重金属和有机氯农药在沈阳郊区农田土壤中的吸附和迁移

采用静态吸附和土柱淋溶实验研究了重金属和有机氯农药在沈阳郊区农田土壤中的迁移转化规律.吸附实验结果表明,土壤对Pb和Cd阳离子的吸附大于对Cr(VI)和As(V)阴离子的吸附,对Cr(VI)的吸附大于对有机氯农药六六六(BHC,包括α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC)和滴滴涕(DDT,包括o,p'-DDT、p,p'-DDT)的吸附能力.土柱淋溶实验结果表明,Cr(VI)和As(V)在耕层土壤中的迁移速度远大于Pb、Cd的迁移速度,α-BHC由于淋溶液初始浓度较低,因而迁移速度较慢.淋溶实验后,具有较高生物可利用性和迁移性的可交换态重金属的相对含量增加了1.2%～5.4%,从而增加了Pb、Cd、Cr和As等重金属对生态系统的威胁.结合吸附和迁移实验结果可知,所研究污染物中,Cr(VI)和As(V)对地下水的威胁较大,Pb和Cd对农业生产的威胁较大,而目前有机氯农药已被国家明令禁止使用,土壤中的部分残留有机氯农药由于土壤的吸附作用,使得其对农业生产的威胁逐渐减小,对地下水的威胁性也较小.     

洪湖表层沉积物中有机氯农药的含量及组成

利用GC-ECD测定了洪湖表层(0~2cm)、次表层(2~10cm)沉积物中有机氯农药的含量,并对其分布、组成及来源进行了探讨.结果表明,HCHs在表层、次表层沉积物中的含量分别为2.05~19.0ng/g和0.66~11.3ng/g,DDTs在表层、次表层沉积物中的含量分别为2.39~25.8ng/g和1.22~27.5ng/g.次表层沉积物中的有机氯农药含量低于表层沉积物,可能是因为有部分已发生迁移或转化.HCHs和DDTs呈现出在河流入湖口处含量较高,近长江处含量降低的趋势,其污染来源主要是河流输入及洪湖市的工农业排污.组分特征表明沉积物中的HCHs主要来源于林丹的使用,而DDTs则主要来源于环境早期残留.     

造纸废水灌溉对湿地土壤重金属累积影响及趋势评价

探讨造纸废水灌溉下芦苇湿地土壤重金属累积规律,对有效利用造纸废水,防控湿地重金属污染具有重要意义.本研究以双台河口芦苇湿地土壤为研究对象,分析不同浓度造纸废水(CODCr浓度分别为:300 mg·L-1、175 mg·L-1、50 mg·L-1)灌溉下湿地土壤重金属含量的累积规律,基于重金属残留模型对土壤重金属累积量进行预测和评估.试验结果表明:1废水灌溉使土壤重金属含量显著增加,与废水浓度显著相关,芦苇生长对土壤中As、Ni、Cu含量影响较大而对Pb、Cd含量影响较小.2不同重金属在各土层垂直分布规律存在差异:As、Pb在中间层(20~40 cm)含量最高,Cd、Cu垂直分布较为均衡,Ni主要集中在土壤表层(0~20 cm),中下层(20~60 cm)含量迅速降低.3基于重金属残留模型对土壤重金属累积量进行预测和评估,以300 mg·L-1浓度废水灌溉,重金属都出现不同程度的累积,其中10 a后Cd的累积量超过我国《土壤环境质量标准》一级标准,50 a后Pb的累积量接近一级标准.以175 mg·L-1浓度废水灌溉,各重金属均出现累积,但增长幅度较300 mg·L-1低,50 a后Cd累积量未超过一级标准.以50 mg·L-1废水灌溉时,Pb、Ni、Cu出现土壤轻度积累,50 a后未超过一级标准.     

有机氯农药在岩溶区上覆土壤中的垂直迁移特征及对地下水的影响

选取典型表层岩溶泉域内的土壤剖面和表层岩溶泉水为研究对象,采用气相色谱(GC-μECD)对土壤和地下水中的有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)进行定量分析,研究了有机氯农药在岩溶区上覆土壤中的垂直迁移以及对地下水的影响.结果表明,研究区所有土壤剖面中,HCHs和DDTs均有检出.HCHs和DDTs的含量范围分别为:0.77~18.3 ng·g-1(平均5.16 ng·g-1)和0.34~226 ng·g-1(平均16 ng·g-1).研究区土壤中的HCHs和DDTs峰值主要出现在土壤亚表层.在一年的观测期间,4个表层岩溶泉中均有HCHs和DDTs检出.泉水中HCHs和DDTs的含量范围分别为:2.09~60.1 ng·L-1(平均12 ng·L-1)和N.D~79.8 ng·L-1(平均9.16 ng·L-1).后沟泉、柏树湾泉、兰花沟泉的HCHs和DDTs含量以及水房泉中的HCHs含量均呈现出雨季高于旱季的特点.泉水中的HCHs、DDTs含量与泉域内土壤中的HCHs、DDTs含量并没有很好的对应关系.研究表明,TOC、土壤含水量、黏粒含量、p H均对后沟泉域土壤中有机氯农药垂直迁移产生抑制作用,致使后沟泉域土壤中有机氯农药含量虽然在4个泉域中最高,但泉水中的含量却最低.而在水房泉泉域,这4个因素对有机氯农药的垂直迁移均没有抑制作用,因此水房泉泉域土壤中有机氯农药含量虽然最低,但泉水中有机氯农药的含量却较高.     

黄浦江表层沉积物中有机氯农药的分布特征及风险评价

用双柱GC/ECD对黄浦江表层沉积物中的20种有机氯农药进行了分析 沉积物中总有机氯农药含量范围为2.65～19.54ng/g ,含量较高的组分有DDTs、BHCs、甲氧氯和狄氏剂等,DDTs含量高于BHCs ,含量范围分别为0.68～4.43ng/g和0.14～0.77ng/g 从上游到下游沉积物中有机氯农药含量呈升高趋势,说明工业污染及苏州河对黄浦江中下游水环境中的有机氯农药具有较大的输入贡献.有机氯农药组分分布特征研究表明,当前沉积物中的有机氯农药主要来自于早期残留或是施用农药长期风化后的土壤.相关性分析表明,总有机碳是影响沉积物中有机氯农药分布的重要因素.与其它地区相比较,黄浦江沉积物中有机氯农药含量较低.与沉积物风险评估值相比较,黄浦江中下游沉积物存在一定的生态风险.     

苏州河水及沉积物中有机氯农药的分布与归宿

利用 GC-ECD 对上海市境内苏州河表层水体和沉积物中的 20 种有机氯农药进行了测定.结果表明,有机氯农药在表层水体和沉积物中的含量范围分别为 0.158～0.527μg/L, 27.27～82.06ng/g,市区段含量高于郊区段.组分分布特征分析表明,当前水体和沉积物中的 DDTs 和BHCs 主要为环境中的早期残留,郊区段水体近期输入的 BHCs 与上游的林丹使用有关;水体和沉积物中有机氯农药含量的空间分布具有较好的相关性,沉积物的二次释放是水体中有机氯农药的主要来源;沉积物是水环境中有机氯农药的重要归宿;表层水体中 DDTs 和 BHCs 均未超过地表水环境质量标准;与其它地区相比较,苏州河沉积物中有机氯农药含量较高,存在较高的生态风险.     

上海市城区土壤中有机氯农药残留研究

2007年3月采用网格布点法采集55个上海市城区表层土壤样品,采用气相色谱法对土壤中的有机氯农药(OCPs)残留进行了分析,揭示了上海城区土壤中有机氯农药的残留水平、分布及来源.结果表明,试区土壤中六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)和六氯苯均有较高的检出率,在95%~100%之间,残留含量范围分别为nd~38.58μg.kg-1、1.81~79.61μg.kg-1和0.16~40.25μg.kg-1.研究区域内土壤有机氯农药总残留范围在3.12~91.07μg.kg-1,平均值为22.33μg.kg-1.OCPs主要残留物为p,p′-DDE,占残留总量的60%以上.有机氯农药残留相对较高的采样点分布在公园及绿化带.有机氯农药组成特征表明土壤中有机氯农药残留主要来源于历史使用.与国内同类研究相比较,试区土壤中有机氯农药的残留较低;与国外比较,试区土壤中有机氯农药残留量明显低于德国、阿根廷和波兰土壤中有机氯农药的残留水平。     

乌鲁木齐地区土壤中有机氯农药残留特征及来源分析

在乌鲁木齐地区,采集了28个表层土壤样品,采用气相色谱法对土壤中有机氯农药残留进行了分析,揭示了乌鲁木齐地区土壤中有机氯农药的残留水平,分布及来源.结果表明,研究区域内土壤中DDTs,HCHs和甲氧滴滴涕均有较高的检出率(68%~93%),是土壤中的主要污染物.乌鲁木齐表层土壤中OCPs的含量在16.40~84.86μg/kg,平均值为(41.89±16.25)μg/kg.有机氯组成特征表明,土壤中有机氯农药残留主要来源于历史上的使用.土壤有机碳是影响有机氯分布的重要因素.与国内外同类研究及中国土壤环境质量标准相比较发现,研究区土壤中DDTs、HCHs的残留均处于较低水平.     

黄河中下游表层沉积物中有机氯农药含量及分布

利用GC-ECD检测了黄河中下游干支流23个表层沉积物中的有机氯农药,主要检测出HCHs、DDTs、六氯苯、氯丹等,总含量范围为0.35～22.92 ng/g,其中HCHs和DDTs的含量较高,分别为0.09～12.88 ns/g和0.05～5.03 ng/g.干流中有机氯农药的含量从中游到中下游呈逐渐升高趋势,主要支流中的含量为:新蟒河＞金堤河＞汜水＞伊洛河＞沁河.干流中HCHs含量较海河、珠江、长江和黄浦江明显偏高;DDTs含量与除海河外的其它河流基本相同,但两者均低于国外河流.沿河流区域工业废水和主要支流的汇入、农药的广泛施用所引起的长期残留与风化土壤是黄河有机氯农药污染的主要来源.     

安徽省土壤中有机氯杀虫剂的残留状况研究

2004年5月31日至6月8日采集了安徽省境内的长江流域、淮河流域、巢湖周边的119个土壤表层样品,利用ASE萃取技术,使用GC/MS方法测定了样品中的六氯苯、氯丹、滴滴涕类物质(∑DDTs)、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯和灭蚁灵等有机氯杀虫剂的含量.其中,六氯苯、滴滴涕类物质的检出率分别为100%、996.2%,艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵等未检出.总有机氯杀虫剂平均含量为58.2μg·kg-1,∑DDTs占总有机氯杀虫剂含量的86.2%,是安徽省土壤中有机氯杀虫剂残留的主要成分.原农药厂附近土壤和棉花地土壤中∑DDT2残留量较高,部分样品∑DDTs含量超标.六氯苯是安徽土壤中普遍存在的一类持久性有机污染物,但残留量很低,没有对土壤质量造成危害.     

水体中不同相对分子质量有机质对饮用水消毒的影响

采用珠江广州河段一水源水作为研究对象,经预处理后,用Amicon YC-05,YM-1,YM-3,YM-10,YM-30,YM-100和ZM-500系列不同相对分子质量的超滤膜对其进行分离,分析各相对分子质量级别的可溶性有机物的DOC,同时,对所分离出的各种相对分子质量级别的DOM与消毒剂Cl2和ClO2作用.结果表明,在各个级别的DOM中,相对分子质量小于500的DOM占总DOM的一半以上,这表明该水源水已经严重地受到人为的污染;而且该相对分子质量级别的DOM也是消毒过程形成三卤甲烷的主要前驱物质.另外,这一类型的DOM在消毒过程中形成THMs与未分级的水源水也有较大的差别.     

再生水灌溉对土壤团聚体中有机碳、氮和磷的形态及分布的影响

为了解再生水灌溉对砂质紫色土土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同粒级团聚体中分布的影响,比较了四川省彭州市灌溉年限分别为3a和8a的2个再生水灌溉区土壤中不同粒径团聚体中有机碳、氮和磷的分布及化学形态.结果表明,再生水灌溉区土壤有机碳、氮和磷主要分布在>2mm和2mm的大粒径团聚体所占比例下降,向较小粒径转化;>0.25mm团聚体中有机碳和氮含量显著上升,在所有5个粒级的团聚体中磷素含量都有显著提高.再生水灌溉还有利于紫色土重颗粒态有机碳和颗粒态氮的形成,且灌溉时间越长,效果越明显.在除<0.053mm的其它4个粒级团聚体中,再生水灌溉区土壤中交换态磷及钙结合态磷比例上升,而铁铝结合态磷比例下降.综上,再生水灌溉有效的改善了砂质紫色土土壤的有机碳库、氮库和磷库,长期灌溉可以减少人工施肥量.     

市政污水二级出水中溶解性有机质在紫外/氯处理过程中的转化特性

紫外/氯高级氧化技术是一种新型的水处理技术,可有效氧化去除多类有机污染物,但目前较为缺乏紫外/氯处理真实污水过程中溶解性出水有机质（dEfOM）转化特性的研究.采用紫外光谱、荧光光谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）探究了两个市政污水二级出水中dEfOM在紫外/氯处理过程中的转化特性,同时对该过程中形成的氯代副产物（Cl-BPs）进行了分析.结果表明,紫外/氯可以有效去除dEfOM中的芳香族化合物和荧光物质,且大部分物质只是发生了化学转化而非矿化,其中主要荧光组分蛋白质最先发生反应;部分CHOS类物质发生降解并生成CHO类物质,该过程优先去除大分子不饱和及还原性物质,并生成小分子饱和及氧化性物质.此外,紫外/氯处理使得三卤甲烷和卤乙酸的产生量明显增加,处理后的两个二级出水中分别检测出255种和133种Cl-BPs.利用分子质量差异分析共鉴别出了12对基于亲电取代和43对基于加成反应的前体物-反应产物对.本研究可为紫外/氯技术的实际水处理应用提供基础信息参考.     

烟台市土壤有机氯农药分布及迁移规律

通过对山东省烟台市生态地球化学资料的系统整理,研究土壤持久性有机污染现状与分布迁移规律。结果表明,小麦和水样中没有检出HCH、DDT及衍生物,相对1980年降幅最大,说明在小麦种植区较好地执行了禁用HCH、DDT的政策;土壤中仍检出有HCH、DDT及衍生物,DDT及其衍生物检出样品占样品总数的34.59%,HCH及其异构体检出占土壤样品总数的0.015%;表层土壤中HCH残留量由70年代的0.282μg/g降至0.151μg/g,相差近2倍;DDT由0.3872μg/g降至0.346μg/g。DDT残留物主要集中在表层土壤中,20～40cm的土层中残留量已明显降低,40～60cm的土层中残留量未检出,揭示了有机氯农药的水溶性很差,容易被土壤颗粒所吸附,在土壤环境中的移动性很弱,因而难以向深层土壤迁移的规律。同时表层土壤中约有612km2控制面积内(p,p′-DDE+p,p′-DDD)/p,p′-DDT的比值小于1,说明可能存在新的DDT污染源输入,土壤持久性有机污染成为烟台生态环境质量问题之一,为土地污染防治提供了科学依据。     

应用相平衡分配法建立污染物的沉积物质量基准

以污染较为严重的天津某污水库的表层沉积物为对象,应用热力学相平衡分配(EqP)法,初步探讨了该水体沉积物中4种重金属(Cd,Cu,As,Hg)和2种有机氯农药〔滴滴涕(DDT)、六六六(HCH)〕的沉积物质量基准(SQC)推荐值. 其中,基于我国地表水水质基准的4种重金属Cd,Cu,As和Hg的SQC推荐值分别为4.3,86,218和0.45 mg/kg;基于美国环境保护署(US EPA)的保护水生生物水质基准的2种有机氯农药(DDT和HCH)的SQC推荐值分别为18.0和0.27 μg/kg. 通过与不同国家制订的SQC值进行比较发现,地区间的SQC值相差较大,说明在SQC值的确定过程中存在诸多不确定因素. 所推算出的几种污染物的SQC值均接近所有数据的中间值,表明其可为该水体沉积物的风险评估提供依据.      

医院污水处理中可吸附有机卤化物(AOX)及其毒性研究

对序批式膜生物反应器（MBR）处理前后医院污水中的AOX进行了比较,分析了c_Rt值对不同水质中AOX生成量的影响及相应的生物毒性.结果表明,序批式MBR对医院污水中AOX的去除率达到63.6％,其中膜截留占14.5％;要获得相同的c_Rt值,原污水所需的投氯量显著高于MBR出水,相应生成的AOX浓度也较高;通过曲线拟合发现,随着c_Rt的增长,医院原污水中AOX浓度呈指数增长,而MBR出水呈线性关系.以粪大肠杆菌为指示微生物,要达到医院污水微生物排放标准（GB 18466-2005）,医院原污水所需c_Rt为5.5 (mg·h)/L,而MBR出水只需c_Rt为0.007 5 (mg·h)/L,其相应的生物毒性分别为40.39 μg/L和8.96 μg/L (以K₂Cr₂O₇计),AOX浓度分别为607.1 μg/L和102.5 μg/L.     

塑料管材输配水过程中有机物释放规律研究

研究了目前给水管网中常用的3种塑料管材,未增塑聚氯乙烯(uPVC),聚乙烯(PE)和无规共聚聚丙烯(PPR)管在输配水过程中有机物的释放规律.通过静态管段实验模拟给水管网中不同输配水状态,选取总有机碳(TOC)为综合评价指标,考察了不同塑料管材中有机物随时间的迁移释放特性,并分析了管材有机物释放对管网水中余氯消耗的影响.随着管材输配水次数的增加,uPVC管释放至水中的TOC浓度和TOC释放速率分别在0.03mg/L和0.04μg/(d?cm2)以下,而PE管和PPR管在输配水过程中TOC的释放浓度和释放速率在初期最大[PE: 0.19mg/L,0.25μg/(d?cm2);PPR:0.07mg/L,0.09μg/(d?cm2)],且后期递减并趋于平稳[PE:0.03~0.08mg/L,0.05~0.10μg/(d?cm2);PPR:0.01~0.03mg/L, 0.01~0.04μg/(d?cm2)].随着水力停留时间的增加,不同管材释放的有机物浓度持续升高.不同管材有机物的释放能力排序为:PE>PPR>uPVC.各管材的有机物释放特性直接影响管网水的余氯消耗特性,且管材的有机物释放量越多,管网水的余氯消耗越快.PE管的使用易引起水体有机污染问题.本研究明确了3种常用塑料管材的有机物释放规律,将进一步为与塑料管材安全性能评价相关的国家标准的修订提供理论依据.     

氯对模拟管壁生物膜的氧化特性研究

以载片上培养的大肠杆菌生物膜为对象,研究了氯对模拟管壁生物膜中大肠杆菌的灭活效果,同时考察氯氧化生物膜后水中生物可同化有机碳(AOC)、生物可利用磷(MAP)和细菌生长潜能(BRP)的变化情况.结果表明,氯可以有效灭活悬浮态的大肠杆菌,而对生物膜中的大肠杆菌的灭活效率远低于悬浮菌;在相同CT值下,较高浓度的氯对悬浮态和生物膜中大肠杆菌的灭活效果要高于低浓度的氯.氯对生物膜的氧化作用会使生物膜中物质溶出,增加了水中AOC和MAP浓度,如当氯的浓度为1.0 mg/Ｌ(CT值为100 mg·min/L)时,水中AOC由20.78 μg/L增加到120.17 μg/L,MAP含量由0.11 μg/L增加到0.17 μg/L;氯的氧化作用会增加水的细菌生长潜能（BRP）,BRP随着CT值的增加而增加,如当氯投量为1.0 mg/Ｌ(CT值为100　mg·min/L)时,BRP可达到1.10×10⁷ CFU/mL.     

Distribution of endocrine-disrupting PCBs in hard roes of loaches and their potential ecological effects in Weishanhu Lake, China

Preliminary study is carded out on the endocrine-disrupting organic chemicals of polychlorinated biphenyls( PCBs. PCB-28, 60,104, 153, 190) in hard roes of Ioaches( Misgurnus anguillicaudatas) in Weishanhu Lake, China. Results showed that the hard roes of Ioacbes collected from the areas near the influx( such as Pengkou T-PCB =0. 243μg/g) or efflux( such as Hanzhuang T-PCB = 0. 221μg/g)are characterized by higher PCB contents, about 4 times that from the central lake(T-PCB = 0.066-μg/g), suggesting great difference between their pollutions. The PCB distributions indicated that PCB congeners with more chlorine are more easily accumulated in roes of Ioachee. The microscopic characteristics reveal that the PCB contents at present cannot lead the roes of Ioaches to be abnormal.However, the roes with higher PCBs in Pengkou and Hanzhuang are obviously bigger than those with lower PCBs(T-PCBs≤0. 176μg/g)in other localities. It is suggested that PCBs have a stronger estrogenic activity on the roes of Ioaches, and the phenomenon is likely premonitory for the abnormal development of the hard roes.     

长期施肥措施下稻田土壤有机质稳定性研究

采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对典型稻田生态系统长期定位试验的土壤有机质(SOM)结构进行分析,探讨不同施肥处理下表层与深层土壤有机质的分布差异及其稳定性机制.结果表明,长期不同施肥措施下稻田表层土壤有机碳(SOC)含量以有机-无机肥配施处理最高,其中高量有机肥(HOM)、低量有机肥(LOM)和秸秆还田(STW)处理较对照(CK)处理分别增加了18.5%、12.9%和18.4%.土壤有机质的化学结构也存在一定的差异性,与CK相比,施肥处理均增加了土壤中化学抗性化合物(脂族性、芳香族)、碳水化合物以及有机硅化合物的官能团吸收强度,其中HOM、LOM和STW处理最为明显.以烷烃类化合物为例,HOM、LOM和STW处理下其吸收强度为0.30、0.25和0.29,较CK分别增加了87%、56%和81%.表层土壤有机质各官能团的吸收峰强度皆高于深层土壤,同样以HOM、LOM和STW处理的差异最显著.本研究结果揭示了长期有机-无机肥配施下对亚热带稻田土壤有机质较丰富的化学抗性官能团结构的影响,贡献于其较高的有机质含量,这也从一方面揭示了稻田土壤有机质积累的化学稳定机制.