苯并[a]芘高效降解菌筛选及其降解特性研究

为获得苯并[a]芘（BaP）污染修复的新菌株,通过梯度提高无机盐培养基（MSM）中BaP浓度的方法,本研究从北京焦化厂污染土壤中筛选出1株能够对液体中高浓度BaP（100 mg/L）降解的霉菌,鉴定结果为可可毛色二孢菌（Lasiodiplodiatheobromae）.并首次对L.theobromae在液体中降解BaP...     

北方某大型钢铁企业表层土壤中多环芳烃污染特征与健康风险评价

采集我国北方某大型钢铁企业22个表层土壤(0~20 cm)样品,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了土壤中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量.结果表明,土壤中Σ16PAHs含量范围为22.0~20 062.0μg·kg~(-1),且以中高环(4、5环)为主,单体以Flu、Pyr的含量最高.与同类相关研究比较,该钢铁厂表层土壤中PAHs污染处于中等水平,中、重度污染采样点主要位于焦化厂、球团厂等典型区域.20个采样点PAHs单体均超过荷兰土壤质量标准中10种PAHs的目标值,而与北京工业场地土壤筛选值相比,仅部分采样点BaA、BaP超标.源解析结果表明,表层土壤中PAHs主要来源于以煤为主的化石燃料的燃烧,石油类燃烧和泄漏的贡献较少.健康风险评价结果表明,BaP、BaA、DBA、BbF、InP在居住用地条件下的致癌风险超过了1×10~(-6),BaP、BaA、DBA在工业用地条件下的致癌风险超过了1×10-6,BaP的致癌风险最大,该钢铁厂表层土壤中PAHs已对人群健康产生危害,需实施土壤修复工程.     

BaP和Cd单一复合对BaP蚯蚓亚细胞分配的影响

选用钙离子通道阻断剂氯化镧（LaCl₃）和巯基蛋白阻断剂N-乙马来酰亚胺（NEM）对赤子爱胜蚓进行预暴露,然后构建BaP单一或Cd-BaP复合污染,研究不同阻断剂对BaP在蚯蚓不同亚细胞组分（Fraction C：细胞溶质组分;Fraction D：固体颗粒组分;Fraction E：细胞碎片组分）中分配积累特征的影响.结果表明,无论单一或复合污染,BaP主要分布于细胞碎片组分中（占55.42%~69.96%）,其次为固体颗粒组分（占27.91%~32.90%）,在细胞溶质组分中的浓度最低（占2.13%~11.67%）.单一BaP污染下,两种阻断剂对BaP的作用相近,即LaCl₃和NEM的加入均能不同程度地促进3个亚细胞组分中BaP的积累.而在Cd和BaP复合污染下,两种阻断剂对BaP的分布积累的影响略有不同,LaCl₃能够促进复合污染下BaP在3个亚细胞组分中的积累,而NEM促进了复合污染下BaP在固体颗粒组分和细胞碎片组分中的积累,但抑制了BaP在细胞溶质组分中的积累,浓度从原来的0.99mg/kg降低至0.59mg/kg.因此,钙离子通道和巯基蛋白可能参与BaP在蚯蚓亚细胞的分配积累,相比单一污染,Cd的复合污会进一步改变BaP的积累分配特征.     

典型工业搬迁地块土壤污染状况调查与风险评估

以北方某工业搬迁地块为研究对象,开展地块土壤污染状况调查和风险评估。采集地块内300件土壤样品和15组地下水样品进行检测,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法进行数据分析评价。结果显示地块内地下水中污染物均未超标,土壤中有机污染物氯仿超标,采用单因子指数评价,重金属P_max均小于1,未造成土壤污染,有机污染物中氯仿P_max为11.93,造成土壤重度污染。采用内梅罗综合污染指数评价,地块内所有采样点位P_综合max最大值氯仿为8.44,土壤的氯仿属于重度污染,地块内重度污染点位占比3.33%,中度污染点位占比3.33%,轻度污染点位占比1.67%,尙清洁的点位占比3.33%,清洁的点位占比88.33%。采用ArcGIS差值模拟分析,氯仿主要污染区域为生产三车间及其周边区域,污染深度0～5.5m范围。对地块开展进一步的风险评估,结果表明：地块内超标点位的污染物氯仿致癌风险范围为1.79E-06～2.40E-05,均大于1.00E-06,致癌风险不可接受,主要暴露途径是通过吸入室内空气中来自下层土壤的气态污染物影响人体健康...     

银川市农田土壤中多环芳烃污染及风险评价

为准确了解银川市农田土壤中多环芳烃的污染状况、空间分布特征及其生态风险,文章采集银川市农田表层土壤样品共91个,采用高效液相色谱法检测了样品中16种多环芳烃(PAHs)含量,分析其污染特征及空间分布状况,对PAHs来源进行分析,并对土壤中PAHs潜在的生态风险和健康风险进行了评价。结果表明：土壤中∑PAHs含量在ND～1 517.37μg/kg之间,平均值为241.49μg/kg,16种PAHs单体变异系数均大于1,区域分异显著;未污染、轻度污染、中度污染和重度污染的样品分别占到样品总数的60.44%、32.97%、2.19%和4.40%;16种PAHs单体的空间分布差异较大,东南部和西南部含量较高;源解析结果显示银川市农田土壤中PAHs的主要来源为煤、化石燃料等的高温燃烧以及汽车尾气排放和汽油源;生态风险评价结果显示,PAHs毒性当量范围为0～1.1×10³μg/kg,平均值为52.04μg/kg,整体潜在生态风险较低,但部分样品具有较高的生态风险;健康风险评价结果显示,非致癌风险均在可接受的标准范围,但是有7个样品的BaP致癌风险超过美国环境保护局推荐的致癌水...     

玉米根系对苯并(a)芘的吸收及苯并(a)芘在植株内的积累

在人工气候室内用Poagland营养液栽培玉米,测定了玉米根、叶、茎、粒及伤流液中BaP的本底值。表明玉米根系可以吸收BaP并向上运输,但地上部的累积在一定程度上取决于根系环境中BaP的量。 在玉米的不同生育期向培养液添加BaP的试验表明,灌浆期的添加会增加籽粒中BaP的累积,因此,避免土壤的严重污染对控制进入食物链的BaP量是有意义的。     

偏远高山湿地土壤中PAHs污染特征:以神农架大九湖为例

于2012年4月沿大九湖湿地平均分布10个采样点,各采集0~10、10~20以及20~30 cm浅层土壤,采用GC-MS对大九湖湿地浅层土壤中USEPA 16种优控多环芳烃（PAHs）进行分析,对其分布、组成、来源进行了详细的讨论,并对高山湿地PAHs污染标志物进行了浅析.结果表明,研究区0~10、10~20、20~30cm浅层土壤中∑₁₆PAHs含量分别为48.55~984.73、14.36~806.47、12.84~1191.53 ng·g^-1,均值分别为302.94、142.98、208.68 ng·g^-1;7种致癌单体多环芳烃含量范围分别为21.20~844.29、2.96~592.06、0.66~964.70 ng·g^-1,均值分别为197.25、93.16、147.16 ng·g^-1,分别占总PAHs的65.12%、65.13%、69.08%;泥炭区PAHs含量明显高于非泥炭区,且已达到重度污染程度;PAHs组成以4、5、6环为主;结合IcdP/（IcdP+BghiP）及Pyr/BaP比值分析,推测大九湖湿地浅层土壤中PAHs主要来源于化石燃料及木材的燃烧,近年来旅游车辆的进入对PAHs的贡献较大;对浅层土壤中各单体PAH与PAHs总含量进行回归分析表明、苯并（b）荧蒽、茚（1,2,3cd）并芘、苯并（a）蒽作为泥炭地PAHs标志性化合物,用来评价PAHs的污染程度.     

锑矿区土壤As和Sb形态分布及生态风险评价

以晴隆锑矿区土壤为研究对象,利用连续提取法对土壤中As、Sb的形态分布和生物可利用性进行了研究,并分别利用单因子指数和生态风险指数评价了研究区土壤中As、Sb污染程度和生态危害风险。结果表明,土壤样品中As尤其Sb含量很高,不同采样点含量差别较大。土壤As、Sb的存在形态均以残渣态为主,其次是可还原态、可氧化态、弱酸提取态,水溶态很低。土壤中生物可利用态砷占0.01%~1.08%,其含量为0.001~0.347mg/kg,而土壤中生物可利用态锑占0.08%~3.26%,其含量为0.002~14.107mg/kg。从单因子污染评价看,研究区土壤Sb污染远大于As污染,且大多属于重度污染。土壤中两种金属的综合污染指数(RI)为14.59~1970.98,锑矿区总体处于轻度生态危害,部分区域Sb污染应引起重视。     

锌冶炼区菜地土壤和蔬菜重金属污染状况及风险评价

对黔西北地区某典型锌冶炼区菜地土壤和主要蔬菜进行取样调查,测定了土壤和蔬菜可食用部分Pb、Cd、Zn、Cu、As、Ni 6种重金属的含量,采用单项污染指数和综合污染指数法评价了土壤和蔬菜中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数（RI）和目标危险系数法（THQ）评价了菜地土壤重金属污染的潜在生态风险和蔬菜中重金属对成人和青少年儿童的健康风险.结果表明,该区域菜地土壤已受到重金属的重度污染,且以Cd对综合指数的贡献最大,土壤Cd存在极强生态风险,研究区处于轻微、中等、强和很强的生态风险程度的采样点比例分别为2.0%、14.3%、35.7%和48.0%;在所采集的蔬菜样本中,土豆处于重度污染水平,芸豆处于中度污染水平;复合重金属健康风险指数评价结果表明,食用研究区域蔬菜对成人和青少年儿童健康产生负面影响的可能性很大.     

天津滨海工业区土壤中多环芳烃的污染特征及来源分析

采集天津滨海工业区38个表层土壤样品,利用GC/MS分析技术,研究了土壤中16种优控多环芳烃的含量和组分特征,运用主成分因子载荷方法分析了其污染来源,并初步评价了其风险水平.结果表明,该区域内94.7%土壤已被污染,其中重污染土壤占39.5%,最高污染样点PAHs含量高达5991.7 ng·g-1,平均含量为1148.1 ng·g-1,且城区土壤残留水平明显高于乡村土壤;PAHs的组分特征为以毒性水平较高的高环化合物为主;其污染来源主要是煤、天然气和汽油燃烧组成的混合源.     

某电镀厂附近农田土壤中的重金属形态研究

通过连续提取法对电镀废水污染区和对照区农田土壤中的重金属元素Cu、Cr、Ni、Pb和Mn形态进行了研究.结果显示,污染区土壤中多种形态的Cu、Cr和Ni含量都显著高于对照区,尤其以它们的有机结合态差异最为显著.污染区较对照区土壤中Mn的总量虽无显著差异,但可交换态Mn的含量显著增加(分别为98.68mg/kg和40.75mg/kg).污染区与对照区土壤中的Pb的交换态、碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态、有机结合态和残留态均无显著差异.电镀废水的污染使得农田土壤中Cu、Cr和Ni含量和生物有效性显著升高,Mn的化学形态改变,移动性和生物有效性增加.     

某生活垃圾焚烧发电厂周边农田土壤中PAHs生态安全评价

为了解淮北平原某生活垃圾焚烧发电厂周边农田土壤中PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons,多环芳烃）的污染状况及生态风险,按照点源扇形布点原则,在运行1 a的该生活垃圾焚烧发电厂周边不同风向2 km范围内布点,在距离电厂10 km以上的常年主导风向的上风向设置对照点,参照HJ/T 166-2004《土壤环境监测技术规范》共采集21个农田土壤样品.采用HPLC法测定样品中15种PAHs的含量,分析PAHs的空间分布特征和组分特征,在根据荷兰土壤环境质量标准评价土壤PAHs污染程度的同时,将其与国内其他相似污染源周边农田土壤中PAHs比对,进行生态安全评价.结果表明:该生活垃圾焚烧发电厂周边农田土壤中w（BaP）平均值为9.40 μg/kg（0.663~96.2 μg/kg）,∑₁₅PAHs（15种PAHs的质量分数）平均值为174 μg/kg（37.5~1 382 μg/kg）,TEQ（BaP）₁₅（15种PAHs的毒性当量）平均值为14.6 μg/kg（1.92~135 μg/kg）,三者明显高于对照区的0.795 μg/kg（0.412~1.57 μg/kg）、52.6 μg/kg（27.2~68.8 μg/kg）和1.96 μg/kg（1.05~2.84 μg/kg）;下风向w（BaP）、∑₁₅PAHs和TEQ（BaP）₁₅基本均高于上风向和对照区,最大值均位于距电厂1 km处.该生活垃圾焚烧发电厂周边农田土壤中高环PAHs组分含量为52.5%,高于对照区的35.3%;7种致癌性PAHs在∑₁₅PAHs中的贡献率达43.0%,远高于对照区的22.2%.运行1 a的该生活垃圾焚烧发电厂周边农田土壤中个别采样点PAHs处于严重污染水平,w（BaP）、∑₁₅PAHs和TEQ（BaP）₁₅均高于国内相似污染源且增长迅猛,存在不容忽视的生态安全风险.研究显示,该生活垃圾焚烧发电厂周边农田土壤中的PAHs累积速度快,高环PAHs特别是BaP明显高于对照区,建议加强对生活垃圾焚烧发电厂PAHs排放及周边环境影响的监控,在环境影响评价时充分考虑PAHs污染.      

Biodegradation of benzo[a]pyrene in soil by Mucor sp. SF06 and Bacillus sp. SB02 co-immobilized on vermiculite

Two indigenous microorganisms, Bacillus sp. SB02 and Mucor sp. SF06, capable of degrading polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） were co-immobilized on vermiculite by physical adsorption and used to degrade benzo[a] pyrene （BaP）. The characteristics of BaP degradation by both free and co-immobilized microorganism were then investigated and compared. The removal rate using the immobilized bacterial-fungal mixed consortium was higher than that of the freely mobile mixed consortium. 95.3% of BaP was degraded using the co-immobilized system within 42 d, which was remarkably higher than the removal rate of that by the free strains. The optimal amount of inoculated co-immobilized system for BaP degradation was 2%. The immobilized bacterial-fungal mixed consortium also showed better water stability than the free strains. Kinetics of BaP biodegradation by co-immobilized SF06 and SB02 were also studied. The results demonstrated that BaP degradation could be well described by a zero-order reaction rate equation when the initial BaP concentration was in the range of 10--200 mg/kg. The scanning electronic microscope （SEM） analysis showed that the co-immobilized microstructure was suitable for the growth of SF06 and SB02. The mass transmission process of co-immobilized system in soil is discussed. The results demonstrate the potential for employing the bacterial-fungal mixed consortium, co-immobilized on vermiculite, for in situ bioremediation of BaP.     

广东大宝山矿区土壤植物体系重金属迁移过程及风险评价

为研究矿区重金属在土壤-植物体系中的分布特征、迁移过程以及生态风险,分析了广东大宝山废弃采矿场地及附近农田的土壤和植物中重金属含量,揭示了重金属从土壤到植物的迁移累积特征,并评价了其生态风险.结果表明,研究区域大部分土壤pH小于5,Cu、Pb及Al等重金属易从土壤中释放并被植物吸收累积.沙溪镇农田Cd污染严重,凡洞废弃采矿场地受Cd、Pb、Cu和As污染严重,存在严重的生态风险.新江镇农田也存在严重的生态风险,Cu、As和Cd是主要的潜在生态风险因子.采集的8种植物大多数重金属含量均高于一般植物,尤其是Al和Fe的含量.植物地上部分10%的BCF和18%的TF值高于1,表明植物吸收的重金属基本累积在根部.废弃矿区乌毛蕨和芒草地上部分重金属含量不高,是重金属耐受规避型植物,具备潜在的土壤重金属污染固定修复能力.农田杂草裸柱菊对Cd表现出较强的富集能力;水稻主要在根部富集As及Cd,属于根部囤积型植物.     

再生水灌溉对土壤性质及重金属垂直分布的影响

再生水利用是解决水资源危机的重要手段之一,再生水灌溉对土壤的影响一直是受到关注的问题.以北京市典型再生水灌溉区为研究对象,对选定区域土壤进行剖面取样、样品分析以及灌溉用水中的重金属含量的分析来确定再生水灌溉对于土壤中重金属含量分布的影响,同时分析了对土壤中总碳、总氮、有机质含量以及pH的影响.结果表明,凉水河灌区灌溉用水中重金属含量大于北野厂灌区灌溉用水,是其2.5～10.5倍.再生水灌溉导致土壤有机质、总碳、总氮含量增加及pH值降低.灌溉再生水有利于提高土壤肥力,但是也会提高土壤重金属累积的风险.再生水灌溉作为土壤重金属来源之一会对土壤表层重金属累积和迁移有一定影响,同时土壤重金属的迁移分布受到土壤有机质含量的影响,凉水河灌区有更多的重金属被植物吸收或进入更深土层中.     

某焦化场地苯并(a)芘污染空间分布范围预测的不确定性分析

针对目前我国大型工业污染场地调查和污染范围确定过程中的不确定性,以我国某焦化场地为研究对象,选择场地中的特征性污染物苯并(a)芘,分别采用反距离加权模型、Johnson数据正态变换后的普通克里格模型及数据拆分后的组合预测模型,参照北京市污染场地土壤筛选值标准,将大于规定标准0.4 mg·kg-1的区域界定为污染范围,系统阐述空间插值模型对污染范围界定结果的不确定性影响.结果显示,3种插值模型界定的污染范围分别占场地总面积的70.15％、44.78％和57.06％,数据拆分后的组合预测模型插值精度最高,插值结果能较真实地反映场地实际污染情况,通过创建的预测标准误差图显示,预测标准误差大的区域主要集中在污染场地中样点较为稀疏的右上位置和有高值点的中下部区域.本研究结果对分析污染范围界定结果的不确定性和修复治理范围的确定提供了重要参考.     

沈抚灌区土壤生态恢复途径初步研究

沈抚灌区是我国最大的石油类污灌区之一 ,已有长达 40年的污灌历史。灌区土壤中石油类有机污染物积累严重 ,特别是芳烃类污染物所占比例逐年增高 ,已给区域人群健康带来很大的潜在威胁 ,农田土壤的生态恢复迫在眉睫。本文全面分析了沈抚灌区土壤的污染特点 ,进行了土壤生物修复的初步研究 ,阐述了土壤生物修复方法的选用和开发方向 ,并对该区域生态恢复的途径进行了探讨     

过硫酸钠对我国典型土壤中多环芳烃氧化降解效果的影响

过硫酸钠是污染土壤化学氧化修复技术中应用较为广泛的氧化剂.为研究过硫酸钠对不同土壤中PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons,多环芳烃）的修复效果,以我国多种典型土壤（黑土、潮土、黄土、紫色土、褐土、砖红壤）为试验样本,以萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs为目标污染物,分析活化过硫酸钠对人为老化的降解率;此外,通过对氧化前后土壤pH、w（有机碳）等土壤性质变化的比较和分析,探讨氧化修复过程对土壤性质的影响.结果表明:当活化过硫酸钠用量为0.8 mmol/g、温度为25℃时,PAHs污染土壤中萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘的降解率最高,分别为87.82%、79.68%、87.93%、83.40%、94.31%.随着温度的升高,PAHs降解率逐渐升高,当温度达到25℃时,PAHs的降解率（85.69%）达到最高,随后随着温度的继续升高,总PAHs的降解率没有明显增加;随着pH的升高,PAHs的降解率逐渐升高,当pH达到6~7时,PAHs降解率维持在一个较高水平;随后随着pH的继续升高,总PAHs的降解率逐渐降低.随着温度以及pH的变化,5种PAHs的降解率与总PAHs的降解率变化趋势一致. w（有机碳）越低,PAHs环数越高,PAHs降解率越高;高环（5~6环）、中环（4环）、低环（2~3环）PAHs降解率与总PAHs降解率变化趋势一致.此外,过硫酸钠氧化修复后土壤结构遭到一定程度的破坏,土壤的pH、w（有机碳）和土壤肥力会有不同程度的下降,对土壤的再次利用有较大影响.研究显示,过硫酸钠可有效氧化降解不同性质土壤中PAHs,在氧化修复PAHs污染土壤方面具有较好的应用前景.      

土壤污染调查加密布点优化方法构建及验证

鉴于传统调查布点方法对土壤污染物平均含量的估计精度较高,但对污染区范围的估计精度不能满足修复治理需求的问题,同时,为了准确估计土壤污染区面积及其空间位置,提出了土壤污染详查样点优化方法.在初步调查的基础上,首先利用地统计条件模拟方法预测土壤污染概率,基于污染概率和土壤污染物含量局部空间变异确定加密布点的优先区域,并根据污染物含量的空间变化趋势布设样点,然后根据优化后的土壤污染调查布点方案估计污染区面积和空间位置.最后,以某Cd污染场地为例,验证了布点优化方法的效果.结果表明,土壤污染调查加密布点方法显著提高了污染区面积及其空间位置的估计精度.案例场地土壤Cd污染区面积的预测误差为4.10%,污染区空间位置的精度为86.10%.土壤污染调查布点优化方法在保证土壤污染调查精度的同时,相比于传统调查方法可显著降低土壤污染调查的样本量.     

Temporal-spatial distribution and variability of cadmium contamination in soils in Shenyang Zhangshi irrigation area, China

Heavy metal contamination in soils has been of wide concern in China in the last several decades. The heavy metal contamination was caused by sewage irrigation, mining and inappropriate utilization of various agrochemicals and pesticides and so on. The Shenyang Zhangshi irrigation area （SZIA） in China is a representative area of heavy metal contamination of soils resulting from sewage irrigation for about 30 years duration. This study investigated the spatial distribution and temporal variation of soil cadmium contamination in the SZIA. The soil samples were collected from the SZIA in 1990 and 2004; Cd of soils was analyzed and then the spatial distribution and temporal variation of Cd in soils was modelled using kriging methods. The kriging map showed that long-term sewage irrigation had caused serious Cd contamination in topsoil and subsoil. In 2004, the Cd mean concentrations were 1.698 and 0.741 mg/kg, and the maxima 10.150 and 7.567 mg/kg in topsoils （0-20 cm） and subsoils （20-40 cm） respectively. These values are markedly more than the Cd levels in the second grade soil standard in China. In 1990, the Cd means were 1.023 and 0.331 mg/kg, and the maxima 9.400 and 3.156 mg/kg, in topsoils and subsoils respectively. The soil area in 1990 with Cd more than 1.5 mg/kg was 2701 and 206.4 hnl2 in topsoils and subsoils respectively; and in 2004, it was 7592 and 1583 hm^2, respectively. Compared with that in 1990, the mean and maximum concentration of Cd, as well as the soil area with Cd more than 1.5 mg/kg had all increased in 2004, both in topsoils and subsoils.