深圳市表层土壤多环芳烃污染及空间分异研究

以深圳为研究区域,选择土壤为研究对象,以多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)为目标物,采集表层土壤样品188个,调查样品中PAHs的赋存状态,以此为基础,分析土壤PAHs污染水平与城市化进程的关系,并初步评估深圳土壤中PAHs的生态风险.结果表明,表层土壤中的28种PAHs(Σ28PAHs)、16种美国环保署优控PAHs(Σ16PAHs)和7种致癌PAHs(Σ7CarPAHs)的含量范围分别为5~7 939 ng·g-1、2~6 745 ng·g-1和未检出~3 786 ng·g-1.8种土地利用类型中Σ16PAHs平均含量由高到低依次为:交通用地、商业用地、工业用地、农业用地、居住用地、城市绿地、果园和林地.来源分析表明,化石燃料的燃烧是建设用地和非建设用地样品Σ16PAHs的主要来源,贡献率分别为75.1%和68.2%.研究还发现高分子量PAHs浓度和城市化水平呈显著正相关关系,深圳市土壤中PAHs生态风险总体处于较低水平.     

化学氧化后深层土壤中多环芳烃的缺氧微生物降解

土壤中多环芳烃(PAHs)的化学氧化与微生物联合降解备受关注,但已有的研究主要集中在化学氧化与好氧微生物联用方面,与缺氧微生物联用研究较少。通过对过氧化氢氧化后的土壤进行接种和缺氧培养,考察化学氧化后深层土壤中PAHs缺氧微生物降解的可行性。结果表明:过氧化氢氧化后,16种PAHs降解了33.3%~95.9%,但土壤中细菌数量也明显减少,细菌数量的基因拷贝数减少了3.5个数量级;缺氧培养180 d后,添加营养盐可使微生物数量明显恢复,在同时添加营养盐和电子受体(硫酸盐)时微生物数量恢复程度更高;单独添加营养盐或电子受体不能明显促进PAHs降解,同时添加营养盐和电子受体能够促进PAHs降解,且同时添加营养盐和电子受体时,接种土壤中3环和部分4环PAHs(荧蒽和芘)的降解率显著高于未接种土壤。总体上,缺氧微生物降解可使PAHs去除率在化学氧化的基础上提高15%左右。     

近20年中国表层土壤中多环芳烃时空分布特征及源解析

随着中国经济社会的快速发展,表层土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染问题受到了全社会的高度关注.本研究通过搜集2000 ～2020年间有关我国表层土壤PAHs污染的相关研究,并对筛选得到的166篇文献采样数据综合运用统计学、空间插值分析和污染物特征比值源解析方法...     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

渤海表层沉积物中多环芳烃赋存特征及来源分析

对渤海表层沉积物中典型持久性有毒物质多环芳烃的浓度水平、空间分布及污染来源进行了探讨,结果表明,PAHs总量(PAHs)的浓度范围为(21.9~ 586.4)10-9(干重,dw),平均值为175.110-9 dw,其中渤海湾海区PAHs的整体含量要明显高于其它区域,平均含量达到430.910-9 dw。PAHs与总有机碳(TOC)含量二者之间呈显著线性相关(p0.05),表明有机质含量是影响PAHs在海水中迁移和分配的一个主要因素。不同环数PAHs的特征分布表明,渤海海域PAHs主要来自石油及其产品、煤和生物质的燃烧。     

土壤中多环芳烃微生物降解能力模拟

为了揭示微生物菌种(组合)对土壤中PAHs(多环芳烃)降解率的影响以及不同类型PAHs抗微生物降解能力的差异,分析了北京市6个不同环境功能区土壤中微生物种类及其分布特征,从中筛选出部分微生物菌种对典型PAHs和原油进行降解模拟试验,对比分析微生物对不同PAHs降解能力的差异.结果表明:① 不同菌种组合对PAHs的降解能力存在明显差异,与假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌混合菌相比,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌混合菌对PAHs的降解率高0.6%~4.5%;② 在相同降解条件下,不同PAHs的降解率存在明显差异,在单体培养基中,LMW PAHs(低环数PAHs)的降解率在25.3%以上,而HMW PAHs(高环数PAHs)的降解率都小于20.1%;③ 在单体培养基与混合培养基中PAHs的降解能力也存在一定差别,单体培养基中PAHs的降解率较混合培养基中高4.2%~26.6%;④ 无论在单体培养基中,还是混合培养基中这些化合物的降解率均存在随着降解时间的增加而增大的现象;⑤ 在原油培养基中不同PAHs的降解率更为复杂,并且出现了中低分子量PAHs降解率随降解时间增加反而降低的假象,这可能是由于随着时间增加,微生物对PAHs的降解能力加强,原油中含烷基的PAHs基团降解或HMW PAHs被微生物降解产生LMW PAHs中间产物造成.研究显示,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌对HMW PAHs和LMW PAHs均有明显的降解效果,但不同PAHs的降解率存在明显的差异,即使是同一单体化合物,在单体培养基、混合培养基和原油培养基三种不同的降解条件下,其降解率也具有不同程度的差别.      

燃煤电厂附近农田土壤中多环芳烃的分布特征

以焦作电厂为倒,研究了燃煤电厂附近农田土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征.采集了焦作电厂附近农田的土壤,用索氏提取法进行样品处理后,采用气相色谱法对样品中16种PAHs进行了分析测试,初步探索了燃煤电厂附近农田土壤中PAHs污染的特征及分布规律.结果表明,在该研究区域内共检测出10种PAHs,总残留量范围为30.6～740.8 μg·kg-1属轻微污染水平;但具有致癌作用的组分Fla、Chr和Baa含量约占总量的42%,说明该区域农田土壤存在一定的生态风险.通过对PAHs组成成分分析认为,PAHs污染主要来源于燃烧源.PAHs总量及单污染因子随污染源距离的增加呈现抛物线分布趋势,在距电厂1000-1500 m达到最大值;土壤剖面中其峰值出现在0～5 cm,且随着深度的增加而呈递减趋势.PAHs组分中含量相对较高的Fla、Phe和Pyr 3种化合物与各组分及总量间显著相关,Pearson相关系数在0.625～0.999(α=0.05);可以认为,Fla、Phe和Pyr是研究区燃煤电厂附近农田土壤中PAHs的特征性化合物类型.     

我国主要地区表层土壤中多环芳烃组成及含量特征分析

关于我国表层土壤多环芳烃的含量、组成及来源分析的报道很多,但大部分都是针对某一地点或地区的研究,关于我国主要地区总体分布情况的研究很少。为全面了解我国表层土壤中多环芳烃组成及含量特征,本文基于文献报道结果,较系统地分析了全国土壤多环芳烃的总体污染状况及规律。对140组数据进行分析的结果表明：我国表层土壤∑PAHs的含量中位值为580 µg/kg。从PAHs的组成来看,4~6环PAHs的相对比例较高,占68.53%。我国表层土壤中∑PAHs平均含量的分布趋势为东北>华北>华中>华南,东北地区表层土壤中∑PAHs的含量显著高于其他三个地区(P<0.05),其它三个地区间无显著差异。东北地区土壤中∑PAHs的含量约是华南地区的5倍。造成这种差异的原因可能和气候条件的地理性差异以及产业结构的区域性分布有关。不同的污染源类型对土壤中PAHs的含量影响很大,点源污染表层土壤多环芳烃的含量显著高于面源污染的土壤(P<0.01),面源与点源污染表层土壤中∑PAHs的平均含量分别为317.3 µg/kg和1812.95 µg/kg。上述研究结果可为全国和区域土壤环境质量评价以及土壤环境质量标准制修订提供参考。     

我国主要地区表层土壤中多环芳烃组成及含量特征分析

关于我国表层土壤多环芳烃的含量、组成及来源分析的报道很多,但大部分都是针对某一地点或地区的研究,关于我国主要地区总体分布情况的研究很少.为全面了解我国表层土壤中多环芳烃组成及含量特征,本文基于文献报道结果,较系统地分析了全国土壤多环芳烃的总体污染状况及规律.对140组数据进行分析的结果表明:我国表层土壤∑PAHs的含量中位值为580μg·kg-1.从PAHs的组成来看,4～6环PAHs的相对比例较高,占68.53%.我国表层土壤中∑PAHs平均含量的分布趋势为东北>华北>华东>华南>华中,东北地区表层土壤中∑PAHs的含量显著高于除华北地区以外的其它3个地区(p<0.05).东北地区土壤中∑PAHs的含量约是华中地区的6倍.造成这种差异的原因可能和气候条件的地理性差异以及产业结构的区域性分布有关.不同的污染源类型对土壤中PAHs的含量影响很大,点源污染表层土壤多环芳烃的含量显著高于面源污染的土壤(p<0.01),面源与点源污染表层土壤中∑PAHs的平均含量分别为317.3μg·kg-1和1812.95μg·kg-1.上述研究结果可为全国和区域土壤环境质量评价以及土壤环境质量标准制修订提供参考.     

腐殖酸强化六氯苯厌氧降解规律及其中间产物

为探索厌氧条件下HA(腐殖酸)对HCB(六氯苯)降解的影响,通过构建ρ(HA)为0(HA₀)、120(HA₁₂₀)及200(HA₂₀₀)mg/L厌氧发酵体系,利用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对ρ(HCB)及中间产物进行测定. 结果表明:发酵系统运行72 h后,HA₀、HA₁₂₀、HA₂₀₀处理中HCB降解率分别为13.0％、16.5％和17.4％,表明HA可以促进HCB的降解,并且随ρ(HA)的增加,降解效果越好,但降解效率增幅降低. 对HCB脱氯中间产物的分析发现,PeCB(五氯苯)、TeCB(四氯苯)、TCB(三氯苯)和DCB(二氯苯)均有检出;在发酵的前12 h,ρ(DCB)快速增加,发酵72 h后HA₀、HA₁₂₀、HA₂₀₀处理中ρ(DCB)分别为50.6、51.0和57.6 μg/L,明显高于其他中间产物,表明DCB是HCB脱氯的限速中间体;对DCB进行同分异构体分析表明,DCB的同分异构体有1,2-DCB、1,3-DCB和1,4-DCB三种,发酵结束后HA₀、HA₁₂₀和HA₂₀₀处理中ρ(1,4-DCB)最高,分别为22.0、17.2和18.7 μg/L,1,4-DCB为HCB降解的主要中间产物. 研究显示,通过调控厌氧发酵体系内HA的含量可达到强化HCB脱氯的目的.      

胡敏酸衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱研究

胡敏酸是土壤有机质的重要组成部分。胡敏酸的物化结构和特性直接影响其环境地球化学行为,因此,也是胡敏酸地球化学研究的重要内容。傅里叶变换-红外光谱是胡敏酸物化结构和性质研究的强大工具,以往的研究通常采用压片-透射吸收法来研究分析胡敏酸的有机官能团信息。本工作采用透射-傅里叶变换-红外光谱和衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱两种分析方法对比研究了黄壤和石灰土中胡敏酸的有机官能团信息。结果表明,两种分析方法给出完全一致的研究结果,即:黄壤胡敏酸脂肪碳含量较高,芳香结构含量较低;石灰土胡敏酸分子的脂肪碳含量较低,芳香结构和含氧官能团含量较高。比较而言,衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱操作简便,无需对待测胡敏酸样品进行预处理,可以广泛地应用于胡敏酸红外光谱的分析。     

磷钨酸光催化降解甲基橙溶液的研究

以磷钨酸为光催化剂,在紫外灯照射下,对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解反应;研究了催化剂加入量、甲基橙初始质量浓度、外加TiO2和氧化剂H2O2、KIO4对甲基橙溶液光催化脱色效果的影响。结果表明:100mL20mg/L甲基橙溶液光催化剂最佳用量80m g;在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化降解反应符合一级动力学方程;在特定条件下,(TiO2+H3PW12O40)/UV、(H2O2+H3PW12O40)/UV和(KIO4+H3PW12O40)/UV光催化体系对甲基橙溶液光催化脱色效果优于H3PW12O40/UV光催化体系。     

邻-氯酚在TiO_2膜上光催化降解及反应动力学特征

以钛酸四丁酯为原料采用Sol Gel法制备了玻璃负载TiO2 膜光催化剂 ,应用XRD表征了不同实验条件下薄膜中TiO2 的晶相结构和粒度。分析了不同层数TiO2 膜的光催化活性和溶液 pH值对邻 氯酚 (2 CP)的影响。结果表明 :处理温度为 50 0℃时不同厚度薄膜中TiO2 均为锐钛矿晶型 ,粒径 8～ 33nm ,5层涂膜光催化活性最高。在高 pH值和低pH值区域 2 CP ,在TiO2 膜上的光催化降解速率较大。 2 CP初始浓度 (C0 )与反应速率 (r0 )的关系符合Langmuir Hinshelwood方程 ,当C0 ≤ 0 .6mmol·L- 1 时 ,降解反应可用一级动力学模式来描述。     

含酚废水光催化降解的试验研究

以主波长为254nm的紫外光灯为光源,TiO2为光催化剂,研究了对苯二酚光催化降解。建立了简单的符合拟一级的动力学模型,并进一步研究了其他因素如催化剂的活化温度、TiO2的用量以及酸度对降解率的影响。     

新型负载型纳米TiO_2光催化降解苯酚的试验研究

以岩棉为载体制备一种新型负载型纳米TiO2,对有机污染物苯酚的降解效果较好。岩棉对苯酚有一定的吸附作用。经过120min的处理,苯酚基本上被完全降解。流速对降解率的影响较大,本试验选择流速为5mL/min。初始浓度越小,苯酚的降解效果越好。通入O2和加入适量H2O2均有利于苯酚的降解,且少量的H2O2可使苯酚的降解率大大提高。苯酚在pH=4.5时降解效果最好。     

腐殖酸对苯并三唑的吸附动力学及热力学研究

HA(腐殖酸)是土壤和沉积物中有机质的重要组成部分,能在很大程度上影响有机污染物的环境行为和毒理效应. 采用批量平衡法研究了BT(苯并三唑)在HA上的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学等内容,结果表明:拟二级动力学能较好地描述BT在HA上的吸附行为,吸附过程分为快速吸附阶段和慢速吸附阶段,但主要以快速吸附为主;0~40min为快速吸附阶段,吸附总量占平衡吸附量的89.0%以上. 吸附等温线较好地符合Freundlich模型,R2均在0.9996以上. 初始ρ(BT)为300.0mg/L时,温度由288.15K升至308.15K,吸附量从15.70g/kg降至11.58g/kg,减少了26.24%. 此外,ΔH0(吸附焓变)为-30.19kJ/mol,说明吸附过程为放热反应;ΔG0(吉布斯自由能变)小于零,说明反应是自发的. 吸附反应的E_a(活化能)为19.35kJ/mol,表明吸附属于物理吸附.      

滴定分析法在土壤胡敏酸研究中的应用

胡敏酸是土壤有机质的重要组成部分,是研究土壤有机质物理化学性质的重要环节之一。本文综述了国内外在土壤胡敏酸研究中所采用的各种分析方法,详细论述了滴定分析方法在土壤胡敏酸官能团测定、土壤胡敏酸带电性质测定以及胡敏酸与金属相互作用研究中的应用,并使用滴定分析法测定了贵州喀斯特地区石灰土胡敏酸中酸性官能团及其与Ca2+形成络合物的稳定系数。通过总结对比滴定分析法在研究胡敏酸方面的应用,本文认为现代滴定分析法在表征土壤胡敏酸物化特性和研究土壤胡敏酸演化规律等方面具有广泛应用前景。     

茚虫威在土壤中的消解动态研究

茚虫威是一种广谱高效的氨基甲酸酯类杀虫剂,低毒低残留。采用气相色谱法对茚虫威在土壤中的残留进行分析,采用田间试验方法研究了茚虫威在土壤中的消解动态。结果表明,茚虫威在土壤中消解较快,其残留消解动态曲线符合化学反应一级动力学方程,在土壤中的半衰期为7.6天。说明茚虫威使用后在环境(土壤)中可以较快地消解,从而可以较好地保障生产安全。     

ZnO-TiO2在三相光催化反应器中降解酸性大红的研究

以Ti(SO4)2和ZnSO4.7H2O为原料,利用共沉淀法制备了ZnO-TiO2纳米复合材料作为光催化剂,用XRD和UV-vis等对其进行了表征。在自制的三相内循环光催化反应器中,对pH值、催化剂加入量、酸性大红初始浓度对降解率的影响进行了探讨。结果表明,当pH=10、催化剂用量为0.8mg/L、初始浓度为25mg/L、光照时间为90min时,酸性大红的降解率可达98.82%;动力学研究表明:在实验浓度范围内,酸性大红的光催化反应符合一级动力学方程,反应速率常数(k)与初始溶液浓度(C0)的关系为lnk=-0.8096lnC0-1.2362。