底泥生长基质中重金属的迁移特征及生物有效性

河道底泥中重金属含量较高,重金属的迁移性及生物有效性是限制疏浚底泥土地施用或用作废弃场地修复基质资源化利用途径的主要因素。以沈阳细河待疏浚底泥为材料,通过盆栽实验的方法研究了河道底泥与碱性粉煤灰、炉渣和锯木屑配比基质中重金属在紫花苜蓿体内累积、迁移及生物有效性的变化。结果发现,配比底泥基质上紫花苜蓿生物量、株高及株径均好于纯底泥处理,其中底泥、粉煤灰、炉渣、锯木屑以2：0．5：0．5：0．5配比的s2处理中紫花苜蓿生物量是纯底泥处理的11．7倍。与底泥对照相比,配比底泥基质上植株体内重金属含量极显著降低,而且地上部重金属含量显著低于根部含量;底泥基质中紫花苜蓿地上部和根部对Cd、Cu、Pb、Zn的富集系数（BCF）显著低于底泥处理,但转移系数（TF）无显著变化,富集系数（BCF）和转移系数（TF）均小于1．0。紫花苜蓿种植后底泥基质中重金属含量显著低于农用污泥重金属控制标准,除Cd含量略高外,Cu、Pb和Zn含量低于土壤环境质量三级标准。这些结果表明,城市重污染河道底泥经过合理处置后,重金属浓度、活性及生物有效性降低,在其土地施用或废弃地修复中可以用作一些耐性植物的生长基质。     

香蒲根际过滤对水中镉的去除

通过水培实验,研究香蒲根系对水中镉的根际过滤效果及富集量。结果表明:在镉浓度1 mg·L~(-1)的静止水体中,香蒲根际过滤对镉的去除率为66%;在相同镉浓度并且水力停留时间为8 h的流动水体中,镉去除率为52%。香蒲体内富集的镉约90%集中在根部,且第1天镉的去除速率最快,镉浓度以约0.1 mg·h~(-1)速率下降;在静止水体中,香蒲根系7 d对镉的富集量为682.99 mg·kg~(-1)(DW),动态水体中香蒲根系富集量达1 096.94 mg·kg~(-1),可有效去除水中的镉。     

农村沟渠水体的磷污染水平对底泥磷释放规律的影响研究

为揭示农村生活污水排放导致沟渠底泥磷形态转化对农村生态环境的影响,用K2HPO4配置不同水平磷污染水体(TP质量浓度分别为0、5、10、20 mg/L),考察在静态及扰动试验中底泥磷的转化规律.结果表明:(1)当水体TP为0 mg/L,底泥为磷源,逐步向水体释放磷;随水体TP增大,底泥为磷汇,吸附水体中的磷,水体扰动会...     

湖泊底泥磷释放及磷形态变化

为研究底泥中内源性磷释放对城市景观水体富营养化的影响,以西安市曲江南湖为对象,采用底泥磷形态标准测试方法(SMT)分析了磷的赋存形态,通过模拟实验探究了在不同环境条件(温度、pH和溶解氧)下磷形态变化的特征。结果表明:温度升高促进内源磷的释放,在夏季加剧水体富营养化程度;碱性条件有利于磷的释放,增大补给水源可减少底泥释磷量;厌氧环境下底泥释磷量是好氧时的3.96倍;Al-P和Ca-P较稳定,在酸性条件下会加速其溶解;NH+4-P、Fe-P和OrgP受溶解氧、pH和温度影响较大,其吸附与释放能力有明显的差异。     

湿地植物-沉积物微生物燃料电池产电及河流底泥修复

以受污染的城市河涌底泥为底质,湿地植物选用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis),构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)及无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)共3个电极处理组,研究了P-SMFC与SMFC的产电特性,并探讨了它们与对照组中底泥及上覆水中氮磷的迁移转化规律。结果表明,产电方面,在系统启动运行的7个月内,PSM1、SM和PSM2三个电极处理组均能维持较稳定的产电,输出电压在整个运行阶段总体稳定在0.30~0.50 V,且植物的引入提升了系统的产电性能。底泥修复方面,设置的5个处理组对底泥中有机质均有一定的降解作用,表现出PSM1、SM和PSM2处理组有机质的降解要显著高于PS1和PS2处理组,P-SMFC系统对底泥有机物的去除有显著的促进作用;系统中系统运行前2个月,2个P-SMFC处理组氨氮含量显著低于其他3个处理组,之后随着运行时间的延长,各处理组之间的变化差异性不大,5个处理组底泥中氨氮去除率均达到80%以上;电极的引入对底泥中硝氮的去除没有产生显著影响;各处理组底泥中总磷去除率不同,分别为PSM1处理组8.67%、SM处理组8.89%、PSM2处理组7.33%、PS1处理组12.45%、PS2处理组8.89%,产电过程抑制了磷的迁移,有助于底泥中磷的稳定。     

底泥扰动状态下内源磷释放过程模拟研究

为了揭示底泥扰动对内源磷释放的影响,通过室内实验模拟了底泥多次扰动状态的整个过程。结果表明,底泥扰动刚结束(0 h),溶解态磷(DIP、DTP)显著降低;底泥扰动结束后(1、6和24 h),溶解态磷发生"滞后释放"。第1 d,在1、6和24 h采样时段,DIP、DTP的"滞后释放量"最大,分别达到20.0 1mg/kg,22.12 mg/kg,16.85 mg/kg和17.21 mg/kg,22.12 mg/kg,9.69 mg/kg。第2 d,该释放量分别降低了44.80%~57.87%和42.52%~61.24%。随着底泥扰动次数的增加,溶解态磷的"滞后释放"逐渐转变为"负释放",同时,DIP/TP和DTP/TP逐渐降低。这说明,底泥扰动应该是促进了上覆水中溶解态磷向底泥的迁移和强化了底泥对磷的固定作用,同时降低了水体中磷的可生物利用性。因此推测,底泥扰动延缓了水体富营养化的发展进程。     

新型复合药剂原位修复河道底泥污染

采用新型复合药剂开展河道底泥原位修复技术研究,通过考察河道水质改善效果、底泥中磷含量及形态的变化确定药剂的最佳投加量。结果表明,投加复合药剂对上覆水体中TN、NH+4-N和TP均有不同程度的净化效果,且净化效果随药剂量的增加而增强,最高去除率分别达到23.52%、21.79%和81.5%,上覆水体COD去除率随药剂投加量增多呈先升后降的趋势,最高(投加量为600 mg·L~(-1))达到57.6%。从底泥磷含量及形态变化来看,投加药剂增大了底泥TP含量并促进底泥不稳态磷向稳定态磷转化。因此,从经济成本和修复效果方面综合分析,以投加量为600 mg·L~(-1)对底泥污染原位修复较为合适。     

康定柳对铯胁迫的生理生化响应及富集能力

主要探讨康定柳(Salix paraplesia)在水培条件下对铯胁迫(133Cs+浓度0、50和200μmol/L)的生理生化响应和富集修复能力。研究结果表明:铯胁迫造成了植物的过氧化损伤,且与胁迫浓度呈正相关;植物通过提高渗透调节能力(Pro)和抗氧化能力(SOD、POD和CAT)应对铯胁迫,但高浓度铯胁迫却显著抑制了植株抗氧化系统的作用。从植物光合荧光指标和叶绿素含量来看,低浓度铯能促进植物叶绿素合成且对光合能力影响不大,而高浓度铯胁迫则抑制了植物叶绿素的合成及光合能力。此外,与对照相比,低浓度铯胁迫能够显著促进植株的茎长,而高浓度铯胁迫则显著抑制了植株的生物量、根长和茎长,对植株生长发育的抑制作用明显。康定柳对水体中铯的富集量和富集系数均表现为根茎叶,铯主要富集在植株根部,且在高处理浓度下,植株富集量最高达到2.235 8 mg/g DW。表明康定柳对水体中铯的污染具有较好的耐受性和修复潜力。     

兰坪铅锌矿区不同污染梯度下优势植物的重金属累积特征

对兰坪铅锌矿区污染程度不同的3个样地(云南松林、魁蒿群落和马桑灌丛)进行植被调查,选择其中9种共有的自然生长的优势草本植物为研究对象,测定了土壤及植物体的重金属含量。结果显示,3个样地土壤Cu、Cd、Pb和Zn等4种重金属含量均表现为马桑灌丛>魁蒿群落>云南松林;植物体内重金属积累呈现出随着土壤污染程度增加而增加的趋势;所选择的9种植物均不符合超富集植物的标准,依据不同的耐性机制将9种植物分为3类,野棉花能较强吸收土壤中重金属,并转移到地上部分,属于富集型植物;西南金丝梅、倒提壶、长籽柳叶菜、魁蒿、翻白叶和四脉金茅吸收的重金属主要积累在根部,属于根部囤积型植物;尼泊尔蓼和中华山蓼体内重金属含量较低,属于规避型植物。讨论了利用这些植物进行矿山治理。     

曝气深度对河道底泥特性及水质的影响

采用室内模拟实验方法对受污河道底泥和上覆水进行研究,对比分析静置状态X0和不同曝气深度条件下(分别为水体曝气泥水界面上方10 cm,底泥曝气下方5和15 cm处,依次记为X+10、X-5和X-15)河道底泥特性及水质的影响情况。结果表明:底泥曝气较水体曝气而言,能促进水体DO更快恢复;停止曝气,DO浓度也会维持在较高的状态,有利于有机物和氨氮的进一步去除。在相同曝气量下,底泥曝气比水体曝气能更好地去除底泥中污染物,并减少再次释放,且底泥曝气深度越深,处理效果越好,至实验结束时,X-15组上覆水中COD、NH_4~+-N、TN及TP浓度分别为16.25、3.03、13.39及0.09 mg/L,去除率分别为69.73%、78.36%、45.98%及84.21%;停止曝气后,经曝气处理的底泥对磷的吸附容量显著增加,并且不会再向上覆水中释放污染物,避免引起水体的二次污染。     

硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体

固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S₂O₃^2-驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好：上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。     

凹形基底自然湿地中理化指标的分布特征

对凹形基底自然湿地中的底泥和不同水深的水体进行采样,研究了自然湿地中理化指标的分布特征,并初步分析其形成机制。结果表明:水体中总氮(TN)、总磷(TP)的分层现象明显,且TN、TP浓度随水深增加呈现先下降后上升的趋势;在水深为30~50cm处,TN、TP浓度最低;底泥中TN、TP浓度随水深增加而上升;在水深为30~50cm处,底泥中微生物数量最高。对降雨径流进入湿地及水流在湿地中的速度分布进行模拟分析,得出水流形态是导致湿地水体和底泥中TN、TP分布变化的重要因素,而水流形态又受基底形态的影响。     

投加硝酸钙对城市黑臭河道底泥氮迁移转化的影响

投加硝酸钙是目前河道黑臭底泥原位治理常用的方法,然而,投加硝酸钙会造成底泥硝态氮和氨氮的过量释放,而其影响机制尚未明确。因此有必要对投加硝酸钙后硝态氮在底泥中的迁移转化规律及其促进氨氮释放的机理进行研究。结果发现,硝酸盐在间隙水的迁移距离取决于硝态氮反硝化速率,而在黑臭底泥中硫化物氧化是影响反硝化速率的关键因素。当硝酸钙投加量为20 g/kg时,硝态氮的迁移距离小于6 cm,且在14 d后消耗光;可见,通过控制硝酸钙在底泥中的投加位置可避免硝态氮的二次释放。另一方面,投加硝酸钙会促进底泥氨态氮向间隙水释放,投加当天释放率可高达101%,且会在间隙水中发生累积迁移。其中,氨氮的增加量和底泥氨态氮解吸量呈一级线性关系(r=0.986)、和硝酸钙投加量关系符合cubic曲线;据此可推测,氨氮的急剧释放与钙离子对底泥铵态氮的化学浸提有关。     

风浪扰动对太湖梅梁湾水体总磷变化的驱动模式研究

风浪扰动下的底泥再悬浮是浅水湖泊水体底泥内源性磷向水体释放的关键驱动因子。水体总磷(TP)受底泥内源磷释放过程影响频繁波动。基于风浪扰动强度与底泥悬浮物(SS)浓度定量关系模型,采用太湖原位未扰动柱状底泥开展水体底泥再悬浮过程模拟研究,分别模拟在小风(搅拌强度100～125 r/min)、大风(搅拌强度200～220 r/min)模式下底泥内源释放过程,探究风浪扰动对太湖梅梁湾水域TP浓度波动的贡献。结果表明,风浪扰动显著增加(P<0.01)了水体SS,小风与大风下水体SS均值分别增加了80.9%与360.8%,但随着扰动周期的延长,风浪扰动的效果会削弱。不同风浪扰动强度下水体TP均呈先上升后下降趋势。小风下水体TP为0.08～0.20 mg/L;大风下水体TP为0.09～0.34 mg/L。与对照组相比,小风组水体TP浓度呈现显著下降的趋势(P<0.05),而大风组水体TP浓度则表现为显著上升的趋势(P<0.01)。此外,大风持续扰动增加了水体TP浓度,但效果不显著(P>0.05)。风浪扰动致使0～3 cm底泥内的TP含量有所提高,底泥表面氧化还原条件的改变是...     

京郊灌渠水体和底泥中多环芳烃污染特征

以美国环境保护署(USEPA)公布的16种优先控制多环芳烃(PAHs)作为目标污染物,对通州区和大兴区灌渠水体和底泥中PAHs种类、浓度进行研究,并进行源解析,以了解京郊灌渠水体和底泥中PAHs的污染现状和主要污染来源,为农业环境保护和农产品质量安全提供科学依据和数据支持。结果表明:通州区灌渠水体和底泥中16种PAHs全部检出,水体和底泥中总PAHs分别为2.19~83.02 ng/L、52.61~785.22μg/kg;大兴区灌渠水体中检出15种PAHs,底泥中检出13种PAHs,水体和底泥中总PAHs分别为2.72~36.56 ng/L、2.69~39.20μg/kg。灌渠水体中以2~3环PAHs为主,底泥中以4~6环PAHs为主。     

红枫湖底泥磷负荷释放

为了研究高原湖泊底泥沉积物中磷的释放负荷,对贵州红枫湖区10个地区的沉积物进行了磷形态分析。选取10个采样点中5个典型区域,研究结果表明,底泥中各形态磷占总磷比例Org-P为58.6%,NaOH-P为29.91%,Ca-P为11.48%,底泥中主要的磷形态为有机磷。上覆水溶解性总磷酸盐(TSP)与底泥中各形态磷的相关性研究表明,底泥中的Ca-P与上覆水中的TSP几乎没有相关性,NaOH-P与Org-P与上覆水的TSP有较高的相关性(R2>0.94),而底泥中的总磷(TP)与上覆水中的TSP相关性最高(R2>0.98),底泥中这种形态的结构有利于抑制底泥的释放。研究表明,在10点位样品中,间隙水中TP和SRP(溶解性正磷酸)浓度远大于上覆水体中相应磷形态的浓度,间隙水中TP平均浓度为0.37 mg/L,SRP平均浓度为0.18 mg/L,上覆水体中TP平均浓度为0.10 mg/L,SRP平均浓度为0.02 mg/L,间隙水中TP、SRP与上覆水中TP、SRP存在了一种浓度梯度。     

8种药用植物氮、磷吸收能力比较研究

选取8种药用植物,在高质量浓度氮(TN=16.00mg/L)、磷(TP=4.00 mg/L)的水体中培养,分析了其生物量、株高、体内氮磷含量及其对水体TN、TP的净化效果。结果表明:(1)8种药用植物净增生物量差异较大,增长率为21.81%~221.93%;株高增长量为6.20~22.63cm;(2)植物体内TN、TP的质量浓度分别为11.28~32.46、2.07~11.25mg/g;(3)8种药用植物对水体具有较强的净化效果,培养后能吸收污水中80.00%~91.00%的TN和82.38%~96.38%的TP,高于对照组的49.16%和63.75%。     

某铅锌矿坑口周围具有重金属超积累特征植物的研究

针对目前植物修复中Cd-Pb-Cu-Zn复合污染的超富集植物缺乏研究,采用野外采样系统分析方法,对青城子铅锌矿各主要坑口周围17科31种杂草植物进行其积累特性的初步研究。结果表明,全叶马兰(Kalimeris integrifolia)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)和鬼针草(Bidens bipinnata)3种植物地上部对Cd的富集系数均>1,且地上部Cd含量大于根部Cd含量,具备了重金属超富集植物的基本特征,进一步研究的价值很大。以杂草为对象筛选超富集植物很可能获得较大突破。     

杀虫剂十氯酮的多介质环境行为模拟

应用EQC模型模拟十氯酮在多介质环境中的归宿和迁移通量.结果表明:土壤是十氯酮最大的贮存库,在稳态平衡条件下,残留率达到95.0%;在稳态非平衡条件下,十氯酮单独排放到水体,有37.5%残留在于排放的水体中,其在大气的浓度水平和质量分布均很低,在沉积物中的质量则来自于水体向沉积物的沉降迁移;十氯酮主要通过水体的水平迁移和土壤的厌氧降解输出;十氯酮的主要界面迁移过程是大气向土壤的迁移,其次是水体向沉积物的沉降和大气向水体的迁移.     

鼠李糖脂对底泥三氯生脱附的影响因素

采用吸附/脱附平衡实验考察了温度对鼠李糖脂作用下三氯生(TCS)在底泥/水中分配的影响,以及鼠李糖脂浓度、泥水比、反应时间、TCS初始浓度对鼠李糖脂脱附底泥中TCS的影响;并通过Box-Behnken响应曲面法(RSM)确定了鼠李糖脂强化脱附底泥中TCS的影响因素排序、最佳脱附条件和调控策略。结果表明,在283~323 K的温度范围内,温度越高,TCS越容易向水相迁移;鼠李糖脂浓度越大、泥水比越低、时间越长、TCS初始浓度越低,越有利于鼠李糖脂脱附TCS。各影响因素作用排序为:泥水比鼠李糖脂浓度pH时间;最佳脱附条件:鼠李糖脂浓度2 996.96 mg·L~(-1)、泥水比10 g·L~(-1)、反应时间30 h及pH 7.9。此时,鼠李糖脂对底泥中TCS的最大脱附率可达90.70%。可为鼠李糖脂生物表面活性剂强化受TCS污染水体的原位修复的可行性提供判据。