湖南省3种主要类型水稻土对镉、铜的吸附-解吸特性研究

为比较不同水稻土中镉铜元素化学行为的差异,采用振荡平衡法,通过室内恒温吸附解吸试验,研究了湖南省3种水稻土(红黄泥、灰泥和河沙泥)对镉、铜单一元素以及两元素交互作用下的恒温吸附和解吸规律.结果表明,单一体系下,灰泥对镉、铜的吸附量均大于红黄泥和河沙泥;红黄泥和河沙泥对镉的解吸率大于灰泥;红黄泥对铜的解吸率大于河沙泥大于灰泥;红黄泥和河沙泥镉、铜的吸附值以Freundlich方程拟合性最好,灰泥镉、铜的吸附值Langmuir方程拟合度最高;同一种土壤铜的吸附量均大于镉的吸附量,而解吸率相反.在竞争体系下,3种土壤中铜的存在使镉的吸附量显著减小,且铜对镉的影响作用随土壤pH值的增加而增强,镉的存在对铜的吸附量影响不大.     

不同质地土壤中四环素类抗生素的吸附解吸特性研究

抗生素滥用导致的低浓度抗生素环境暴露诱导产生抗生素耐药基因,对人类健康构成潜在威胁。土壤是抗生素类污染物的主要容纳库,也是其迁移进入水环境的必经路径。采用批平衡吸附试验法,研究了四环素和土霉素在不同质地土壤(黏土、壤土和砂土)中的吸附和解吸行为。结果表明,黏土、壤土和砂土对四环素和土霉素的吸附过程可分为快速吸附阶段和慢速平衡阶段。吸附行为均可用Freundlich模型描述,平均拟合决定系数为0.996,其中壤土对四环素和土霉素的吸附能力最强,砂土的吸附能力最弱。四环素和土霉索在黏土和砂土中属于"S型"等温吸附,在壤土中的吸附属于"L型"等温吸附。研究表明,四环素在土壤中的吸附以物理吸附为主,且在黏土、壤土和砂土中解吸过程的滞后系数明显高于土霉素。     

电动修复法对土壤中镉的去除及形态转化研究

面对镉污染土壤日益严峻的现象以及各种土壤修复技术存在的不足,采用快速、高效、对环境干扰较小的电动修复法对自制镉含量为200 mg/kg的污染土壤进行修复,在不同电压梯度下对土壤p H值、Cd去除效果进行研究,同时采用BCR法分步提取不同形态的镉,对不同形态镉的迁移转化情况进行分析。实验结果表明,随着电压的增加,土壤中不同形态的镉去除效果明显,在靠近阳极区域去除率达到90%以上,在阴极区域以弱酸提取态为主的镉出现了富集现象。另外,酸性条件有利于不同形态的镉向弱酸提取态转化,有利于提高镉的去除率。     

不同污染负荷土壤中铊的吸附-解吸特征研究北大核心CSCD

采用一次平衡法研究广东某含铊硫铁矿废渣堆积区不同污染负荷土壤对Tl+的吸附-解吸行为。结果表明,废渣堆积区不同污染负荷土壤对Tl+的吸附过程可用Langmuir方程描述,且Tl+在土壤中的吸附属于表面络合型吸附,主要是物理吸附。离堆渣区越近的土壤,受Tl+污染的程度越大,对Tl+的吸附能力越低;同一剖面土壤,表层土壤的Tl+质量比明显高于心土层和底土层,对Tl+的吸附能力低于下层土壤,而心土层和底土层Tl+质量比的差别相对较小,对Tl+的吸附能力也比较接近。矿渣附近的表层土壤对Tl+的吸附率不大于26%,而心土层和底土层对Tl+的吸附率最大可达54.2%。不同污染负荷土壤对Tl+的解吸能力与其吸附能力相反,初始阶段对Tl+的解吸量随着吸附量的增加而平缓增加,当吸附量增加到某一定值时解吸量急剧增加。离堆渣场最近的A剖面表层土壤的解吸能力最强,解吸率最大可达约60%,而背景土壤的最大解吸率为31.4%,且土壤中Tl+的解吸有一定滞后。     

水环境中铬的存在形态及迁移转化规律

综合评述了水环境中铬的存在形态、污染特征及其迁移转化规律的研究现状.水体中铬主要是三价和六价,存在形态分为溶解态、离子交换态、有机结合态、无机沉淀态、残留态,迁移转化过程主要是水解、沉淀、络合、吸附和氧化还原等.对铬在水体中迁移和转化过程的动力学模型进行了论述.     

黑碳对土壤中农药呋喃丹吸附与解吸行为的影响

为了考察黑碳对土壤中呋喃丹吸附与解吸行为的影响,选取小麦秸秆,分别在250℃、450℃和850℃下制备黑碳,测定了黑碳的比表面积和孔体积;采用批处理振荡法测定了呋喃丹在人工添加黑碳土壤中的吸附-解吸行为.结果表明,随制备温度升高,黑碳的比表面积、孔体积和微孔率增大;人工添加黑碳的土壤对呋喃丹的吸附容量和吸附强度随黑碳添加量增加而逐步增加,吸附和解吸等温线的非线性也逐步明显.添加高温制备黑碳的土壤比添加低温制备黑碳的土壤吸附容量、吸附和解吸的非线性均增加.吸附农药的解吸迟滞作用与土壤中黑碳的质量分数密切相关,添加高温制备黑碳的土壤解吸迟滞现象明显.因此,土壤中添加黑碳在一定程度上保证了土壤使用的安全性.     

水环境中不同形态锑的迁移转化及影响因素研究进展

锑被美国环境保护署和欧盟列为优先控制污染物,形态变化是其对水生动植物毒性大小的决定性因素。锑的毒性和对人类潜在的致癌性成为人们关注的热点,而目前关于不同形态锑的分离、迁移、转化和定量分析研究仍然不足。综述了水-沉积物体系中不同形态锑迁移转化的过程及规律,总结了不同形态锑的分析方法,分析了氧化还原作用、络合作用和吸附-解吸作用对不同形态锑迁移转化的影响,以揭示不同形态锑在水-沉积物体系中的迁移转化机理。     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

叶甜菜对土壤中汞的吸收分配及土壤汞安全阈值研究

为保障土壤汞污染地区叶甜菜的安全生产,通过土壤模拟试验方法,研究了叶甜菜对土壤汞的吸收、分配及其安全生产的土壤汞质量比临界值。结果表明:1)土壤中有效态汞占全汞的比例很低,各处理均在2.5%以下;2)叶甜菜生长对土壤汞污染有较强抗性,但不同器官间存在差异;3)叶甜菜根系对土壤中汞的吸收能力较强,但向地上部的转运能力较弱,根系对土壤汞富集系数为5.16%~9.30%,地上部器官富集系数仅0.16%~1.64%,各汞处理为0.16%~0.48%;4)叶甜菜根系汞质量比与土壤汞质量比间的关系为乘幂关系,而茎和叶柄、叶片汞质量比与土壤汞质量比间的关系为直线关系;5)叶甜菜根系、茎和叶柄、叶片中汞质量比符合国家标准(10μg/kg,GB 2762—2012)的土壤汞质量比安全阈值分别为0.21 mg/kg、5.12mg/kg、3.23 mg/kg。     

西安市大气降尘中Cu、Pb、Zn、Ni的化学形态及生物有效性——以燃煤电厂、生活垃圾电厂、产业开发区和建材商业区为例

为了解垃圾焚烧、燃煤发电和相关产业排放对重金属污染水平和生物有效性的影响,利用Tessier提取法和原子吸收光谱仪分析法研究了西安市垃圾发电厂、西郊热电厂、灞生态园、未央工业园、大明宫建材市场和高新区降尘中Cu、Pb、Ni、Zn的化学形态。结果表明:垃圾发电厂Cu(358.3 mg/kg)、Pb(851.3 mg/kg)、Ni(163.5 mg/kg)、Zn(1 226.1 mg/kg)的总量,超过热电厂、生态园、工业园、建材市场和高新区;生活垃圾焚烧、燃煤、石化和机械加工等对降尘中这些元素的贡献超过电子和先进制造业;降尘中Cu、Pb、Zn质量比约是土和道路灰尘平均值的若干倍,表明垃圾焚烧、燃煤和相关产业排放的贡献显著高于表土扬尘、道路扬尘。高新区Cu、Pb的生物有效性系数超过其他区域,表明电子和先进制造业排放的重金属元素具有更大的潜在生态风险。Cu、Pb、Ni(除垃圾焚烧厂外)的生物有效性系数均大于0.2,而Zn的生物有效性系数均小于0.2,说明降尘中Cu、Pb、Ni存在潜在风险,而Zn是安全的。     

西昌市13种野生蘑菇中汞含量分析及安全性评价

地球生态系统汞的水平一般非常低,但某些大型真菌对汞的强烈积累则是例外.分析了采集于四川省西昌市未受汞污染地方生长的13种野生蘑菇99个样品子实体中汞的含量,用原子荧光法测定蘑菇和蘑菇采集地土壤中的汞含量.野生蘑菇的汞含量随蘑菇种类的不同而不同,双色牛肝菌积累汞的能力最强,质量比为0.99 mg Hg/(kg·dw),生物富集常数(BCF)达2.01.提出野生蘑菇对汞的积累明显受介质汞水平的影响.分析的汞含量与早期的文献数据报道进行比较,评价了法律规定的人体吸收汞水平和食用蘑菇对人体汞吸收量的贡献,指出人们在消费蘑菇时可能存在的风险和应对措施.     

甲基汞对大鼠脑一氧化氮合酶,丙二醛和即刻早期基因的影响

为了寻找甲基汞神经毒性检测和评价效应指标以及探讨甲基汞神经毒性分子机制,对大鼠进行氯化甲基汞(MMC)急性暴露(对照组为0.9％生理盐水、暴露组浓度为0.05mg/kg),20min后对大鼠进行生理生化指标和即早基因的检测,大鼠大脑中枢神经系统的神经递质一氧化氮合酶活力采用一氧化氮合酶(NOS)测定试剂盒检测;自由基脂质过氧化产物丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法检测;即刻早期基因c-fos表达的变化采用免疫组化方法检测。结果表明,在暴露氯化甲基汞(MMC)20min后,大鼠大脑中枢神经系统的一氧化氮合酶活力、自由基脂质过氧化产物丙二醛含量以及即刻早期基因(IEG)c-fos蛋白阳性表达数量都有提高。但其中一氧化氮合酶活力及自由基脂质过氧化产物丙二醛含量同对照组相比没有显著性差异;而即刻早期基因c-fos的阳性表达同对照组相比有极显著性差异(P<0.01)。据此可以推测,即刻早期基因能作为甲基汞神经毒性检测和评价效应指标,一氧化氮合酶、丙二醛和即刻早期基因在甲基汞神经毒性过程中具有重要作用。     

化学与工程措施强化重金属污染土壤植物修复

作为植物修复的辅助措施,化学方法强化与工程技术强化能有效提高土壤重金属污染的修复效率.综述了化学方法与工程技术强化重金属污染土壤植物修复的研究进展,重点讨论了络合强化技术和基因工程技术用于强化植物修复的基本原理、相关化学物质或基因、主要技术步骤、存在问题以及解决方法,并在此基础上提出了今后研究的展望.     

琼北火山岩区农田土壤重金属和硒含量评价及来源研究

基于海南岛1:25万多目标区域地球化学调查结果,针对海南岛北部(简称“琼北”)基性火山岩地区农田土壤,按照不同成土母质类型采集土壤样品,重点分析Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr、Ni、Se9种元素.结合GB 15618-1995《土壤环境质量标准》和富Se土壤评价标准,运用单项污染指数法对研究区土壤环境质量进行评价,查明其Se质量比水平.结果表明,基性火山岩区农田土壤Cr、Ni超标严重,Cu次之,Zn和Cd属潜在超标因子,Pb、Hg和As整体属清洁水平,且土壤整体达富Se水平.根据研究结果,提出了农业安全生产建议.综合聚类分析和因子分析结果表明,研究区农田土壤中Cu、Cr、Ni和Se主要来源于成土母质,Cu、Cr、Ni属母质所致高背景含量,而Cd、Cu、Zn已明显受到农业活动(施肥)影响.     

贡嘎山东坡土壤重金属质量比的初步分析及风险评价

对贡嘎山东坡土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Hg和As的质量比进行测定,用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对其进行风险评价。结果表明:研究区表层土壤中Hg、Pb和As质量比低于国家一级标准,属未污染等级,Cd、Cr和Ni质量比存在不同程度的超标现象,土壤被污染;Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As的单因子污染指数分别为1.88、0.87、1.15、1.06、0.45、0.26,对土壤的污染程度从大到小依次为Cd、Cr、Ni、Pb、Hg、As;内梅罗综合污染指数PN为0.92～4.89,都属于不安全级别,其中22.2%的土壤属尚清洁等级,66.7%的土壤属轻度污染,11.1%的土壤属严重污染。     

新疆伊犁河灌区土壤地球化学特征研究

根据2009年伊犁河灌区土壤监测和取样分析资料,运用半方差函数与克里格插值法,对伊犁河灌区土壤盐分和主要离子组成特征与空间分布情况进行研究.结果表明,研究区0～3 cm土层含盐量约占0～60 cm土层含盐量的60.19％,土壤盐分剖面分布呈现表聚性.土壤各层盐分质量比与主要离子质量比呈现强烈的空间变异性.表层土壤主要离子总体上在东西向和南北向上呈二阶趋势效应.从克里格插值结果可以看出,研究区表层土壤离子组成的空间分布格局基本相似,即各离子质量比最高值均出现在研究区的中、西部区域,并形成了区域土壤的积盐中心.     

铅锌冶炼厂周边农田土壤、苕子与荠菜的重金属污染特征

在云南某铅锌矿冶炼厂周边农田,采集当地主要绿肥(苕子)与野菜(荠菜)的植株和根部土壤样品,测定重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的全量和DTPA提取的有效态质量比,并进行污染评价.结果表明:1)综合污染指数评价显示,铅锌冶炼厂周边农田土壤以重度和中度重金属污染为主,Cd质量比为GB 15618-1995《土壤环境质量标准》三级标准限值的1.94～8.30倍,污染程度最重,其次为Pb和Zn;2)荠菜植株Pb、Zn和Cd质量比的最大值、平均值均大于苕子;荠菜对Cd的富集系数大于1,对Pb、Zn和Cd的转移系数大于或接近1;3)苕子和荠菜地上部与土壤的Cd、Pb质量比,苕子地下部与土壤的Pb质量比,荠菜地上部与土壤的Zn质量比均呈显著或极显著正相关.研究表明:铅锌冶炼厂周边农田存在严重的重金属污染,Cd是主要污染因子;苕子和荠菜植株重金属质量比高,且荠菜对重金属的富集能力大于苕子.     

清水江水、鱼体和悬浮物中汞的特征及污染评价

为探明清水江水、鱼体和悬浮物中的汞污染情况,采用地质累积指数、单因子污染指数和潜在生态风险因子对清水江悬浮物进行了汞污染评价以及汞残留指数对清水江鱼体汞进行了污染评价。结果表明,清水江旁海段悬浮物汞污染程度高于清水江下司段,并已达到了重度潜在生态危害水平。然而,清水江水和鱼体未受到汞的污染,分析认为磷化工尾矿可能是加剧清水江悬浮物汞污染的原因之一。     

欧盟城市饮用水供应链风险管理与评价及其借鉴

结合欧盟2006年起开展的TECHNEAU(Technology Enabled Universal Access to Safe Water)项目,介绍了欧盟城市"从水源到用户的饮用水供应链"风险管理机制,以及"风险识别、评估、减缓和控制"综合风险评价框架;并从水源地、水处理系统、配水系统、历史风险事件、风险评价方法、评价结果6方面比较了捷克、德国、荷兰、挪威、瑞典5个国家典型城市风险评价实践,着重分析了瑞典哥特堡市风险评价中采用的综合概率故障树法和客户损失时间指数方法及其应用价值。总结了欧盟饮用水供应链的风险管理在全过程管理策略、"关口前移"管理方针、多样性的风险评价方法与技术、参与主体多元化、评价结果公开透明5个方面的成功做法和经验,可供国内参考。     

典型水稻土中硝态氮垂直穿透状况及模拟

硝态氮(NO3--N)不但可以污染地下水,也会造成河流和湖泊的富营养化.用穿透曲线(BTCs)描述室内土柱模拟的NO3--N在太湖地区3种典型水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)中的垂直穿透状况并用Hydrus-1D模型对实验结果进行了拟合.结果表明,3种水稻土中NO3--N穿透土壤各土层所用的平均时间按从长到短的顺序为:黄泥土、乌栅土、白土,而峰值大小则正好相反,从大到小依次为:白土、乌栅土、黄泥土.因此,在白土样区过量施用氮肥最容易对水体造成污染.3种水稻土中NO3--N的穿透曲线都呈不对称分布,曲线尾部均存在一定的拖尾现象.通过对NO3--N穿透土壤的影响因素的分析可知,土壤容重和粘粒含量是影响NO3--N穿透的主要因素,土壤容重越大或粘粒含量越高,穿透所需的总时间就越长,峰值就越低且拖尾现象越严重;有机质含量对其也有一定的影响.用Hydrus-1D模型对实验结果进行模拟,所得的穿透曲线的模拟值与实测值均呈极显著的正相关关系,相关系数都在0.9以上.同时,在模拟过程中还得到了土壤饱和导水率和NO3--N的垂直扩散率等难以实测的参数,说明利用Hydrus-1D模型不但可以准确地预测NO3--N在研究区土壤中的运移状况,也可以推算出该地区水分和养分运移的参数.