评价。研究结果表明：地下水样品中挥发性和半挥发性有机物检出率为35.34%,15项被检出的组分中,1,1,2-三氯乙烷检出率最高,为16.38%,其次为四氯乙烯(12.07%)和三氯乙烯(6.90%)。与GB/T 14848—2017的Ⅲ类水标准限值相比,挥发性和半挥发性有机物总超标率为5.17%,出现超标的组分为1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、苯并(a)芘,最大检出质量浓度分别为26.90、149.00、0.024μg/L,为标准值的5.38、2.13、2.40倍,表明研究区地下水已受到一定程度的有机污染。挥发性和半挥发性有机物非致癌风险指数介于1.52×10^-6～1.48,均值为4.33×10^-2,超限率仅为0.86%,非致癌风险较低,对人体的健康危害程度小;致癌风险值介于2.04×10^-9     

城市污水厂混合污泥的生态稳定处理

城市污水厂初沉池和二沉池混合污泥利用由蚯蚓和微生物共同组成的人工生态系统进行稳定处理。蚯蚓生态床可集污泥浓缩、调理、脱水、稳定、处置和综合利用等多种功能于一身：(1)蚯蚓和微生物将污泥作为生长营养源，对其进行分解和吸收；(2)蚯蚓生理代谢产生的蚓粪是高效农肥和土壤改良剂；(3)在生态床中增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值。污泥物质经蚯蚓污泥稳定床处理后，可全部被生态系统吸收利用和转化，具有流程简单、管理方便、无二次污染、造价和运行费用低廉、副产物具有经济利用价值等特点，为解决污泥的最终处置问题提供了生态利用的新途径。