Treatment of tunnel wash waters-experiments with organic sorbent materials.PartⅠ:Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons and nonpolar oil

Tunnel wash waters characterize all waters that run off after washing procedures of tunnels are performed.These waters represent a wide spectrum of organic and inorganic pollutants,such as polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)and toxic metals.Removal of such contaminants from water runoff was investigated using laboratory tests after washing procedure was performed on two road tunnels in eastern Norway(Hanekleiv and Bragernes).Due to diverse character of both,treatment media and treated wash waters, the...     

Treatment of tunnel wash waters – experiments with organic sorbent materials. Part II: Removal of toxic metals

In the first part of the article, the column and the bag experiments concerning removal of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and nonpolar oil (NPO) from tunnel wash waters using organic sorbent materials have been described. This part presents the results of removal of toxic metals. The metals of concern (Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Mo, Ni, and Zn) were selected based on the priority toxicant pollutants defined in surface water quality criteria. Concentrations of these metals in the collected effluent...     

焦化厂土壤中多环芳烃分布特征及淋洗粒级分割点确定

土壤粒径分布和污染物在不同粒级土壤中的分布特征是污染土壤淋洗可处理性的重要依据,淋洗粒级分割点则是淋洗工艺的重要参数.根据土壤异位淋洗的技术要求,在焦化厂污染场地进行了采样,测定了土样的粒径分布曲线及不同粒级土壤中美国EPA优控的16种多环芳烃(PAHs)的初始浓度,并采用Tween 80和Triton X-100溶液对不同粒级污染土样进行了振荡清洗实验.结果表明,16种PAHs在6个粒级中的总浓度在6.27～40.18 mg/kg范围,呈双峰分布模式,单个PAH污染物的最高浓度大多出现在250～500 μm的颗粒中, 50～75 μm的颗粒中污染物浓度最低;PAHs去除率与其初始浓度及土壤特性有关,初始浓度越低,去除率越高,粗颗粒中由于有机碳含量较高,PAHs去除效率反而低于细颗粒.根据清洗效果并从废物减量化角度出发,确定以50 μm作为土壤淋洗的粒级分割点,这样减容率可以达到82.95％.     

飞灰添加对沥青铺路烟气PAHs释放的影响

为评估生活垃圾焚烧飞灰替代矿粉生产沥青混合料及其路面浇筑全过程中PAHs的环境风险,采用实验室模拟与实际铺筑过程相结合的方法,改变飞灰添加量(以w计,0、3%、4%和5%)和加热温度(200、165、145和80 ℃),以对PAHs的释放规律进行研究. 结果表明:在实际筑路过程中,PAHs的释放受加热温度的影响较大,ρ(∑₁₆PAHs)随加热温度的下降而降低,其中混合料制备和道路开放使用阶段的ρ(∑₁₆PAHs)分别为249.0～378.0、72.1～95.1 μg/m3;但在路面浇筑阶段ρ(∑₁₆PAHs)有增加的趋势,为254.0～571.0 μg/m3,并且在该阶段内ρ(4环PAHs)降低,低环(2～3环)和高环(5～6环)的PAHs质量浓度升高. 飞灰的添加抑制了PAHs的释放,w(∑₁₆PAHs)在10.4～12.3 μg/kg之间,毒性当量浓度(以TEQ计)在0.011 μg/kg左右. 飞灰的添加抑制了以萘为主的低环PAHs的释放,并且在3%添加量时对PAHs的抑制效果最好;在飞灰添加量为3%、4%和5%时,w(萘)分别降低了42.7%、32.2%和35.3%.      

再生水中优先控制有毒污染物的筛查方法

建立了一种适用于再生水中优先控制有毒有机污染物筛查的方法.针对样品前处理方法中的固相萃取柱的选择和洗脱剂条件等进行了优化设计,利用保留时间锁定和谱图解卷积技术分辨复杂系统中的目标污染物,并利用有毒化合物数据库进行有毒污染物甄别.结果表明,采用C18柱串联HLB柱的方法进行富集,用1:1(V/V)的正己烷/二氯甲烷混合溶剂和4:1(V/V)的二氯甲烷/甲醇混合溶剂进行分级洗脱的前处理方法,对分配系数(logKow)在1.48~6.41之间的30种化合物平均回收率在52.1%~138%之间,相对标准偏差值均<13.6%.将该方法应用于天津空港地区再生水中有毒有机污染物的筛查,2007~2008年度2次采集样品分别筛查出30种有毒有机污染物,其中有7种属于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中已列入监管范围的污染物,11种未列入排放标准监测范围.比较污水处理厂进、出水以及地表水中检出污染物,发现现有污水处理工艺对筛查出的优先有机污染物处理效果不佳.     

Microbes team with nanoscale zero-valent iron: A robust route for degradation of recalcitrant pollutants

Integrating nanoscale zero-valent iron (nZVI) with biological treatment processes holds the promise of inheriting significant advantages from both environmental nano- and bio-technologies. nZVI and microbes can perform in coalition in direct contact and act simultaneously, or be maintained in separate reactors and operated sequentially. Both modes can generate enhanced performance for wastewater treatment and environmental remediation. nZVI scavenges and eliminates toxic metals, and enhances biodegradability of some recalcitrant contaminants while bioprocesses serve to mineralize organic compounds and further remove impurities from wastewater. This has been demonstrated in a number of recent works that nZVI can substantially augment the performance of conventional biological treatment for wastewaters from textile and nonferrous metal industries. Our recent laboratory and field tests show that COD of the industrial effluents can be reduced to a record-low of 50 ppm. Recent literature on the theory and applications of the nZVI-bio system is highlighted in this mini review.     

多环芳烃及其衍生物在SBR/MBBR工艺中的分布与去除

多环芳烃(PAHs)是一类重要的持久性有毒有机污染物,而其衍生物SPAHs的毒性更高.通过对青岛市城阳污水处理厂采样,分析在其SBR/MBBR工艺中16种PAHs及硝基PAHs(NPAHs),甲基PAHs(MPAHs)以及氧基PAHs(OPAHs)的分布与去除.结果表明,16种PAHs及13种SPAHs均有检出,进水中,PAHs与SPAHs的总质量浓度分别为3 835. 14 ng·L~(-1)与6 889. 46 ng·L~(-1),其浓度远远高于其他地区的污水处理厂.在出水中,PAHs与SPAHs的总质量浓度为1 148. 18 ng·L~(-1)与1 724. 57 ng·L~(-1),去除率分别为70. 06%与74. 97%,可见SBR/MBBR工艺能有效去除PAHs与SPAHs.水相中PAHs的去除主要是针对低环多环芳烃(LMW-PAHs)的生物降解;而颗粒相中PAHs的去除主要依靠初沉池对LMW-PAHs的吸附沉淀以及生物单元对高环多环芳烃(HMW-PAHs)的生物吸附.对于SPAHs,MPAHs去除效果最好,去除率达89. 15%,颗粒吸附以及生物降解是其主要的去除机制;其次是OPAHs,去除率为63. 36%,在水相中主要依靠一级处理的颗粒吸附去除,在颗粒相中则主要在二级处理的生物吸附去除; NPAHs的去除率为48. 85%,主要在生物池中去除. SPAHs在SBR/MBBR工艺中的去除机制不尽相同,污水处理厂应根据不同处理工段PAHs与SPAHs的分布特征采取相应控制措施,而污泥中富集的PAHs与SPAHs远高于出水的排放量,因此,还应加强污泥中PAHs与SPAHs的管理.     

云南省曲靖燃煤区人群多环芳烃的日暴露特征研究

2007年12月~2008年1月于我国云南省曲靖燃煤区开展人群多环芳烃(PAHs)的暴露评价研究.采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)测定了环境样品中16种PAHs的浓度,对暴露的途径及各种PAHs的来源比例进行了分析,以苯并(a)芘(BaP)致癌当量计算了人群日暴露总量.结果表明,人群日饮食暴露量为0.20μg/d,且与WHO报道的水平相当.日空气暴露量为5.26μg/d,占PAHs日暴露总量的96%,表明空气是当地PAHs暴露的主要来源.用BaP当量剂量评价致癌风险时,BaP从数量比3.08%上升至毒性当量比49.6%,低环PAHs毒性当量所占比例明显下降.当地人群BaP平均日暴露量为5.46μg/d,超过了标准限值3μg/d.PAHs暴露给当地环境和人群健康带来了长期危害.     

西安市某文教区典型下垫面径流污染特征

在西安市某文教区路面、屋面和绿地设置径流采样点,采用人工时间间隔采样法对2016年8月~2017年2月的3场降雨径流和2场融雪径流全程采样,测试径流过程SS、COD、TN、TP、Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、Cr、PAHs、溶解态COD、溶解态重金属和溶解态PAHs的浓度以及颗粒物粒径d₅₀,研究各下垫面降雨径流污染水平及出流规律,比较不同下垫面降雨径流和融雪径流污染特征.结果表明,各类下垫面降雨径流主要污染物均为SS、COD、TN、Pb、Cr,路面和绿地径流中SS的EMCs均超过《污水综合排放标准》二级标准,3类下垫面降雨径流COD、TN、Pb、Cr的EMCs均超出《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,PAHs与国内相关研究相比属于中等污染水平,路面、屋面和绿地径流的EMC分别为266.8~389.8ng/L、254.9~303.0ng/L和231.2ng/L.路面径流SS、COD、Zn、Pb、Cu、PAHs浓度高于屋面径流,而TN、TP、Cr等指标则相反,表明径流中TN、TP、Cr主要源于大气干湿沉降,而交通排污对SS、COD、Zn、Pb、Cu、PAHs等有较大输入贡献.3类下垫面降雨径流污染浓度输出规律差异显著,路面径流污染物初期浓度较大,受雨期交通排污影响中后段波动剧烈,屋面径流污染物浓度随径流历时持续降低且趋于稳定,绿地径流污染物浓度沿程变化相对较小.降雨强度对总量污染物浓度输出的影响大于溶解态污染物,表现为d₅₀与降雨强度呈现良好的相关性.因降雪期间污染物持续累积且径流量较小,路面融雪径流污染物浓度远大于降雨径流,而屋面融雪径流因流量较小导致携带污染物的能力较弱故水质优于降雨径流.     

Evaluation of soil washing process with carboxymethyl-β-cyclodextrin and carboxymethyl chitosan for recovery of PAHs/heavy metals/fluorine from metallurgic plant site

Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)/heavy metals/fluorine(F) mixed-contaminated sites caused by abandoned metallurgic plants are receiving wide attention. To address the associated environmental problems,this study was initiated to investigate the feasibility of using carboxymethyl-β-cyclodextrin(CMCD) and carboxymethyl chitosan(CMC) solution to enhance ex situ soil washing for extracting mixed contaminants. Further,Tenax extraction method was combined with a first-three-compartment model to evaluate the environmental risk of residual PAHs in washed soil. In addition,the redistribution of heavy metals/F after decontamination was also estimated using a sequential extraction procedure. Three successive washing cycles using50 g/L CMCD and 5 g/L CMC solution were effective to remove 94.3% of total PAHs,93.2% of Pb,85.8% of Cd,93.4% of Cr,83.2% of Ni and 97.3% of F simultaneously. After the 3rd washing,the residual PAHs mainly existed as very slowly desorbing fractions,which were in the form of well-aged,well-sequestered compounds; while the remaining Pb,Cd,Cr,Ni and F mainly existed as Fe–Mn oxide and residual fractions,which were always present in stable mineral forms or bound to non-labile soil fractions. Therefore,this combined cleanup strategy proved to be effective and environmentally friendly.     

焦化厂土壤和地下水中PAHs分布特征及其污染过程

以煤炭为原料的焦化厂是环境中PAHs的主要人为污染源. 针对US EPA(美国国家环境保护局)优先控制的16种PAHs,对苏南某生产历史长达16 a、面积为44.58×104 m2的焦化厂土壤样品中的w(PAHs)以及地下水样品中的ρ(PAHs)进行了分析,并采用统计学方法对PAHs的分布规律进行了研究. 结果表明:表层土壤中除二苯并[a,h]蒽外,其他15种PAHs均被检出;w(2~3环PAHs)平均值占w(∑PAHs)平均值的92.6%,明显高于w(4~6环PAHs). 地下水中只检出强亲水性的萘、二氢苊、苊、芴、菲、蒽等6种低环PAHs,但未迁移至厂外. 厂区内土壤和地下水中PAHs污染均具有典型的区域分布特征,并且均为化厂车间最严重. 土壤防污性能的差异使PAHs在3.0 m黏土层〔K_y(垂向渗透系数)=1.28×10-8 cm/s〕中富集. 高环PAHs主要与有机质结合以固相迁移,因w(TOC)随深度增加而下降,部分高w(高环PAHs)点位土壤有机质吸附过饱和,未被吸附的高环PAHs向深层迁移至5.0 m含水层顶板,但因强疏水性未进入7.0 m含水层. 强亲水性低环PAHs以溶解态迁移进入含水层,但因地下水流动缓慢(流速为3.71×10-6 cm/s),PAHs污染区仅集中在化厂车间及其附近区域.      

江苏省城市污泥中多环芳烃的含量及其主要影响因素分析

采用高效液相色谱,对江苏省21家代表性城市污水处理厂污水污泥中多环芳烃含量进行了分析.结果发现,污泥中含有7-16种PAH化合物,都是以2(或3)个苯环的化合物为主,而难降解4-6个苯环的化合物所占质量分数均较低.但污水来源及其处理方式、污泥处理方法等均影响着污泥中PAHs的含量及组成,消化可明显降低污泥中PAHs的含量.污泥中∑PAHs总量在11.68-169.91 mg·kg-1,各污泥间含量差异显著;具有致癌性的PAHs含量在1.17-41.03 mg·kg-1,平均值为6.59mg·kg-1;被列入中国环境"优先污染物"的PAHs含量在4.07-59.06 mg-kg-1之间.其中萘是江苏城市污泥中均含有的PAHs化合物,而对于强致癌性化合物苯并(a)芘,其含量相对较低,在污泥中含量一般在0-2.20 mg·kg-1,平均含量为0.15mg·kg-1,远低于我国农用污泥控制标准的3.0 mg·kg-1.     

Distributions of typical contaminant species in urban short-term storm runoff and their fates during rain events： A case of Xiamen City

The pollutants in urban storm runoff,which lead to an non-point source contamination of water environment around cities,are of great concerns.The distributions of typical contaminants and the variations of their species in short term storm runoff from different land surfaces in Xiamen City were investigated.The concentrations of various contaminants,including organic matter,nutrients(i.e.,N and P) and heavy metals,were significantly higher in parking lot and road runoff than those in roof and lawn runoff.The early runoff samples from traffic road and parking lot contained much high total nitrogen(TN 6-19 mg/L) and total phosphorus(TP 1-3 mg/L).A large proportion(around 60%) of TN existed as total dissolved nitrogen(TDN) species in most runoff.The percentage of TDN and the percentage of total dissolved phosphorus remained relatively stable during the rain events and did not decrease as dramatically as TN and TP.In addition,only parking lot and road runoff were contaminated by heavy metals,and both Pb(25-120 μg/L) and Zn(0.1-1.2 mg/L) were major heavy metals contaminating both runoff.Soluble Pb and Zn were predominantly existed as labile complex species(50%-99%),which may be adsorbed onto the surfaces of suspended particles and could be easily released out when pH decreased.This would have the great impact to the environment.     

滦河口表层沉积物中重金属和多环芳烃的分布、来源及风险评估

为了弄清近年滦河输送与河口环境之间的相关性,对采自滦河口的33个表层沉积物样品的粒度、有机碳、重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As、Hg)和多环芳烃(PAHs;16种US EPA优先控制单体)含量进行了检测分析.Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As、Hg的平均含量分别为18.76,30.98,44.63,41.14,15.60,0.09,7.21和0.02μg/g.重金属含量高值区分布在河口和南部细颗粒中心区域,其分布受沉积环境控制;元素之间相关性较高,河流输送对该区域中重金属含量和分布影响较大;该区域中重金属64.2%源于人为污染释放,35.8%属于自然背景;整体污染程度较低,在河口存在低生态风险.PAHs总浓度为7.5~74.3ng/g,平均为37.4ng/g,PAHs与重金属具有完全不同的分布特征,河流输送影响较小,单体组成以4环单体为主;该区域中沉积物中的PAHs有40.3%源于石油泄漏及船舶航行等,46.7%源于煤炭、天然气及木柴燃烧,12.0%源于交通尾气排放;北部区域锚地船舶航行及石油制品泄漏对北部区域PAHs生态风险贡献较大.     

有机污染物在多孔介质中的残留

土壤、地下水中的有机污染物主要以自由态、挥发态、溶解态和残留态等四种形态存在 ,其中残留态的部分是最难以去除的 ,残留量的多少是关系治理费用及治理时间长短的最关键因素。本文以柴油为代表 ,对地下水饱和区中有机物的残留进行了试验模拟 ,与非饱和区的残余饱和度进行了比较 ,揭示了饱和区中有机污染物残余的特点 ,并深入分析了其机理。结果表明 ,砂性介质中 ,地下水饱和区中有机污染物的残余饱和度显著大于非饱和区中的残余饱和度 ,因此可以有效地利用这一特性 ,通过降低地下水位使饱和区中部分残留态污染物转化为自由态 ,提高去除效率 ;与非饱和区中多孔介质粒径越小 ,残留量越大的特性相反 ,饱和区中测得的残余柴油饱和度随介质粒径的增大而增大。不同水位变动速度的试验结果表明 ,水位变动速度对粘性大于水的柴油的残余饱和度影响可以忽略不计。     

粤港澳大湾区典型城市遗留地块土壤污染特征研究

通过识别各类工业企业搬迁遗留地块的环境风险等级,可实现差异化的环境管理,在保障人居环境安全的同时,提高地块开发效率,纾解城市土地资源紧张的问题.该研究通过分析粤港澳大湾区某典型城市2013—2018年开展调查的93个遗留地块的土壤污染风险、污染程度、污染类型及分布特征,探讨行业类型对地块土壤污染风险及污染特征的影响.结果表明:该城市金属表面处理及热加工业、化学原料及化学品制造业、金属冶炼及延压加工业等3个行业的污染地块占比超过85%,单位面积污染量（污染地块每平方米调查面积的污染土方量）超过0.32 m3,污染负荷指数大于0.5,为土壤高污染风险行业;其中,金属表面处理及热加工业地块表现为无机污染,主要污染物为重金属,化学原料及化学品制造业地块主要表现为有机污染,主要污染物为苯系物、石油烃和多环芳烃,金属冶炼及延压加工业地块主要表现为复合污染,主要污染物为多环芳烃、铅、砷、镍、锌;电气机械及器材制造业、装卸搬运和仓储业、商务服务业、纺织业、文教及工美体育和娱乐用品制造业、塑料制品业、农业和畜牧业等7个行业类型为土壤低污染风险行业.该市污染地块以复合污染为主,污染物类型主要为重金属、氰化物、氟化物和有机污染物,其中,砷和多环芳烃在污染地块中的出现频率最高,均接近50.0%.因此,遗留地块的土壤污染风险、污染特征与其区域特点、历史行业类型密切相关,在对关闭搬迁遗留污染地块进行环境调查和环境监管中,进一步对不同类型行业进行区别化监管具有重要意义.      

新乡市机动车排放对道路灰尘中重金属与多环芳烃污染的影响

以新乡市主要道路的地表灰尘为样本,采用电感耦合等离子体质谱仪和气相色谱质谱联用仪分别测定所含5种重金属(Cd、Pb、Cr、Cu和Zn)和15种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的含量,并探究了机动车排放对其污染特征的影响.结果显示,重金属和PAHs的含量范围分别为2. 58～1 560 mg·kg~(-1)和ND～1. 30 mg·kg~(-1),其含量总体上随灰尘粒径减小而增高.组成上,重金属以Zn为主,PAHs主要以高环为优势组分.空间分布上,重金属和PAHs含量存在差异:人民路、小店工业园区和水泥厂附近道路灰尘中的重金属总含量最高,而PAHs含量的高值出现在人民路、高速上口和107国道的灰尘中.Pearson相关分析表明,5种重金属与15种PAHs间基本不存在正相关关系.通过聚类分析和因子分析发现,新乡市道路灰尘中的重金属基本不受机动车排放影响,而PAHs受机动车排放影响较大.     

珠江澳门水域水柱多环芳烃初步研究

对采自澳门水域水柱不同深度水样溶解相及颗粒相(悬浮颗粒物)中的多环芳烃进行了定量分析。初步结果显示:多环芳烃质量浓度(溶解相和颗粒相)为1854 4～8733 4ng L,其中溶解相多环芳烃质量浓度为892～7944 5ng L,颗粒相为339 4～969 5ng L,16种优控多环芳烃的质量浓度为940～6654ng L;悬浮颗粒物中污染物的质量浓度自水柱表层至底部逐步减小,多环芳烃在颗粒相和溶解相中的分配系数(lgKp)也自上至下呈递减趋势,说明颗粒物主要是以沉降作用和水平迁移过程为主;水柱下层样品中多环芳烃的lgKp值异常升高,与水柱下层水体的悬浮物质量浓度较高以及盐水入侵(盐水楔)作用有关。      

岩溶地下河流域表层土壤多环芳烃污染特征及来源分析

采集重庆南山老龙洞地下河流域农田土壤(0～20 cm),利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MC)测定了土壤样品中16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)含量,分析其含量和组成,污染水平及污染来源.结果表明,流域内不同地点表层土壤16种PAHs总量变化范围为277～3301 ng·g-1,平均值为752.6 ng·g-1±635.5 ng·g-1,所有样品均遭受污染,其中57%为轻污染,29%为污染土壤,而14%为重污染.多环芳烃的组成以2～3环为主,占总量的28.72%～72.68%,平均值为48.20%;4环和5～6环含量分别为7.77%和34.03%.土壤PAHs含量与有机质(SOM)含量显著相关,而与pH值相关性不强.比值法和主成分分析(PCA)表明,流域内土壤主要来自交通排放与煤炭、石油及生物质燃烧的混合源以及石油源.     

化学洗脱法去除生物过滤塔中菌体的研究

研究生物量控制技术对于提高生物过滤法处理VOCs气体的长期运行性能具有重要意义.用4套平行的生物过滤塔处理甲苯气体,考察了NaOH溶液对生物过滤塔中菌体的去除效果及其对过滤塔去除甲苯性能的影响.NaOH循环洗脱的试验结果表明,在0.2%～0.8%的NaOH浓度范围内,适宜的循环洗脱持续时间为2～3 h.在4个试验浓度下,浓度为0.4%的NaOH溶液对菌体的去除效果最佳,此时菌体洗脱以脱附作用为主.对不同化学洗脱方式进行综合比较发现,循环洗脱是较为适宜的化学洗脱方式.对过滤塔甲苯去除性能的监测表明,洗脱后过滤塔的去除性能可在3～4 d内恢复,不同浓度NaOH对去除性能的影响差别不大.