陕北原油污染土壤不同层次重金属含量及分布特性分析

以延长油田西区采油厂原油污染土壤为研究对象,选取有代表性的6个丛式井场,采集深度为0~10、10~20、20~30cm 3个土层的土壤样品,同时设非污染对照点。重点分析了原油污染土壤中Hg、As、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr共7种重金属的含量及其在不同土层的分布状况,重金属含量与相应土壤理化性质的关系。结果表明,油区土壤石油污染为点污染,采样点1、3、4、6土样的石油烃质量浓度在1 111.67~2 799.00mg/kg,达重度污染。虽然各土样中7种重金属均未超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)的二级标准限值,然而单因子富集指数表明,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu均有不同程度的富集。原油污染显著改变土壤性质,土壤石油烃含量与总有机碳、速效氮极显著相关,与土壤电导率、Zn含量、Cu含量显著相关。本研究完善了陕北原油污染土壤中重金属含量及分布状况资料,为污染环境的生物修复提供了基础信息。     

原油污染土壤中蒿属植物与丛枝菌根真菌共生性研究

通过盆栽试验研究原油污染条件下艾蒿(Artemisia argyi)、黄花蒿(Artemisia annua)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)和白叶蒿(Artemisia leucophylla)4种蒿属植物根系丛枝菌根(AM)真菌侵染率及形态特点。每种植物各设0、5、10、20、40g/kg 5种原油污染质量浓度,分离鉴定植物根围AM真菌,测定孢子密度、菌丝侵染率、丛枝侵染率以及植物株高和干质量。结果表明,原油污染条件下蒿属植物根围共分离鉴定出2属10种AM真菌,7种属于球囊霉属(Glomus),3种属于无梗囊霉属(Acaulospora),其中地球囊霉(Glomus geospora)为优势种,4种植物中艾蒿根围AM真菌多样性最丰富。形态观察结果表明,4种蒿属植物的根系都具有疆南星型菌根结构。AM真菌孢子密度、菌丝侵染率和丛枝侵染率都与原油浓度呈显著正相关;植物株高和干质量随原油浓度增加而下降。     

四川某金属制品厂周边土壤重金属分布特征及污染评价

为考察四川某金属制品厂对周边土壤的重金属污染情况,对厂区周边不同方位、不同距离土壤进行取样,测定土样中Zn、Cr、Pb含量,应用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法评价土壤环境质量,并运用Hakanson潜在生态危害指数法评估该区域土壤潜在生态风险。结果表明,厂区周边土壤Zn、Cr质量浓度平均值超过成都市土壤背景值,土样中Zn、Cr、Pb超标率分别为58.7%、94.1%、18.3%;0~10cm表层土样Zn质量浓度显著高于10~20cm亚表层土样,两土层Cr、Pb浓度没有显著差异;3种重金属在土壤中迁移能力为CrPbZn,风向不是影响土壤重金属分布的主要因素;研究区域土壤Zn、Cr处于轻度污染水平,总体处于中度污染水平;研究区3种重金属的潜在生态风险程度依次为PbCrZn,整体处于轻度综合潜在生态风险水平。     

南京市紫金山土壤中6种重金属的污染特征和污染水平评价

为探究人类活动对南京市紫金山国家森林公园土壤重金属污染的影响,研究了紫金山土壤中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Mn)的污染特征,并采用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行了污染水平评价。结果表明:Cu的质量浓度范围为4.21~249.75mg/kg,平均值为64.08mg/kg;Zn的质量浓度范围为155.26~418.75mg/kg,平均值为212.34mg/kg;Pb的质量浓度范围为112.19~608.91mg/kg,平均值为319.57mg/kg;Cr的质量浓度范围为29.54~201.25mg/kg,平均值为127.36mg/kg;Ni的质量浓度范围为46.64~142.48mg/kg,平均值为76.16mg/kg;Mn的质量浓度范围为182.59~1 634.48mg/kg,平均值为1 008.93mg/kg。总体而言,上层样(0~20cm)的重金属浓度高于下层样(20~40cm),高海拔的重金属浓度低于低海拔的。内梅罗综合指数表明,所有采样点均处于重度污染状态。分析6种重金属的单因子指数发现,主要是因为Pb的单因子指数较大。     

土壤重金属铅镉形态和有效态的提取方法研究

选择一步提取法(CaCl2法、NaNO3法、NH4NO3法、HCl法)提取土壤铅镉有效态含量,顺序提取法(BCR提取法、Tessier提取法)提取土壤中铅镉各形态含量。结果表明,4种一步提取法对供试土样有效态铅镉的提取效率为HCl法NH4NO3法CaCl2法NaNO3法。当镉质量浓度为0~20、40~90 mg/kg时,BCR法对土壤中镉的总提取率分别为104.9%、105.3%,Tessier法对土壤中镉的总提取率分别为101.7%、98.9%;当镉质量浓度为20~40mg/kg时,两种顺序提取法的提取效果均不佳。BCR法适合铅质量浓度为20 000~45 000 mg/kg时应用,此时BCR法对铅的总提取率为99.8%;Tessier法适合铅质量浓度为0~1 500、9 000~15 000mg/kg时应用,此时Tessier法对土壤铅的总提取率分别为100.7%、90.9%。土壤重金属铅镉各形态的含量受土壤自身pH影响不明显,但在遇到外界酸性环境影响时容易发生重金属铅镉迁移。     

某废弃铀矿周边农田土壤重金属和放射性元素的风险分析和修复措施

在某废弃的铀矿周围农田选取10个土壤样点,采集表层土壤下(0~60 cm)不同深度的60个土壤样品,分析其中重金属和放射性元素污染水平,并进行污染修复方案设计。结果表明:Pb、Cd、Cu、Zn、As、Hg、Cr、Mn、Ni、U和232Th的平均浓度分别为2 275.69、6.09、71.51、1 230.47、47.87、502.81、46.22、422.39、12.01、74.05和27.28 mg·kg~(-1),Pb、Cd、Cu、Zn、As、Hg和U的浓度高于研究区域土壤环境背景值,原采矿场和原堆积矿场是重点污染区域;地累积指数(Igeo)显示农田Hg处于高污染水平,Cd、Zn、Pb和U处于中度污染水平以上。采用覆土、钝化和植物修复相结合的方法进行原矿区场地修复。在原矿区场地加入钝化剂或植物提取修复之前进行覆土。结果表明原采矿场、原堆积矿场分别覆土140和120 cm,氡析出率≤0.74 Bq·(m~2·s)~(-1),γ射线剂量率接近30×10~(-8)Gy·h~(-1)。结果满足环境标准要求。     

淋洗-废水解毒工艺处理氰化物污染土壤

综合分析当前氰化物污染土壤处理方法的特点,提出异位筑堆淋洗-废水解毒工艺处理氰化物污染土壤的技术方法。采用装柱淋洗-废水解毒工艺对天津某氰化物污染土壤开展实验研究,结果表明:采用pH值10~11的石灰水,控制淋洗强度60 L·(m~2·h)~(-1),淋洗时间22 d时,土壤中总氰化物平均含量从47.91 mg·kg~(-1)降低至3.73 mg·kg~(-1),达到土壤污染风险筛选指导值中住宅类用地小于9.86 mg·kg~(-1)的要求;采用碱性氯氧化法对淋洗产生的废水进行了处理,在局部氧化阶段反应pH值12.5,漂白粉用量3.5 g·L~(-1),反应时间1.5 h;完全氧化阶段漂白粉用量4.5 g·L~(-1),反应pH值8.0,反应时间1.0 h的条件下,废水中总氰化物含量可由83.9 mg·L~(-1)降低至0.33 mg·L~(-1),达到GB 8978-1996中小于0.5 mg·L~(-1)要求。研究结果初步表明,采用异位筑堆淋洗-废水解毒工艺处理氰化物污染土壤具有实际应用可行性。     

福州市蔬菜基地土壤重金属和多环芳烃的含量及其与土壤磁性指标的关系

蔬菜基地土壤污染状况与人类健康有着密切的关系。本研究对福州市蔬菜基地土壤中6种重金属和15种美国环境保护总署(US EPA)优控的多环芳烃(PAHs)污染状况进行了调查,并分析了污染物含量与土壤磁性指标间的关系。结果表明,土壤中重金属平均含量为Zn 147.0 mg·kg~(-1)、Pb 55.0 mg·kg~(-1)、Cu 45.5 mg·kg~(-1)、Cr 21.3 mg·kg~(-1)、As 16.0mg·kg~(-1)、Cd 0.6 mg·kg~(-1);PAHs的总量范围为324.3~1 838.6μg·kg~(-1)。Cu含量和PAHs总量与土壤磁化率χ都具有显著的相关性(p0.05)。PAHs特征比值和频率磁化率χfd的结果分析表明,土壤中PAHs主要来源于石油泄漏和生物质的燃烧;重金属来源复杂,为混合来源,包括人类活动排放和成土母质固有含量。污染评价结果表明,土壤中Cr和As的含量都未超标,Cu、Zn和Cd的含量均超标;参考荷兰土壤修复标准中的目标值,PAHs含量超标的土壤为11.1%,而参照我国土壤污染状况评价技术规定,PAHs含量超标的土壤为22.2%。     

不同复垦年限煤矸山土壤重金属有效态含量及其影响因素分析

研究煤矸山不同年限复垦土壤重金属有效态含量及其影响因素对指导煤矸山植被复垦及复垦地利用具有重要意义。以山西省典型煤矸山复垦3、10、16年灌草地为研究对象,分析了3种复垦土样的理化性质及重金属Cd、Pb、Cu的总量、有效态含量、生物有效性系数。结果表明:(1)3种复垦土样电导率(EC)、有机质和碱解氮含量均随复垦年限的增加而增加,但黏粒和有效磷含量呈下降趋势;(2)总体看来,3种复垦土样Cd、Pb、Cu有效态含量随复垦年限的增加而增加,Cd、Pb生物有效性系数在0~40cm土层、Cu生物有效性系数在20~40cm土层也有此趋势;(3)土壤pH、EC、有机质、黏粒质量分数均不同程度地影响煤矸山复垦土壤Cd、Pb、Cu有效态含量,其中有机质和黏粒含量是关键影响因子。     

铵态氮在非正规垃圾填埋场土壤中的赋存特征

应用连续分级提取法,对重庆市某非正规垃圾填埋场污染土壤中铵态氮的赋存形态进行分级测定,研究了各形态铵的赋存特征及影响因素。结果表明:土壤总铵量在116.32~241.66 mg·kg~(-1)之间,平均值为(164.13±24.98)mg·kg~(-1),水溶态铵、可交换态铵和固定态铵的平均含量分别为(10.93±3.64)、(7.08±3.46)、(146.12±24.11)mg·kg~(-1);3种形态铵占总铵的比重大小为固定态铵水溶态铵可交换态铵。受雨水冲刷及淋滤影响,铵态氮有在下游点位积累的趋势。水溶态铵含量与有机碳含量、氧化还原电位呈极显著相关,与pH、粉粒含量及粘粒含量显著相关。可交换态铵与土壤氧化还原电位在垂直剖面上变化趋势一致,并与土壤粘粒含量呈极显著的负相关。固定态铵含量与土壤中粘粒含量呈极显著的正相关,与砂粒含量呈显著的负相关。     

石油污染土壤胶体特征及其稳定性

采集辽河油田石油污染土壤样品并用离心法提取胶体,定性和定量研究了石油污染土壤胶体的主要物理化学性质,通过间歇实验研究了不同p H(p H=4~9)、不同价态阳离子(Na+、Ca2+和Fe3+)和不同价态阴离子(NO-3、SO2-4和PO3-4)存在下的胶体稳定性,比较了阳离子存在下石油污染土壤胶体和未受污染土壤胶体稳定性。研究结果表明,该石油污染土壤胶体总石油烃含量为123.24 mg/g,石油烃主要为直链烷烃和环烷烃。相同p H条件下石油污染土壤胶体Zeta电位负值比未受污染土壤胶体Zeta电位负值高。石油污染土壤胶体稳定性随p H值增加而增加,随着阳离子价数升高而减小,随阴离子价数升高而增大。Ca2+和Cu2+存在下,石油污染土壤胶体比未受污染土壤胶体稳定性更小。Na+和Fe3+存在下,石油污染土壤胶体比未受污染土壤胶体稳定性更大。     

陕北石油污染区土壤细菌群落结构解析

为了解陕北地区石油污染对土壤微生物群落结构的影响,采用高通量测序对石油污染土壤中细菌群落结构进行研究,考察了石油污染土样的理化性质、可培养微生物数量及细菌群落结构,探讨石油污染程度与细菌群落结构间的关系。结果表明,石油污染土样中残油量为28.7~870.0mg/kg,相对于未污染土样,石油污染土样的总碳随残油量的增加呈增加趋势。石油污染土样中可培养细菌数量大于未污染土样,而可培养放线菌数量则相反。细菌群落结构分析表明,石油污染土样中细菌群落数量显著低于未污染土样,操作分类单元(OTU)数从未污染土样的7 707个最低下降到2 034个,且物种丰富度显著降低,其中厚壁菌门、放线菌门及变形菌门为优势菌群,随土壤残油量增加,厚壁菌门、变形菌门及拟杆菌门比例显著上升,而酸杆菌门、芽单胞菌门等比例则显著降低。     

桂林市表层土壤总汞分布特征研究

为了研究桂林市表层土壤汞污染情况,采集了不同功能区(包括校园区、风景旅游区、交通运输区、居民区、商业区、农业用地区和其他区域)的表层(0~10cm)土壤样品36个,采用硫酸-硝酸混合液浸提、原子荧光方法测定土壤中的总汞。结果表明,桂林市表层土壤的总汞质量浓度在0.136~1.873mg/kg,平均值为0.557mg/kg,中值为0.440mg/kg。各功能区土壤中汞的平均值均超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)的一级标准(0.15 mg/kg),以风景旅游区最高,为0.900 mg/kg,其次为商业区,为0.595 mg/kg。进一步对桂林市表层土壤总汞浓度与环境参数的关系进行了研究,结果表明,各采样点土壤的总汞浓度与有机质显著相关,与土壤pH无相关关系。     

8种观赏水湿生植物对重金属Cd和Pb的吸收固定能力

水体沉积物是水体污染物的重要汇和源,水湿生植物具有净化水体的重要功能。采用人工污染土壤的盆栽方法,对8种不同生活型水湿生植物吸收富集土壤Cd和Pb的分析结果发现,莎草地上部分和地下部分Cd含量随着土壤中Cd浓度的增加而增加,在土壤中Cd添加浓度(干重)为5 mg·kg-1时,Cd的累积浓度分别1.13 mg·kg-1DW和1.63 mg·kg-1DW;供试植物的地下部分Pb含量是地上部分的10~20倍,莎草和香蒲的地下部分Pb含量在高浓度Pb土壤中达到20 mg·kg-1DW左右。黄花鸢尾、莎草以及睡莲这3种植物对土壤Cd的转运系数和富集系数大于1,结合生物量因素可以认为,莎草具有富集土壤Cd能力,而莎草和香蒲具有固定土壤Pb的能力。     

Cr、Ni、Cu和Cd在珠三角某区域工业污染场地包气带和潜水层中的迁移规律

为了探索污染场地"土壤-潜水含水层岩土-潜水"系统中同种重金属在3种环境介质中的定量关系和迁移规律,在珠三角某区域46个可能受Cr、Ni、Cu和Cd污染场地建设了61眼地下水监测井,同址采集61组表层(0~20 cm)土壤、潜水层岩土和潜水样品,并从3个污染场地采集了直径19 cm,高分别为103、81和79 cm的3个原状土柱,用于土柱淋溶实验,研究了土柱中Cr、Ni、Cu和Cd在垂直剖面上的形态分布特征和淋溶特征。结果表明:潜水中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层土壤和潜水层岩土中弱酸提取态含量间存在定量关系,最佳拟合函数均为三次函数,特别是Cr、Cu的函数有很好的相关性(决定系数R2均大于0.97)。每20 cm一层分析原状土柱中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和形态分布,同种重金属在3个原状土柱表层土壤中全量和弱酸提取态含量占整个土柱比例均最高,均超过50%,土柱中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和弱酸提取态含量随着土柱深度增加都明显减少。土柱淋溶实验结果表明,淋出液中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层弱酸提取态含量显著相关,黏粒含量高和阳离子交换量大的土壤对Cu的淋溶有抑制作用。建议在重金属污染场地调查和修复时,充分考虑弱酸提取态在"土壤-潜水含水层岩土-潜水"系统中的"桥梁"作用。     

废弃铬盐厂土壤中铬的赋存特征及异位淋洗修复可行性研究

土壤理化性质、污染物的分布及赋存特征是土壤异位淋洗技术是否可行的关键依据。以西北某废弃铬盐厂铬污染场地土壤作为研究对象,测定了土壤基本理化参数及各粒径污染物的浓度,探究总铬和六价铬在不同粒径土壤中的分布特征,并通过铬的赋存形态分析确定清水作为淋洗剂,开展异位清水淋洗实验。结果表明:供试土壤粗颗粒物料(粒径分别为:9.50 mm、2.00~9.50 mm、0.841~2.00 mm及0.25~0.841 mm)占土壤总质量的比例达到93.36%,总铬和六价铬污染物富集于土壤细颗粒(粒径0.25 mm);同时,土壤各级粒径颗粒中水溶态和弱酸提取态铬所占比例均大于50%;以清水做淋洗剂时,总铬和六价铬的去除率分别高于60%和80%,且淋洗后土壤各级粒径中六价铬含量均低于30 mg·kg~(-1),达到修复标准要求。     

电化学联合H_2O_2氧化淋洗修复典型化工厂遗留地铬污染土壤

选取的济南某化工厂遗留地土壤主体为褐土类,年均降水量在685 mm左右,铬污染场地面积约34万m2,土量约105.4万m3。为筛选出最佳氧化条件,研究了4个厂区铬污染土壤的理化性质和污染状况,探讨了通电时间、通电电压、氧化剂质量分数、土液比和pH对Cr(Ⅲ)转化成Cr(Ⅵ)比率和总铬去除率的影响。结果表明:4个厂区土壤酸碱性不同;万吨铬盐生产车间和北部厂区有机质含量较高,其他2个厂区较低;总铬含量在863.3~14 403.8 mg·kg-1之间,均严重超出国家标准;铬污染活性指数I在0.007 8~0.292 9之间,铬污染活性指数均较低;最佳通电时间选择为20 min,通电电压为10 V,H2O2质量分数为1%,土液比为2:3,pH为8。经修复,4个厂区剩余总铬浓度分别为363.68、258.09、6 938.31和495.45 mg·kg-1,最大总铬去除率分别可达到87.59%、73.95%、51.83%和42.61%,其中万吨铬盐生产车间土壤中总铬残留值可达到国家土壤环境质量二级标准(GB 15618-2008)修订稿中的居住用地标准,铬盐生产车间和北部厂区可达到修订稿中的商业用地标准。     

吐温80对柴油污染老化土壤的洗脱特征及影响

研究了柴油污染土壤的老化特性及吐温80(Tween 80)修复柴油污染老化土壤的效率和对总油中含有不同基团物质的洗脱特性,进行了一系列不同浓度的Tween 80洗脱柴油污染老化土壤实验,并使用红外分光光度法对洗脱后的土壤和残留液中的总油及各基团浓度进行测定。结果表明,经过1年时间的老化,约53%的柴油从土壤中挥发,土壤中残留的总油中约40.55%为稳定吸附态。随着洗脱液中Tween 80浓度的提高,老化土壤中总油量不断减少,但当Tween 80浓度超过3 000 mg·L~(-1)时土壤中总油含量的减少速率和Tween 80的增溶效率的增加速率显著降低,因此3 000 mg·L~(-1)浓度的Tween 80作为洗脱液性价比最高,其对吸附态总油的洗脱率为20.30%,对老化土中总油的洗脱率为67.68%。Tween 80溶液洗脱石油污染老化土时,对含烷烃(CH3)基团和含烯烃(CH2)基团的物质洗脱效率较高,而对于含芳烃(CH)基团的物质洗脱效率相对较低。     

石油污染土壤生物修复菌Z1a-B的分离鉴定与调控效应研究

从山东东营胜利油田附近的石油污染土壤中分离筛选得到一株高效石油降解菌Z1a-B,通过菌落形态及显微镜个体形态观察对其初步鉴定到属,并采用气相色谱/质谱(GC/MS)法分析了Z1a-B的石油降解性能,采用投加石油降解菌、调节土壤N、P含量和优化环境因素等措施,进行了为期60d的石油污染土壤室外自然堆制生物修复实验。结果表明,Z1a-B为链霉菌属白孢类群,其摇瓶培养的石油降解率为66.4%;Z1a-B有着很宽的烷烃降解谱;N、P最佳的添加量组合为KNO32.50g/kg、K2HPO40.35g/kg,即N/P(质量比)为5.57:1.00,此时的石油降解率达63.5%,土壤脱氢酶活性达最高值,为2.99μL/g;石油降解的最佳环境条件为:将石油质量分数为3.3%的100g土样调节pH至8.5后,装入容积为300mL的锥形瓶中灭菌,再接种孢子密度为2.7×108个/mL的菌剂5.5mL,于28℃下进行生物降解,在此条件下的石油降解率可达76.5%;土壤脱氢酶活性的测定结果可以作为检验石油污染土壤生物修复效果的重要指示指标之一;室外自然堆制生物修复实验中,添加菌剂、锯末、秸秆以及N、P后,石油降解率可达69.9%,总体来说,室外自然堆制生物修复是一种投资少、见效快、治理效果较好的石油污染土壤治理方法。     

乌鲁木齐某含油废水污灌区土壤中正构烷烃空间分布特征及来源解析

研究了乌鲁木齐某含油废水污灌区不同土地类型(林地、葵花地、玉米地、荒地)0～100cm的土壤中正构烷烃的分布特征和来源。结果表明,表层(0～20cm)土壤中正构烷烃质量浓度为4.30～8.43mg/kg,呈现林地玉米地荒地葵花地的特点,与国内外其他地区相比受到中等程度的污染。土壤中正构烷烃含量随深度增加整体呈递减趋势。不同土地类型不同土层中正构烷烃种类相似,但不同深度土壤中不同碳原子数的正构烷烃质量分数差异显著(P0.05)。研究区土壤中正构烷烃来源为混合源,包括化石燃料不完全燃烧和木本植物的释放。