镉污染应急处置含镉絮体稳定性实验研究

以广西龙江河镉污染应急处置过程中产生的含镉絮体为研究对象,在探讨扰动及pH对絮体稳定性影响的基础上,考察了絮体在模拟静态水库和酸性洪水中的稳定性.结果表明,扰动及pH对絮体稳定性的影响较大,扰动条件下,Cd2+浓度随河水初始pH变化规律为:pH 5.0>>pH 6.0>pH 7.0≈pH 8.0>pH 9.0,当pH为5.0时,Cd2+浓度较高,超标19～58倍;当pH为6.0、7.0、8.0和9.0时,Cd2+浓度不超标至超标11倍.含镉絮体在扰动水环境中释镉量较大,大部分样品的Cd2+浓度高于5.0μg.L-1,最大超标1倍;而在模拟静态水库中的释镉量较小,所有样品中Cd2+浓度均低于5.0μg.L-1,未超标,可见含镉絮体在模拟静态水库中稳定性较好.含镉絮体在模拟酸性洪水中释镉量大,Cd2+浓度超标14～25倍,稳定性差.因此,在龙江河的生态环境影响后评估工作中应加强洪水期的监测.     

及时透明胜过“动用全世界的力量”

受1月底龙江河镉污染事件影响,“龙城”柳州的龙年春节变得有些紧张.由于担心饮用水被污染,市民们纷纷到超市、商店抢购瓶装水.据统计,截至2月2日,龙江河宜州拉浪至三岔段共有不同规格133万尾鱼苗、4万千克成鱼死亡,经检测是镉超标所致.相关专家表示,距此次龙江河镉污染事件的应急处置阶段结束大概还要一个月.     

突发环境事故与应急管理——访环境保护部应急办主任田为勇

广西龙江河镉污染事件已经过去两个多月了,此次事件应该说具有比较典型的意义,为我们敲响了警钟。那么如何预防、处置突发环境事件,"十二五"期间国家将如何加强环境应急管理,为此,本刊特对环境保护部应急办主任田为勇进行了专访。《世界环境》:广西龙江河镉污染事件发生后,应急办主要采取了哪些措施?田为勇:2012年1月18日,环境保护部接到广西自治区环境保护厅的报告     

Zn、Cd单一及复合污染对黑麦草根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响

采用根袋土培试验,研究了锌、镉单一及复合污染对重金属富集植物黑麦草生长、锌镉积累、根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响.结果表明,锌镉共存下(8 mmol/kg Zn+2 mmol/kg Cd),黑麦草对锌、镉的吸收为协同效应;仅镉污染时(2 mmol/kg Cd),镉对植株吸收锌为抑制效应.黑麦草吸收的锌、镉主要集中在地上部,以锌、镉复合污染时植株地上部对锌、镉的富集量最大,分别达到3 108.72、73.97 mg/kg,具有作为土壤重金属锌、镉污染植物修复材料的潜力.根际的松结合态锌、镉（交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态）含量大于其非根际的松结合态锌、镉含量.Cd污染和Zn、Cd复合污染的根际和非根际土壤镉形态均以交换态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>残渣态>有机结合态.Zn污染及Zn、Cd复合污染根际和非根际土壤各锌形态以铁锰结合态>碳酸盐结合态>残渣态>有机结合态>交换态,而Cd污染的根际和非根际的锌形态则以残渣态>铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态.Zn、Cd污染促进了黑麦草根系氨基酸的分泌,降低了根际土壤的pH值,以Zn、Cd复合污染根际土壤氨基酸总量最大,分别为对照、Zn和Cd污染的1.95、1.54和1.40倍,根际土壤的pH值最低(5.18).根际氨基酸含量在重金属胁迫下明显增加,可能与黑麦草适应重金属胁迫有关.根际pH值高于非根际是根际Zn、Cd有效性大于非根际的重要原因.     

湘中矿区不同用地类型面源Cd输出负荷的原位实验研究

受污染土壤重金属随降雨径流输出已成为河流、湖泊等水体重金属超标的主要来源之一,近年来日益受到关注.研究表明湘江中下游农田土壤重金属超标问题日益严峻,以镉超标最为严重.研究以湘中矿区Cd超标农业小流域为实验场,选取流域内水稻、旱田、荒草地这3类土地利用模式设置径流小区进行自然降雨水文过程的原位观测.结果表明,雨水pH值由春季到夏季呈升高趋势,径流水相溶解态Cd浓度呈明显的季节性差异,春季显著高于夏季,雨水pH值可显著影响土壤溶解态Cd向径流水相迁移,与径流水相溶解态Cd浓度呈负相关关系.相同降雨条件下,稻田径流水相溶解态Cd浓度显著低于旱田和荒草地,旱田与荒草地Cd面源输出负荷显著高于水稻田,由于降雨量差异,3类土地利用类型溶解态Cd面源输出负荷的季节性规律不明显.本研究可为流域尺度重金属面源输出负荷定量估算以及湘江流域水环境安全与水质预警提供数据支持和科学依据.     

水稻品种及典型土壤改良措施对稻米吸收镉的影响

水稻镉污染是我国当前重要的农产品安全问题,湖南攸县"镉大米"事件造成了严重的社会影响.针对南方酸性土壤镉污染特征,进行了"镉大米"治理技术研究.结果表明,当地主栽水稻品种株两优06的稻米Cd含量在大同桥和网岭镇的平均值分别为0.167 mg·kg-1和0.127 mg·kg-1,为其它品种的20%左右;石灰和矿物肥处理能够使稻米Cd含量降低到对照的20%~30%,覆膜处理使稻米Cd含量与对照相比降低约50%,而覆膜+生物炭+硅肥叶面肥处理能够降低80%左右,硅肥叶面肥单独施用及叶面肥和追肥配合施用能够显著降低稻米中的Cd含量90%以上;BCR法分析土壤Cd形态结果发现,供试大田土壤中Cd的弱酸可提取态比例较高,绝大多数样品达到55%以上,而施用石灰能够显著降低土壤中的弱酸可提取态和可还原态比例,增加残渣态比例,变化幅度达到20%左右;土壤Cd含量与p H值是影响稻米对Cd吸收的重要因素.     

钚在某处置工程屏障水环境中化学形态及影响因素

针对某放射性废物包装容器回填处置工程屏障结构特征,采用岩体裂隙水浸泡工程屏障样品的方式,在对各平衡水样化学成分分析的基础上,利用地球化学模拟软件EQ3/6对钚在回填工程屏障水环境中的存在化学形态进行了模拟计算,得出钚在回填工程屏障水环境中主要以Pu(Ⅳ)价态Pu(OH)5-形式存在,同时水环境中pH值和Eh值的变化皆会影响钚的存在化学形态和价态。     

不同前处理方法对沉积物中镉赋存形态分析的影响

不同前处理方法可能会影响沉积物中重金属赋存形态的准确分析。分别采集界河、胶莱河以及黄渤海的12个表层沉积物样品,采用Tessier五步连续提取法,对比了新鲜保存、自然风干和冷冻干燥3种前处理方式对河流与海洋沉积物中镉(Cd)赋存形态的影响。研究显示:不同前处理方式对沉积物中Cd的赋存形态产生了显著影响。新鲜样品中Cd的各形态含量偏离真实值程度较大;自然风干样品中碳酸盐结合态和铁锰氧化态偏离真实值程度较高,其余形态含量接近真实值;冷冻干燥样品中各形态含量普遍较低,但海洋沉积物多数形态含量更接近真实值。自然风干适用于河流沉积物样品Cd的处理,而冷冻干燥更适用于海洋沉积物Cd的处理。     

pH值对SBR生物反应器出水溶解态有机质含量与构成的影响

为探讨污水二级生化出水中有机物(EfOM)的构成特点和变化规律,采用配置生活污水,对不同pH值运行条件下, SBR生物反应器出水中的溶解态有机质(DOM)含量和构成进行了比较研究.结果表明,运行期间pH值的调节对SBR反应器出水DOM含量与构成的影响均较大.初始pH为6.5的SBR反应器, pH值降低为6.0后,出水DOC由原来的4.0mg·L-1不断升高,进一步提高pH值,能够起到一定的缓解作用;初始pH为8.0的SBR反应器,出水DOC从4.0mg·L-1快速降低并保持在2mg·L-1左右, pH值降低为6.5后, DOC变化不大.单宁酸和蛋白质、碳水化合物、DNA等微生物代谢产物(SMPs)是出水DOM的主要组成部分, pH值对SMPs生成的影响是一个长期的过程,运行过程中降低pH值,造成出水SMPs含量不断升高. pH值对整个循环过程中溶解态有机物降解情况的影响,在厌氧阶段发挥了主要作用,较高pH值有利于厌氧阶段有机物的降解,而好氧阶段的有机物降解受pH值影响不大.     

酸雨中SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+对红壤中重金属的影响

在实验室条件下连续浸泡污染红壤和黄红壤,研究模拟酸雨中阴离子、阳离子浓度对土壤中重金属解吸行为和化学形态分布的影响.结果表明,酸雨加速了土壤酸化,重金属活性增强.增加模拟酸雨中SO42-、NO3-或Ca2+、NH4+浓度对Cd、Zn解吸行为均产生明显促进作用,但对Cu影响不明显.增加模拟酸雨中SO42-、NO3-浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Zn百分率明显降低,交换态Cr百分率明显增加,交换态Cu百分率稍有提高,交换态Pb百分率变化不明显;增加模拟酸雨中Ca2+、NH4+浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Cu、Zn百分率明显降低,交换态Cr和活性形态Pb明显增加,但Cu的化学形态分布主要受模拟酸雨pH值的影响.     

镉胁迫对虾夷扇贝抗氧化防御系统的影响

实验研究了虾夷扇贝在96 h的急性毒性效应,以及不同浓度Cd2+(0,0.005,0.025,0.050,0.150和0.300 mg/L)对虾夷扇贝内脏团超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽-过氧化物酶(GSH-PX)活力的影响,以探讨其用于污染暴露的生物标记的可行性。结果表明:虾夷扇贝96 h的LC50为1.73 mg/L;其95%的置信区间是1.58～1.90 mg/L;安全浓度为0.0173 mg/L。酶活力:0.025 mg/L及以上的各实验组SOD活力先上升后下降,在第3 d时达到峰值,与对照组呈显著差异(P<0.05);处理第6 d,各浓度组SOD活力有所下降,到第9 d时受到抑制;CAT活力在处理0.5 d时,0.025mg/L0、.150 mg/L和0.300 mg/L三个浓度组均受到显著诱导(P<0.05),处理第6 d时,各实验组酶活力开始受到抑制。两种酶对实验设计的Cd2+浓度反应敏感,呈现出"诱导-抑制"规律,对海洋Cd2+早期污染具有指示作用。GSH-PX对Cd2+污染没有SOD和CAT那样敏感,GSH-PX的各个实验组与对照组相比差异均不显著,因而它作为对海洋Cd2+早期污染指示物的意义不大。     

苎麻麻骨水溶物的溶出影响因素及其组成

为探讨生物质材料吸附重金属过程中溶出物的溶出规律及成分,以苎麻麻骨为材料,在实验室模拟其吸附Cd2+废水条件下,考察溶出时间、温度、pH、苎麻麻骨粒径及ρ(Cd2+)对苎麻麻骨水溶物DOC溶出量的影响,通过气相色谱-质谱法对溶出物成分进行鉴定,并利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)等技术对溶出物溶出前后苎麻麻骨表面物化性质进行了表征. 结果表明:在弱酸性(pH为5)条件下,苎麻麻骨DOC溶出量高于65.90 mg/L. 各因素对DOC溶出量的影响程度不同,以粒径及温度的影响最大,随着粒径由1 mm增至20 mm,DOC溶出量由78.37 mg/L迅速降至60.14 mg/L,降低了18.23 mg/L;升温可促进苎麻麻骨DOC溶出量的增加,随着温度由5 ℃升至55 ℃,DOC溶出量增加了13.63 mg/L. 提取液pH、溶出时间、ρ(Cd2+)对DOC溶出量的增加量分别为5.08、4.60、3.11 mg/L. 溶出物溶出前后苎麻麻骨表面无显著变化,但溶出后的苎麻麻骨表面易溶于水的官能团数量显著减少. 溶出物中鉴定出9类物质(共19种化合物),以酮类和酯类居多,表明苎麻麻骨表面不带电.      

大宝山矿区水体中重金属的行为研究

广东大宝山矿区矿山废水的排放使周边生态环境遭受了严重的破坏。水体中重金属Cu、Zn、Cd和Pb的溶解态浓度分别达到13.82、50.83、0.103和2.91 mg.L-1。Cu、Zn、Cd和Pb的溶解态和悬浮态含量沿河流主干道断面呈相似的空间分布规律,上游都是沿水流方向降低,下游因吸附于悬浮物中的重金属重新释放略有增加。悬浮物中重金属元素的化学形态提取和扫描电镜能谱分析(SEM/EDAX)表明:4种重金属元素都以残渣态为主要存在形态,其次为可还原态,个别断面的Cd可还原态甚至超过了残渣态的含量,说明该水体这4种元素对环境都有一定的潜在威胁性。     

2015年秋季长江口有机碳的分布特征及其影响因素

依据2015年11月对长江口及其邻近海域的综合调查,分析了秋季长江口颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）的分布特征及其与环境因子的关系。结果表明:2015年秋季长江口POC的质量浓度为0.65~8.25 mg/L,均值为1.34 mg/L,整体呈现近岸高、远岸低,表层低、底层高的分布趋势;DOC的质量浓度为0.77~2.69 mg/L,均值为1.49 mg/L,整体表现为近岸高、远岸低,表层高、底层低的变化特征。有机碳与总悬浮颗粒物（TSM）的线性回归关系表明,陆源输入对POC含量分布贡献很大;有机碳和盐度（S）的极显著相关性说明,S对有机碳的影响主要体现在海水对有机碳的稀释作用及促进POC向DOC转化两个方面;DOC与COD的显著相关性,揭示了DOC的来源与长江径流和河口沿岸工农业排污输入密切相关。     

大宝山矿区污染水体中重金属的形态分布及迁移转化

对受广东大宝山矿区矿山废水排放污染的横石河水体中的过滤水、悬浮物和沉积物中重金属的污染分布特征及其迁移转化进行了系统地研究.结果表明:该水体的环境污染是以Cu,Zn,Cd和Pb则为主的多金属复合污染,综合污染指数(PI)为2.23～18.11,重金属Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态质量浓度分别达13.82,50.83,0.103和2.91 mg/L;Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态、悬浮态及总量沿河流断面呈相似的空间分布规律,而As则略有不同,但都是沿水流方向逐渐降低的;由于受低pH的影响,水体中As主要以细微颗粒物悬浮态为迁移载体,而Cu,Zn,Cd和Pb则以水溶态为主要迁移方式; 沉积物中5种重金属元素都以残渣态为主要存在形态,Cd和Pb的可交换态及Cu和Zn的有机态含量很高,说明这4种元素对环境都有一定的潜在威胁性.      

聚合物强化超滤技术分离Hg2+和Cd2+的研究

以聚丙烯酸钠为络合剂,研究Hg2+和Cd2+混合溶液的络合超滤分离行为.考察了pH值、负载比(LR)及外加盐浓度对混合体系分离的影响.结果表明,当pH值从5增大到7.5时,2种离子分离系数(S)逐渐下降,最适pH值为5;当LR从0.01增大到2时,S逐渐升高到最大值,此后迅速降低,LR=1.5时S达到最大值;Na2SO4的加入影响S值.控制混合溶液pH=5及LR=1.5,当体积浓缩因子为15时,截留液汞浓度(Cr, Hg)从30mg/L线性递增至444.9mg/L,截留液镉浓度(Cr, Cd)仅从30mg/L升高至35.4mg/L,S值约为227.浓缩液随着洗涤水体积增大,Cr, Hg基本不变,而Cr, Cd下降至5.24mg/L.收集各渗透液,调整至pH=6及LR=0.033予以浓缩,浓缩13倍时,Cr, Cd从27.37mg/L升高到354.7mg/L.     

黄河水体氨氮超标原因探讨

根据黄河水体氮污染物的种类、浓度和来源以及黄河特有的泥沙和水化学条件,结合实验结果,从生物和化学的角度讨论黄河氨氮超标的可能原因.结果表明,水体悬浮颗粒物对硝化过程有明显的促进作用,氨氮的超标不是因为泥沙对硝化作用的影响所导致.氮污染物的不断输入是黄河水体氨氮超标的根本原因,高浓度氨氮和有机氮对硝化过程有抑制作用,当NH⁺₄-N初始浓度分别为10.1,18.4,28.2 mg/L时,初始的硝化效率分别为17.4％,13.0％,2.5％,当有机氮初始浓度分别为5.5,8.6 mg/L时,其降解所产生的氨氮最高浓度分别为0.47,1.69 mg/L,在水体中滞留的时间分别为2 d和6 d.水体中耗氧有机物和有毒物质对硝化细菌活性的影响间接导致了氨氮在水体中的滞留.黄河水体高pH值导致非离子氨浓度较高,进一步对硝化细菌产生抑制作用.水量较小、颗粒物含量较低和微生物的活性降低是枯水期氨氮污染加重的原因.     

外源铅在4种土壤中的老化特征及对土壤化学性质的影响

采用化学提取和梯度薄膜扩散技术(DGT)探究外源铅(Pb)在不同类型土壤中老化的形态变化规律,考察了外源Pb添加对土壤pH、阳离子交换量(CEC)和可溶性有机质(DOC)等的影响,初步建立了土壤Pb生物有效性的预测模型.结果表明:EDTA提取态Pb含量随老化时间的延长而降低;准二级动力学方程可较好地表达有效态Pb在老化过程中的动力学特征,方程的参数反映了Pb处理浓度的增加延长了老化达平衡的时间,所有供试土壤的EDTA提取态Pb含量在3个月后基本达到老化平衡;不同提取态Pb含量和变化不同,CaCl_2提取态Pb含量最少、变化最大,HNO_3提取态Pb含量变化最小;外源Pb添加会降低土壤pH,但对CEC和DOC无明显影响;随着老化时间的延长,土壤pH升高,CEC无明显变化,DOC显著降低;土壤水溶态Pb和DOC可用来预测DGT测定的有效态Pb含量,预测效果较好.     

耐镉菌株的分离及其对Cd2+的吸附富集

采用梯度浓度驯化的方法,筛选分离出一株能高度耐镉和富集镉的菌株,初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在含Cd2+浓度4500mg/L的液体细菌培养基中能够生存,当Cd2+浓度为100mg/L时,pH值为6～8有利于提高菌株耐镉能力.Cd2+为低浓度时菌株积累Cd2+,菌体对Cd2+浓度为100mg/L的积累率达99.1%,冻干菌体对Cd2+的吸附量为8.786mg/g干菌体;当Cd2+浓度大于909mg/L时,菌体表现出外排Cd2+现象.红外分析和电镜观察表明,菌株细胞壁在吸附Cd2+中起重要作用,67.4%的Cd2+吸附在细胞壁上.     

中亚热带典型人工针叶林土壤溶解性有机碳浓度变化特征研究

土壤溶解性有机碳（DOC）是土壤有机碳库的活性组分,DOC降解影响土壤有机碳的迁移转化过程、生态系统的养分平衡和微生物的能源供给。当前大气氮沉降的增加是影响我国南方森林生态系统碳固定过程的重要因素,已引起各方广泛关注。论文基于中亚热带红壤丘陵区三种人工针叶林过去5 a 的施肥试验,重点分析了不同树种土壤DOC季节及0~30 cm土壤垂直剖面上的动态变化特征,对比分析了施肥对于不同人工林土壤DOC的影响。研究发现：① DOC浓度季节变化：湿地松林为秋季 >春季 >夏季 >冬季;马尾松林为秋季 >春季 >冬季 >夏季;杉木林为秋季>夏季>冬季>春季。DOC浓度剖面变化特征如下：湿地松林为10 cm>20 cm>30 cm;马尾松林为20 cm >10 cm >30 cm;杉木林为20 cm >30 cm >10 cm。②湿地松林土壤DOC浓度：施P肥 >对照 >施N+P肥 >施N肥;马尾松林土壤DOC浓度：对照、施N+P肥>施N肥>施P肥;杉木林：对照>施P肥>施N肥、施N+P肥。论文通过研究不同施肥条件下人工林DOC浓度在季节和剖面上的变化,可为了解大气氮沉降对中亚热带人工针叶林土壤DOC的可能影响提供重要的科学依据。