土壤汞污染及其修复技术研究

汞污染对人体有较大危害,会损伤人体的神经系统,在汞污染环境中各个器官都会受到不同程度的伤害。然而自然现象和人类生产生活都会扩大土壤中土污染的范围,通过对土壤污染及其危害进行分析,探究土壤汞污染的修复技术,以期更好地治理土壤汞污染现象。     

汞污染生物修复研究进展

汞污染的人为来源主要包括化石燃料燃烧、矿产开采与加工、垃圾焚烧及涉汞产品的生产使用等。生物修复法因具有成本低、易操作、生态友好等优点,在汞污染的治理与修复中具有良好的应用前景。综述了环境中汞污染的主要来源和污染现状,分析总结了基于植物和微生物作用的生态友好型技术在汞污染土壤和水体修复中的应用及作用机理的研究进展,并提出汞污染生物修复中应进一步研究和实践的问题,旨在为汞污染的生物修复提供科学参考。     

土壤汞污染及其修复技术研究进展

汞是一种全球性的污染物,环境中的汞污染问题引起了各国学者的关注。为了解汞污染土壤研究的进展,在概述国内外土壤汞污染现状及其危害的基础上,重点对汞污染土壤的修复技术进行了系统综述,主要包括:热处理技术、淋滤修复技术、固定化技术、电动修复技术、植物修复技术、基因修复技术以及纳米修复技术等。此外,还对土壤汞污染修复未来的研究方向进行了展望。     

丹寨汞矿冶炼厂土壤汞污染的初步研究

汞冶炼主要通过废气污染周围土壤环境。通过调查取样，化学分析及地面风的统计、地形和分布距离等分析，采用分布关系曲线和土壤污染等值线图说明丹寨汞矿冶炼厂土壤汞污染分布特征。     

生物炭修复污染土壤的研究进展

生物炭是一类在低氧或缺氧条件下烧制而成的黑色固体有机物质,具有丰富的碳含量及含氧官能团.随着生物炭在土壤改良方面的广泛应用使其在土壤污染修复上得到大量关注并逐渐成为研究热点.文章从生物炭对土壤重金属、有机污染物的修复和对土壤生态的影响方面展开论述,对生物炭单一施用和复合施用以及同其他修复方法联用对土壤污染修复效果做出总...     

汞污染土壤植物修复研究现状与展望

土壤汞污染及其治理是当前汞环境地球化学研究的核心内容之一。与传统物理和化学修复技术相比,植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前汞污染土壤修复领域的主要热点方向。本文主要从汞污染土壤植物修复原理和应用两方面入手,总结了土壤汞污染特点、植物修复技术原理及过程、修复植物与潜在修复植物种类、植物修复强化措施。针对现有研究的不足,对植物修复汞污染土壤的研究方向和发展趋势进行展望,以期为汞污染土壤植物修复技术应用与发展提供科学参考。     

牛粪生物炭与氮肥复施对PAEs污染土壤修复研究

为探究牛粪生物炭与氮肥复施对土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)降解效果及生物有效性影响,该研究以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)污染土壤为研究对象,通过以牛粪为原料制备的生物炭与氮肥复施,进行土壤中PAEs降解的应用条件及生物有效性影响研究。结果表明:当牛粪生物炭与氮肥复施比例为2.5,土壤初始pH为8,土壤温度为30℃,降解时间为150 d时,土壤中DMP和DEP降解效果最佳,降解率分别为87.84%和90.63%。牛粪生物炭与氮肥复施能够抑制土壤中PAEs的迁移转化,抑制小麦根部中PAEs向叶部的传输。当牛粪生物炭与氮肥复施比例为2.5时,小麦及种植小麦土壤中PAEs的含量最低。     

铜仁汞矿区土壤汞污染现状调查研究

为了进一步对废弃汞矿污染区的生态环境进行跟踪调查及科学的评价,2015年通过对铜仁市废弃汞矿区周围的稻田、旱田及菜地土壤汞污染现状调查分析。采用S型随机抽样方式,并使用原子荧光光度法对研究对象进行分析。结果表明:万山镇、云场萍及路腊村汞矿区稻田土壤总汞(THg)含量平均值分别为123.75、79.33、21.89 mg/kg;其旱田土壤THg含量平均值分别为:117.20、73.34、19.90 mg/kg;其菜地土壤THg含量平均值分别为129.40、81.78、26.50 mg/kg;且,万山汞矿区甲基汞(Me Hg)含量平均值分别为6.48(稻田)、4.80(旱田)、6.40μg/kg(菜地);云场萍汞矿区Me Hg含量平均值分别为3.73(稻田)、2.47(旱田)、6.40μg/kg(菜地);路腊村汞矿区Me Hg含量平均值分别为1.92(稻田)、0.87(旱田)、2.47μg/kg(菜地)。以上结果说明万山废弃汞矿区的污染程度高于云场萍废弃汞矿区及路腊村废弃汞矿区。     

高分子聚合物与钝化剂复配对汞污染土壤钝化修复研究

采用盆栽试验方法,研究了添加1种耐酸性较强的高分子聚合物与传统的有机或无机类钝化剂复配来钝化土壤重金属汞,并探讨其对土壤理化特性、植物生长发育、土壤汞形态以及酶活性等的影响.结果 表明:与对照(CK)相比,添加不同钝化剂均能有效改善汞污染土壤理化状况和土壤微环境,促进植物生长.不同钝化剂处理均显著降低了土壤有效态汞的比...     

不同施肥措施对水稻土壤微生物镉抗性的影响

镉（Cd）是最常见的土壤重金属污染物之一,对植物和人体具有毒害作用,研究不同施肥条件下的土壤微生物Cd抗性水平,可以为有机肥改良重金属污染提供一定的理论依据.为了探讨施无机肥和有机肥对于微生物Cd抗性水平的影响,在中国江苏常州、江西上高和福建福州水稻种植区采集了施有机肥（猪粪）和无机肥的土壤样品及猪粪样品,利用功能基因芯片（GeoChip 5.0）技术,研究了土壤微生物Cd抗性功能基因的响应及影响Cd抗性功能微生物群落互作的因素.结果表明,施有机肥土壤中有效态Cd含量[（1.08±0.70）mg·kg^-1]显著低于施无机肥土壤[（3.75±1.22）mg·kg^-1]（P<0.05）.土壤及猪粪样品中共检测到639个Cd抗性功能基因,施有机肥土壤中微生物Cd抗性基因丰度高于施无机肥土壤;有效态Cd含量、含水率、pH和铵态氮含量是影响Cd抗性微生物分布的重要环境因素.对Cd抗性微生物分子生态网络分析表明,施无机肥条件下,pH、含水率和有效态Cd含量是影响功能微生物潜在互作关系的主要因素;施有机肥条件下,主要影响因素是全钾和含水率.相比较无机肥,施用有机肥提高了土壤中微生物的Cd抗性水平及耐Cd微生物分子生态网络中的正相互作用.     

长期施氮和水热条件对夏闲期土壤呼吸的影响

在黄土高原地区,夏季休闲期既是高温多雨期也是土壤微生物强烈活动期.研究该时期土壤呼吸变化与土壤水分、温度和施氮之间关系,有助于深入理解农田生态系统土壤呼吸的时空变异性及其影响因素.本研究以1984年设立在黄土旱塬区长期田间定位试验为平台,选取了5个不同施氮处理（N0、N45、N90、N135和N180）,于2009年夏...     

油-稻轮作模式下修复材料对土壤铜修复的持续性影响

通过3 a持续的油菜-水稻轮作小区实验,其中前2a连续施用修复材料,后1a不施用修复材料,探究羟基磷灰石、生石灰、生物炭、生物有机肥和纳米材料对铜污染土壤的修复效果,及其对铜在油菜和水稻不同部位的富集情况.结果表明,羟基磷灰石、生石灰和纳米材料均能显著提高土壤pH值;不同修复材料均可有效地抑制土壤铜的移动,以生石灰修复土壤处理的有效铜降幅最大,连续施用修复材料的四季分别为38.9%、34.9%、27.88%和29.04%,且生石灰钝化有效铜的后续效果也较其他修复材料理想.修复材料的施用,促使油菜和水稻可食用部分中铜含量显著降低,修复材料施用的四季中,不同作物可食用部分铜含量最大值分别降低46.03%、22.2%、29.44%和31.71%,由于修复材料的施用效果,不施修复材料两季节作物可食用部分中铜含量均未超过国家食品安全限值.不同修复材料的使用,油菜和水稻产量均有所提高.本文可为铜污染地区土壤改良提供一定的理论依据和技术支撑.     

基于修复效果的污染土壤修复工程环境足迹分析

为定量评估污染土壤修复工程的环境影响,基于北方某焦化厂有机污染场地原位热脱附和阻隔通风技术的实际修复效果,计算了该工程各阶段的环境足迹及相对贡献,阐明了其主要来源,并对这两种技术修复单位方量土壤的环境足迹和基于污染物含量变化与风险削减的环境足迹强度进行了分析. 结果表明:在达到修复目标的情况下,工程施工准备阶段环境足迹占比仅在1%左右,高风险区原位热脱附施工运行阶段温室气体排放量、能源消耗量、耗水量、空气污染物排放量占比分别为63.39%、93.02%、72.82%和71.08%,低风险区阻隔通风施工运行阶段温室气体排放量、能源消耗量、耗水量、空气污染物排放量占比分别为35.40%、6.77%、26.26%和27.74%;原位热脱附技术修复单位方量土壤的环境足迹高于阻隔通风技术,原位热脱附技术的能源消耗量约为阻隔通风技术的49.70倍,温室气体排放量、耗水量、空气污染物排放量为阻隔通风技术的6.32~10.30倍. 研究显示:天然气使用、电能消耗和现场机械设备使用是该工程环境足迹的主要来源,在高风险区原位热脱附修复工程中苯的环境足迹强度高于苯并[a]芘,原位热脱附技术的能源强度高于阻隔通风技术,基于污染物含量降低情况的环境足迹强度对量化原位热脱附技术的环境足迹适用性较好,而基于风险削减的环境足迹强度适用于阻隔通风技术.      

不同施氮水平对紫花苜蓿草地土壤呼吸和土壤生化性质的影响

为探讨不同施氮水平对紫花苜蓿草地土壤呼吸速率和土壤生化性质的影响及其关系,本研究于2017年4月至2018年3月采用田间试验和室内分析相结合的方法,设置了无氮(N0,0)、低氮(N1,60 kg·hm~(-2))、中氮(N2,120 kg·hm~(-2))和高氮(N3,180 kg·hm~(-2))这4个施氮水平,监测了不同施氮水平下紫花苜蓿草地土壤呼吸速率及土壤水热的季节变化,并于紫花苜蓿生长季内不同茬次刈割后测定了土壤生化性质.结果表明:(1)不同施氮水平下紫花苜蓿草地土壤呼吸速率均表现出明显的季节性变化特征,在7月下旬达到峰值,12月中旬降至最低;随施氮量的增加紫花苜蓿生长季内土壤呼吸速率逐渐增强,N1、N2和N3施氮水平下的土壤呼吸速率均值分别为0.97、1.04和1.07 g·(m~2·h)~(-1),与N0[0.88 g·(m~2·h)~(-1)]相比,土壤呼吸速率分别增加了10.2%、18.2%和21.6%;施氮对紫花苜蓿非生长季内土壤呼吸速率无显著影响(P0.05).(2)不同施氮水平下紫花苜蓿生长季、非生长季和全年的土壤呼吸速率与土壤温度拟合指数模型均达极显著水平(P0.01),且指数模型的决定系数R~2值表现为生长季(0.46～0.62)非生长季(0.66～0.76)全年(0.80～0.86).(3)施氮在一定程度上降低了紫花苜蓿草地土壤的pH值和速效磷(AP),而提高了速效钾(AK)、土壤有机质(SOM)、土壤脲酶(URE)和土壤蔗糖酶活性(INV).土壤全氮(TN)和碱解氮(AN)含量在不同施氮水平下表现出不同的变化趋势,当施氮量在0～120 kg·hm~(-2)时,TN和AN随施氮量的增加而增加,继续增施氮肥超过N2(120 kg·hm~(-2))水平时则略有下降.(4)通过紫花苜蓿生长季内土壤呼吸与其土壤生化性质之间的相关矩阵分析可知,土壤呼吸速率(R_S)与土壤pH值呈极显著负相关(P0.01),与TN和URE呈极显著正相关(P0.01),与SOM呈显著的正相关(P0.05),与INV呈显著负相关(P0.05).综合考虑土壤生化特性对不同施氮条件下紫花苜蓿草地土壤呼吸速率的影响,可为草地生态系统土壤呼吸强度研究提供理论依据.     

VOCs相间非平衡态迁移对土壤修复效果的影响

挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）普遍存在于工业污染场地,因其易迁移和难降解的特性而受到广泛关注.修复VOCs污染场地时通常存在拖尾、反弹和二次污染物释放的现象,限制了对VOCs的修复效率,这些现象均与修复过程中VOCs在相间的非平衡态迁移有关,但目前仍缺乏定量化的研究.基于此,选择四氯化碳为典型的VOCs,采用沙箱试验,探究了VOCs的相间非平衡态迁移在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术应用过程中对土壤修复的影响.结果表明:在表面通风和土壤挖掘过程中能产生较为显著的二次污染物释放现象;在热脱附和气相抽提联用技术的修复过程中能产生拖尾现象,而在修复结束后则会产生反弹现象,这些现象均为相间非平衡态迁移的表现形式.其中,在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术修复过程中,四氯化碳释放通量的最大反弹幅度分别为0.69、2.80和64.00倍,表明相间非平衡态迁移对热脱附和气相抽提联用技术产生的影响最大.研究显示,相间非平衡态迁移在不同的土壤修复工艺中均有体现,严重限制了土壤修复的效率,需要引起土壤修复工作者的高度重视.      

络合剂对铬污染土壤电动修复作用的影响

用电动方法对铬污染砂土的修复进行了实验室研究。结果表明,EDTA和柠檬酸的加入明显改变了电动过程中电流的大小和铬在砂土中的分配,柠檬酸因与C(rⅥ)发生明显的竞争吸附或与土壤中的C(rⅢ)发生较强的络合作用而增加土壤总铬的迁移率,迁移到阳极附近的铬占砂土中铬含量的78.4%,电动处理以后土壤中剩余的六价铬浓度均显著减少,尤其是加入络合剂后的迁移率比不加入约提高40%,充分表明电动处理时加入络合剂可明显增加对砂土中六价铬的迁移。     

汞污染土壤修复技术的发展现状与筛选流程研究

近年来汞污染土壤情况日益严峻,因此选择合适的方法对汞污染土壤进行修复显得尤为重要.本文介绍了中国汞污染土壤现状和汞对人体的危害.在此基础上对国内外汞污染土壤修复技术,如热处理法、淋洗法、固化/稳定化、生物修复等技术进行了综述,总结得出各类修复技术的优缺点、技术关键点等,并给出了汞污染土壤修复技术筛选流程.指出了中国当前在汞污染土壤治理方面存在的问题,并提出了相关建议,为中国日后汞污染土壤修复技术的研究和工程实践提供参考.     

不同配比复合材料对农田镉污染土壤的修复效果

通过盆栽试验研究了3种不同配比复合材料SC(石灰+有机复混肥以2∶3配施)、LS(硫酸亚铁+石灰以1∶1配施)和LB(硫酸亚铁+生物炭以1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5配施)在不同添加量下对土壤Cd的生物有效性、小麦各部位Cd累积分布及产量的影响.结果表明:①添加3种复合材料均显著降低了土壤有效态Cd含量,降幅分别为50. 2%～81. 8%(SC)、29. 4%～48. 1%(LS)和18. 7%～42. 2%(LB);添加3种复合材料显著提高了土壤pH值,增幅分别为1. 37～2. 28(SC)、0. 41～0. 86(LS)和0. 14～0. 17(LB)个单位.②Cd在小麦各部位的累积分布规律为根叶茎颖壳籽粒,小麦各部位对Cd的转运能力表现为根颖壳茎叶.③与对照相比,添加0. 67%的SC显著增产56. 4%,添加0. 67%的LS显著增产51. 2%;添加复合材料LB可显著提高小麦产量,增幅为39. 6%～51. 2%.④相关分析表明,土壤pH值与土壤有效态Cd、小麦各部位Cd含量呈显著负相关关系;土壤有效态Cd含量与小麦各部位Cd含量呈显著正相关,相关系数分别为0. 711(籽粒)、0. 817(颖壳)、0. 593(茎)、0. 630(叶)和0. 622(根);同时,小麦各部位Cd含量之间也存在显著或极显著正相关关系.⑤综合比较,添加0. 93%的SC使土壤pH增幅最大为2. 28个单位;土壤有效态Cd含量降幅最大为81. 8%.因此,添加0. 93%的SC最适用于农田Cd污染土壤的修复治理.     

施氮对黄土旱塬区春玉米土壤呼吸和温度敏感性的影响

了解施氮对土壤呼吸和温度敏感性的影响,是研究农田土壤呼吸变化的重要环节,对预测农田土壤呼吸变化具有重要意义.基于中国科学院长武黄土高原农业生态试验站的氮肥管理试验,于2013年4月至2014年9月利用LI-8100系统(LICOR,Lincoln,NE,USA)监测施氮和不施氮条件下旱地春玉米生长季土壤呼吸、温度、水分以及根系生物量的变化,研究施氮条件下生物与非生物因素对土壤呼吸速率和温度敏感性(Q10)的影响.施氮显著提高了生长季土壤的累积呼吸量(P0.05),与不施氮相比,施氮处理累积呼吸量2013年提高了35%,2014年提高了54%.但施氮显著降低了土壤呼吸温度敏感性(P0.05),施氮处理的Q10较对照2013年降低了27%,2014年降低了17%.施氮显著提高了春玉米产量、地上部生物量和根系生物量(P0.05).施氮处理根系生物量较不施氮处理2013年提高了0.32倍,2014年提高了1.23倍.施氮对土壤温度和水分无显著影响,根系生物量是施氮条件下导致土壤呼吸差异的重要生物因素.