页岩气井场土壤石油类污染特性及对理化性质的影响

为了解页岩气开采过程中的石油烃污染情况及其对土壤理化性质的影响,选择四川4个典型页岩气井场周围土壤为研究样地,采集石油烃污染土壤样品并测定土壤污染特征和理化性质,进一步利用SPSS分析了石油烃质量比与各类理化因子的相关性。结果表明:1)页岩气开发过程井场周围土壤受到不同程度的石油烃污染,质量比为0.022~15.6 g/kg,15个样点中有11个点土壤石油烃质量比超过500 mg/kg的临界值,石油烃萃取物GC-MS组分分析表明,污染物以大分子的直链烷烃和支链烷烃为主,占污染组分的90%以上;2)土壤受到石油烃污染后,土壤有机质显著增加,使含水率和p H值明显降低,还使发光细菌的半致死率EC50显著降低,即提高了土壤水浸液的毒性等级;3)土壤含油量对营养素全磷和全氮无显著影响,污染土壤中C、N、P比例严重失调,因此在进行烃污染土壤修复时需要适当补充N、P营养盐,可增强土壤中微生物的活性,加速石油烃的分解;4)相关性检验(LSD)结果显示,受烃污染土壤中的石油烃质量比与含水率和有机质呈极显著相关,与p H值和生物毒性EC50呈显著相关,与电导率、TN和TP无显著相关关系。     

纳米羟基磷灰石对小麦植物酶及土壤酶活性的影响研究

采用土培方式研究纳米羟基磷灰石(NHAP)在不同质量分数下,小麦幼苗植株中3种植物酶及3种土壤酶活性的变化,并探讨添加不同质量分数NHAP对植物及土壤的影响.研究结果表明,添加NHAP后在初期(第7 d)能显著(p＜0.05)提高土壤pH值,但随着培养时间的推移,在第21 d时,对照处理(CK)与添加不同质量分数NHAP的处理1(T1)、处理2(T2)、处理3(T3)各处理间差异不显著(p＞0.05).添加NHAP可提高植物超氧化物歧化酶(SOD)活性,处理21 d后,与CK相比,除T1处理外,T2、T3处理SOD酶活性均显著提高.添加NHAP降低可过氧化物酶(POD)活性,在21 d处理时,T3处理POD酶活性显著降低,而T1、T2处理不明显.与CK相比,添加NHAP对植物过氧化氢酶(CAT)酶活性影响不显著.添加NHAP能提高小麦根际土壤过氧化氢酶活性,在第21 d,T1、T2、T3处理的土壤中过氧化氢酶活性显著增强,比CK分别提高19.5％、29.0％、49.8％.小麦根际土壤脲酶活性随时间延长变化不同,前14 d随NHAP质量分数升高而增加,之后随NHAP质量分数升高变化不明显.施加NHAP对土壤碱性磷酸酶活性影响不明显.综合考虑NHAP对小麦植物酶活性及土壤酶活性的影响以及经济成本等因素,确定添加纳米羟基磷灰石的适宜质量分数为1％.     

咸水淋洗对广东大万山岛土壤理化性质影响的研究

海水对海岛土壤理化性质的影响不容忽视,但目前对南方海岛土壤的盐胁迫效果研究仍不多见。为了研究海岛工程建设运行过程中海水盐分对土壤的胁迫作用所导致的土壤环境问题,选取广东大万山岛土壤,利用土柱淋溶和ICP-AES测定方法,以质量分数为0、1%、3%、5%、7%的Na Cl溶液作为淋溶的盐溶液,研究了咸水淋洗对土壤理化性质的影响。大万山岛土壤阳离子交换量为2. 68 cmol+/kg,有机质质量比为51. 71 g/kg,p H值为4. 99,电导率为49. 4μS/cm。结果表明,随淋洗液中盐质量分数增加,土壤淋出液的p H值逐渐降低,淋出的Ca、Mg累积量逐渐增加。当淋洗液盐质量分数从0逐渐升高至7%时,土壤淋出的Ca、Mg累积量分别从2. 63 mg/kg和1. 02 mg/kg上升到218. 82mg/kg和51. 29 mg/kg。在不同质量分数盐淋洗液淋洗后,土壤的阳离子交换容量发生显著变化。土壤的有机质质量比在不同质量分数盐淋洗液的淋洗下大大降低,当淋洗液的盐质量分数为7%时,土壤有机质质量比仅为9. 61 g/kg。由此可以判断,咸水淋洗对广东大万山岛土壤产生了负面影响。     

蚯蚓粪与零价铁、磷矿粉对酸性土壤改良和重金属风险控制研究

针对酸性土壤退化和重金属活性高的问题,为了寻求一种综合改善土壤酸性和控制重金属风险的改良技术,基于室内土培试验,通过将蚯蚓粪、零价铁和磷矿粉进行不同形式的组配,分析其对土壤理化性质和重金属镉铅活性的影响,最终筛选出适宜的酸性土壤改良剂。结果表明,加入改良剂后土壤p H值提升了0.17～1.33个单位,有机质质量分数增加了30.7%～124.5%,阳离子交换量提升了371%～627%,均显著改善了土壤理化性质。有机-无机组配材料对重金属Cd、Pb的钝化效果显著,其中蚯蚓粪+零价铁(VCFe)和蚯蚓粪+零价铁+磷矿粉(1∶1∶1,V1F1P1)处理的土壤Cd、Pb有效态含量降低45.4%～59.0%,钝化效果最佳。Tessier形态分析结果表明,这2种改良剂能够将Cd从活性较高的可交换态向活性较低的铁锰氧化态和残渣态转化,将Pb从可交换态、碳酸盐结合态向残渣态转化。组配材料通过改变土壤理化性质而影响到Cd、Pb部分形态转化,进一步影响到其有效性和迁移性。     

猪粪与鲜红薯藤不同配比中温厌氧发酵特性

为了研究中温条件下猪粪与鲜红薯藤不同配比对厌氧发酵特性的影响及各指标的变化规律,在35℃恒温、总固体质量分数8%条件下,猪粪与鲜红薯藤按质量比2∶1、1∶2、1∶3进行厌氧发酵试验,试验结果用SPSS 22和Excel进行统计学分析。结果表明,猪粪与鲜红薯藤混合厌氧发酵最佳效果的配比是1∶2,其最大甲烷体积分数是56.5%,累计产气量为10 033 m L,这比2∶1和1∶3分别高出33.9%和17.8%。各组的累计产气量、挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度和甲烷体积分数两两之间均出现显著性差异(p0.05)。各配比的p H值、VFA与甲烷体积分数之间呈动态相关。     

离子交换树脂对水中锑的吸附性能研究

通过静态吸附实验,比较了D201、D301和D314型3种阴离子交换树脂对锑的吸附容量和吸附速率,优选出D314型为除锑的最佳树脂,并优化了p H值、温度和初始浓度、吸附时间等影响其吸附性能的条件。实验结果表明,当p H值为7,温度为25~45℃,溶液初始质量浓度为200 mg/L时,树脂对锑吸附容量可到达19.4~20.7 mg/L;D314型树脂对锑的吸附是一个吸热过程,用Langmuir等温模型拟合R2大于0.99,相关性显著,理论最大吸附容量可达到24.04 mg/g;D314型树脂对锑是一个快速吸附过程,达到吸附平衡时间为2 h,符合准二级动力学模型。     

零价铁法去除水体中萘普生:作用机制及产物毒性研究

为了探索水体中非甾体类药物处理新技术,对铁屑降解水体中萘普生的影响因素、作用机制和产物毒性进行了研究。首先考察了铁屑投加量、p H值、萘普生初始浓度及作用时间对降解效果的影响,确定了铁屑投加量为2.5 g/L,p H值为2.0,萘普生质量浓度为10.0 mg/L的反应条件有利于零价铁对萘普生有效降解,反应150 min去除率可达89.2%;然后对零价铁降解萘普生的反应机制进行研究,结果表明零价铁主要是通过腐蚀产物(新生态氢[H])直接还原作用,促使萘普生转化为其他物质;发光菌毒性实验表明萘普生转化为较母体具有更高生物风险的中间产物。     

石灰对Cd、Pb在土壤-水稻体系中转移和累积的影响

在酸性土壤中,石灰对重金属污染土壤有明显的钝化修复效果。通过土壤盆栽试验,以宜优673(籼稻)为供试作物,研究了添加石灰(消石灰,Ca(OH)2)对Cd-Pb复合污染土壤中Cd、Pb的有效性,以及Cd、Pb在土壤-水稻体系中转移与累积的影响,探讨了石灰降低水稻糙米Cd和Pb累积量的主要途径。结果表明,石灰提高了土壤的p H值,显著降低了土壤Cd和Pb的有效性和根表铁膜中Cd、Pb的质量比,对根系Cd质量比的影响不显著,但显著降低了成熟期根系Pb的质量比。石灰抑制了Cd从根向叶、从茎向叶的转移,抑制了Pb从茎和叶向糙米的转移,最终降低了Cd和Pb在糙米中的累积量。与Cd的累积相比,石灰抑制Pb在糙米中累积的效果更为显著。研究表明,石灰降低了土壤中Cd和Pb的有效量,抑制了Cd和Pb在水稻体内的转移,是降低水稻糙米Cd和Pb累积量的主要途径。     

滇东南岩溶区土壤有效态微量元素丰度特征及其影响因素

为了解滇东南岩溶区土壤有效态微量元素丰度特征及其影响因素,采用对角线取样法对研究区土壤进行采样并进行了测试分析.结果表明,不同地层土壤有效硼质量比由小到大为奥陶系、泥盆系、寒武系,有效铜质量比由小到大为寒武系、奥陶系、泥盆系,有效锌和有效铁质量比由小到大为寒武系、泥盆系、奥陶系.pH值、有机质是影响土壤有效态微量元素的重要因素,有效硼、有效铜、有效锌质量比与pH值呈正相关,有效铁质量比与pH值呈负相关;有效硼、有效铜质量比与有机质质量比呈极显著正相关(p＜0.01),有效锌质量比与有机质质量比呈显著正相关(p＜0.01),而有效铁质量比与有机质质量比相关性不明显.根据中科院微量元素组制定的标准,不同地层土壤有效硼、有效锌质量比级别为极低或低,有效铜质量比级别为中,有效铁质量比为高或极高.     

磷矿粉-水泥固化Zn污染土工程特性试验研究

为揭示磷矿粉-水泥固化Zn污染土的工程性质,通过含水量、干密度、p H值测试和无侧限抗压强度试验,研究了两种固化土的物理力学性质随Zn质量分数和养护龄期的变化规律,探讨了重金属Zn对不同固化剂固化效果的影响,同时分析了固化土抗压强度与物理性质指标间的相关关系。结果表明:磷矿粉-水泥固化剂(PMC)固化Zn污染土的效果优于水泥固化土;PMC固化土的含水量变化率高于水泥固化土的,少量Zn可促进水化反应的进行,Zn质量分数大于0.5%时水化反应受到明显阻滞;PMC固化土的干密度比同条件下水泥固化土提高约6%,其p H值低于水泥固化土的,且集中在8.0~9.5;PMC主要通过吸附作用固化重金属,固化土的应力-应变特征为"软化"型,重金属Zn使得水泥固化土的应力-应变特征由"脆性"向"韧性"转变。     

水稻籽粒镉积累模型

通过文献调研与分析,建立了水稻籽粒镉含量(CdR,mg/kg)与土壤全镉含量(CdT,mg/kg)、pH值及有机质含量(SOM,g/kg)关系的统计模型:CdR=0.560 exp[0.995 log(CdT)-0.173 pH 0.018 SOM](决定系数R2=0.62,P＜0.001,n=156).相关分析和残差分析结果表明,该模型具有较好的解释性,可用于水稻籽粒镉含量的估算.     

土壤重金属含量对3种常见菊科叶菜重金属累积的影响

为了解蔬菜产地土壤重金属含量对蔬菜重金属累积的影响,以我国南方常见的3种菊科叶菜(苦荬菜Sonchus oleraceus、生菜Lactuca sativa var.crispa、油麦菜Lactuca sativa)为研究对象,选择5种重金属为研究指标,对蔬菜及其产地土壤重金属含量的相关性等进行了分析。3种蔬菜的重金属富集系数表明,3种蔬菜吸收、累积不同重金属元素的能力存在明显差异(p0.05),5种重金属被蔬菜吸收的容易程度从大到小依次为镉、铬(汞)、铅(砷)。各蔬菜品种的重金属超标率和土壤重金属超标率存在不一致现象。其中,蔬菜中镉、铬、砷、汞的超标率均低于土壤的超标率,而蔬菜中铅的超标率则高于其对应土壤的超标率。对3种蔬菜产地土壤与蔬菜重金属质量比的相关性分析表明,其中除生菜中铅和砷与土壤中相应重金属元素相关性不显著外,其他情况下都呈显著相关性(p0.05)。建立了3种蔬菜及其土壤重金属含量的回归分析模型,并据此推算出种植3种蔬菜的土壤重金属安全阈值,其中,除生菜产地土壤中铅阈值在现行标准范围内之外,其他土壤重金属阈值均远高于现行标准。该阈值结合了大田土壤环境的实际情况,对当地农产品安全生产具有更强的针对性和可靠性。     

土壤中7种典型PPCPs的分布特征及其影响因素分析

药物和个人护理产品(PPCPs)的环境残留问题在全世界范围内受到了越来越多的关注。利用高效液相色谱与质谱联用技术(LCMS)检测了研究区域土壤样品中7种典型PPCPs的质量比,分析了PPCPs在不同区域和不同深度土层中的分布特征,通过相关性研究探寻了影响这类物质分布的关键理化因子。检测采用正离子模式,以甲醇和水为流动相梯度洗脱,7种PPCPs的线性决定系数大于0.99,加标回收率为71.2%~140%,相对标准偏差RSD为6.7%~22%。结果表明,除美托诺尔和咖啡因未被检出外,其余5种药物的检出率在13%~100%。采样点ΣPPCPs的平均质量比为9.91 ng/g dw,质量比范围为2.23~26.07 ng/g dw。DEET是研究区质量比最高的PPCPs,平均质量比达7.88 ng/g dw,检出率为100%。区域分布表明,垃圾渗沥液及驱虫剂的喷洒可能导致土壤中DEET质量比偏高。DEET的GUS指数为3.65,淋溶迁移性和潜在环境风险高。垂直分布显示,随土层深度增加,DEET质量比总体呈现下降趋势。相关分析结果显示,DEET质量比与土壤有机质呈显著的正相关关系(r=0.6746,p0.01),与土壤的p H值呈显著的负相关关系(r=-0.5761,p0.01)。     

秦岭安河铅锌尾矿复垦区重金属污染现状分析

系统采集秦岭安河铅锌尾矿复垦区尾砂、覆土、蔬菜、作物和中药材等样品,采用火焰原子吸收光谱法测定了样品中Pb、Zn、Cu、Cd 的质量比,并依据国家标准对其进行了评价.旨在调查当地铅锌尾矿复垦作物的重金属污染现状,探讨蔬菜、作物和中药材等重金属污染与覆上、尾砂的关系.提出防控铅锌尾矿复垦作物重金属污染的技术对策.结果表明:1)尾矿复垦与污灌作物中的重金属普遍超标,不能食用,其中污灌地菠菜叶Ph超标1 910倍,葱叶Cd超标1750倍.复垦地玉米籽粒Pb超标35倍,黄豆籽粒Cd超标.189倍;2)尾矿复垦作物中的重金属质量比与尾砂、覆土的重金属质量比具有高度的正相关关系,其污染与铅锌选矿活动有关;3)尾矿复垦地上的小麦、黄豆和玉米籽粒中重金属质量比趋势是:小麦最高,黄豆次之,玉米最低,重金属质量比与作物生长期呈正相关;4)不同植物组织部位中Zn、Cu、Pb、Cd等重金属质量比趋势均表现为:根最高,攀叶次之,耔实最低.     

长三角和珠三角土壤中汞的化学形态、转化和吸附特性

为了解长江三角洲和珠江三角洲农业土壤中汞的积累可能产生的环境影响,选择10个代表性农业土壤样品,研究了土壤中汞的化学形态、积累过程中形态的转化及吸附-解吸行为.研究表明,当无外源汞加入时,长江三角洲和珠江三角洲农业土壤中,汞主要以稳定的残余态形式存在.但随着汞加入量的增加,土壤中可交换态汞显著增加,增加程度与土壤性质有关.土壤pH是影响土壤汞有效性最重要的因素,其对土壤汞的吸附、解吸、形态转化和存在形态均有很大影响.土壤酸化可促进土壤汞的释放,加剧对环境的危害,防治土壤酸化也可有效降低土壤中汞对环境的危害.     

施用不同磷肥对植烟土壤中磷的淋失和有效磷的影响

采用土柱淋溶模拟试验和室内培养试验,研究不同磷肥施入土壤后磷的淋失和有效磷的变化.结果表明,在施磷量为35 mg/kg条件下,整个淋洗期间,钙镁磷肥、磷酸二氢钙、磷酸一氧铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾5种肥料磷的淋失率很低;各处理从上而下各层土壤的Olsen-P质量比略有增加.施磷量为60 mg/kg、110 mg/kg、170mg/kg、230 mg/kg时.潮砂田肥料磷的淋失率分别为0.26%、0.74%、2.12%和3.17%;灰泥田肥料磷的淋失率分别为0.79%、1.31%、1.60%和1.94%.钙镁磷肥施人各种土壤后,随着培养时间的延长,土壤有效磷质量比逐渐增加,80 d后达到峰值并趋于稳定;磷酸二氢钾、磷酸二氧铵、磷酸一氢铵和磷酸二氢钙施人上壤后,土壤有效磷质量比逐渐降低,至培育60 d后.变化趋于平缓.不同土壤类型对磷的吸附固定率从大到小为潮砂田、灰泥田.     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

工业区土壤和农产品镉污染状况及暴露评估

以某铅锌冶炼厂周边为研究区域,网格法采集30个表层(0～10 cm)土壤样品,对应采集46个粮食样品和69个蔬菜样品,用ICP-MS测定镉质量比。运用普通克里格法(Ordinary Krigging)预测研究区域内土壤镉质量比的空间分布,结合单因子污染指数评价土壤的镉污染级别。通过分析粮食和蔬菜的镉质量比,评估其食用安全性以及受调查居民镉的膳食暴露风险。结果表明:1)距离铅锌冶炼厂1 000m范围,或东南侧(下风向)3 000 m内土壤中镉质量比大于0.65mg.kg-1;2)研究区域土壤中镉单因子污染指数超过了警戒线(P≥1.0),个别区域受到严重污染(P=4.7);3)土壤与小麦籽粒镉质量比存在极显著正相关关系(r=0.889,p<0.01),粮食样品镉质量比超过限量标准(GB 2762—2005)的占52.2%,蔬菜样品为8.7%;4)仅以粮食和蔬菜摄入估计的THQ=0.79,对于普通人群来说,小麦、蔬菜和大豆摄入对每日镉摄入量的贡献率分别为85.1%、12.9%和2.0%。研究区域土壤2/3以上面积受到镉污染,土壤可能是小麦籽粒镉的来源之一。当地受调查人群若长期食用该地区种植的农产品,镉的膳食暴露风险在可接受的范围内,其中,小麦对镉摄入贡献最大。     

海南岛香蕉园土壤肥力现状及变化趋势分析

对海南岛5大香蕉种植区(乐东、东方、昌江、临高、儋州)各大香蕉基地的共计57蕉园土壤样品及与之对应的20个对照样品进行了pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙镁、有效硫、有效铜锌及有效硼含量分析.结论如下:1)海南岛各大香蕉基地由于管理水平不同,其土壤肥力水平差异相当明显,以乐东地区蕉园土壤肥力为最低.2)全区蕉园土壤较对照土壤pH值降低(下降0.27～0.91个单位);有机质质量比降低(下降0.009～0.063g/kg);碱解氮质量比降低(下降0.72～22.75 mg/kg);速效磷大量积累(上升17.4%～1552.4%);速效钾质量比增加缓慢(上升161.94～312.18 mg/kg);中量元素交换性钙、速效硫含量有一定幅度的增加(Ca上升0.39～3.94cmol/kg,S上升1.52～43.00mg/kg);交换性镁有下降趋势(下降0.01～0.15 mg/kg);微量元素中速效性铜有增加趋势(上升0.16～1.49mg/kg)而速效锌、速效硼有下降趋势(Zn下降0.10～2.04mg/kg,B下降0.01～0.04mg/kg).     

湛江地区农业土壤与作物砷含量及食用安全研究

为了解湛江地区农业土壤及主要作物(可食用部分)中砷的含量和分布特征,共采集了106个土壤表层样品和43个农作物样品(包括蔬菜、水果、甘蔗和稻谷),并评价了农作物食用的安全风险.结果表明,湛江地区农业土壤中砷平均质量比为4.04 mg/kg,符合国家土壤1级标准(GB 15618-1995)的样品占98.1%,与国内外不同地区土壤砷平均含量相比,湛江地区土壤中砷平均含量相对较低.湛江地区各区域土壤受砷污染程度大小依此为:雷州、廉江、霞山、赤坎、徐闻、麻章、坡头、遂溪、吴川;4种主要土壤利用类犁受砷污染程度大小依此为:水田、果园土、甘蔗地、菜地.湛江地区种植的主要农作物蔬菜、水果(含甘蔗)和稻谷可食部分砷平均质量比总体较低.分别为0.470×10~(-1)mg/kg、0.440×10~(-1) mg/kg和0.179 mg/kg,均符合我国有关蔬菜、水果及粮食的卫生标准(GB 18406-2001),与我国土壤砷清洁地区的统计数据相当.湛江地区蔬菜、稻谷和水果3大类作物可食部分通过"土壤-植物-人体"途径年平均摄入量为39.45mg/(人·a),约占允许摄取限值(547.50 mg/(人·a))的7.2%,可见.食用湛江地区出产的蔬菜、水果和稻谷等农产品砷的安全风险不大.