电动力学作用下土壤中菲的迁移特征及其机理

研究了土壤中菲在均匀和非均匀电动力学下的迁移特征和机理,揭示了利用非均匀电动力学技术修复菲污染土壤的特性.结果表明,非均匀电动力学过程能够使土壤中的菲一定程度地向场强较大的电极区迁移,其迁移程度随运行时间增加而增大,但与非均匀电场的施加方式无关.非均匀电场对土壤中菲的迁移主要是以介电迁移方式进行的.     

土壤酚类污染物在电动力学作用下的迁移及其机理

通过小型实验研究并比较了土壤中苯酚和2,4-二氯酚在均匀和非均匀电动力学作用下的迁移特征和机理,分析了利用电动力学技术修复酚类污染土壤的可行性.结果表明,电动力学过程能有效地促进土壤中苯酚及2,4-二氯酚的解吸附和迁移,电渗析和电迁移是其主要的作用机理,其迁移效果与电动力学形式、污染物类型、土壤酸碱性质和电极反应等密切相关,可以采用适当的电动力学工艺修复含酚类化合物的污染土壤.     

土壤中硝酸盐在非均匀电动力学作用下的迁移与转化

以传统的均匀电动力学方法为对照,研究了用非均匀电动力学方法控制土壤中硝酸盐迁移的可行性.结果表明:在外加电压梯度为1.0 V/cm时,受试土壤中NO₃^-在非均电动力学作用下的电迁移速率为13.5～20.0cm/d,并且迁移速率大小与NO₃^-浓度和场强分布有关;与均匀电动力学相比,非均电动力学方法更有利于土壤中NO₃^-向阳极区迁移,而且该方法对土壤性质影响更小,电能消耗更低;切换非均电动力学极性能促使土壤中NO₃^-转化为NO₂^-,并进一步降低系统的能耗,但不利于土壤中NO₃^-相对富集.     

土壤中2,4-二氯酚在非均匀电动力学作用下的迁移

研究了土壤中的2,4-二氯酚(2,4-DCP)在非均匀电动力学作用下的迁移特征和影响因素,揭示利用非均匀电动力学技术修复2,4-DCP污染土壤的特性．结果表明,非均匀电动力学过程能有效地促进土壤中2,4-DCP的解吸和迁移,其作用效果与土壤性质、电极反应和运行方式等密切相关．土壤pH较高时,2,4-DCP主要通过电迁移向阳极运动,向阴极的电渗析作用影响较小．电极反应影响土壤pH和2,4-DCP的离解,使2,4-DCP的迁移随时间而变化,其变化程度与土壤酸碱缓冲能力和Zeta电位密切相关．采用适当的运行方式可以控制土壤中2,4-DCP的运移．     

外加电场下镍污染土壤离子迁移过程及机理

通过设计正交实验对镍污染土壤的电动修复进行研究,结果表明,在外加电场下镍离子迁移效果很明显,大部分镍离子迁移到阴极电解液和位置5土壤中,两位置总迁移率基本达到70%以上,且沙土和沙壤土的迁移速度明显比黏土快,沙土最高迁移率达到99.9%,沙壤土最高为68.3%,黏土仅为37.8%,最高迁移率均出现在阴极p H控制为5条件下。极差计算结果表明,对迁移率影响大的因素为土壤类型和阴极p H,在相同土壤类型下,阴极p H则为最重要影响因素,而电压梯度和阳极p H对迁移率影响不明显。由于电压梯度对迁移率影响不大,但对耗电量影响却很大,因此综合分析可得,该次试验最适合的电压梯度为0.5 V/cm。外加电场对土壤p H影响较小,土壤p H均分布在弱酸和中性范围。     

非均匀电场对土壤中基因工程菌的迁移与机理

以克隆有绿色荧光蛋白基因的Rm1021-GFP细菌作为标记细菌,研究了该细菌在非均匀电场作用下在土壤中的运移特征和存活性,分析了其运移机理和影响因素.结果表明,非均匀电场能有效地促进土壤中Rm1021-GFP细菌的运移,电泳、介电泳和随电渗析流迁移是其主要机理,土壤介质、电压梯度和电极反应是其主要影响因素,电极反应对电极附近细菌的存活性有不利影响.     

核素在非均匀介质中的迁移预测

针对非均匀性明显的某放射性废物处置场候选场址,应用分形理论方法,在介质水力性质参数与介质结构分维之间建立函数关系式来描述场址介质的非均匀性,并选择放射性废物中的代表性核素3H和90Sr,应用不同方法对核素迁移进行预测比较.结果表明,采用分形理论方法预测的核素迁移浓度比参数直接回归法更接近实际情况;在应用不同参数确定方法预测核素迁移浓度时,分配系数的取值对预测结果影响较大.     

电动力学作用下污染土壤中HCHs的迁移特征

为研究电动力学作用对污染土壤中HCHs迁移的影响及不同HCHs异构体间的迁移特征,以我国西南地区已停产的某HCHs(六六六)生产企业厂区的污染土壤为研究对象,分析反应时间、电压梯度、w(电解质)和pH等因素对HCHs迁移效果的影响. 结果表明:HCHs可以在电场力条件下进行有效迁移,其迁移效果随反应时间的增加而增强,并在192 h后达到稳定;增加电压梯度可以促进HCHs的迁移,最佳电压梯度为3.0 V/cm;最佳w(电解质)为2%;HCHs的迁移效果在pH为5.07时达到最佳. HCHs由阴极向阳极迁移,不同HCHs异构体在阳极的富集程度存在差异,其中α-HCH富集率最高,为210.5%~226.3%;而β-HCH、γ-HCH、δ-HCH富集率分别为72.5%~265.3%、38.5%~79.3%、57.3%~62.6%. 电动试验结束后,阴极处电导率最高,为1.2~324.4 mS/cm. P_(0.6)(距阴极的标准化距离为0.6的采样点)处最低,为0.1~70.1 mS/cm;土壤pH由阴极向阳极逐渐减小,其中阴极pH为10.31~12.05,而阳极pH为0.98~4.56. 研究显示,电动因素会对污染土壤中HCHs的迁移造成不同程度影响;不同HCHs异构体中,α-HCH迁移能力最强,β-HCH次之,γ-HCH和δ-HCH迁移能力较弱.      

电动力学-新型竹炭联合作用下土壤镉的迁移吸附及其机理

研究了土壤中镉在均匀电动力学作用下的迁移特征及其影响因素,以及电场双向切换并加有新型竹炭材料条件下电动力学对镉的去除特性,揭示了利用均匀电动力学-新型竹炭材料联合修复镉污染土壤的特征及其可行性.结果表明,竹炭是一种良好的吸附材料,对镉具有较强的吸附作用,可以用 Freundlich和Langmuir模型很好的模拟吸附过程（R²>0.96）;在电压梯度为1.0 V/cm的条件下,受试土壤中Cd²⁺在均匀电动力学下的迁移速率为0.678 6～0.687 5　cm/h,并且迁移速率大小与Cd²⁺浓度和场强分布有关,电动力场可以有效地迁移土壤中的重金属离子;使用竹炭作为吸附剂的新型工艺中,在与速率实验相同的电压梯度,电场48　h的切换周期下,土壤中镉能够在电场作用下高效迁移至处理区并被吸附去除（12　d去除79.6%）,过程中可以很好地维持土壤的pH和水分条件,过程的电流随切换呈周期性的变化.电动迁移-竹炭吸附作为一种新型工艺具有广泛的应用前景.     

垂直电场对重金属络合物在土壤中迁移过程的影响

采用垂直直流电场,研究了EDTA施入到土壤后,在不同电场方向和强度下土壤Cu,Zn络合物在土柱中的迁移过程.结果表明,电场作用影响土壤中Cu,Zn络合物的迁移,电场强度越大,对络合物的迁移作用越显著.在阳极在上的电场环境下,电场作用能够有效减缓Cu,Zn络合物向下迁移,改变电场方向后,电场作用则能加速Cu,Zn络合物的向下迁移聚积.与对照相比,电场作用改变了土壤Cu,Zn在土柱中的分布,对土壤性质的影响主要集中在电极附近.     

离子色谱法测定酸雨中6种阴离子

离子色谱法测定酸雨中６种阴离子，以流速为１．５１ｍＬ／ｍｉｎ，０．２４ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ２ＣＯ３和０．３ｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＣＯ３的混和液为淋洗液，在ＹＳＡ８型８００１Ａ－４阴离子交换柱上分离，ＹＳ－１抑制器，ＹＩＣ－８型离子色谱仪电导检测器检测，方法的线性范围均为１００倍，可达２００倍以上，以ＣＩ＾－为例，最小检出限为０．００１，重现性ＣＶ％为０．７６，空白检测偏差Ｓｗｂ＝０．００６８１，回收率为９     

二维电场中微生物群落动态及混合有机物降解特征

以正十六烷、环十二烷和芘组成的混合有机污染物为研究对象,在二维对称电场修复平台上,采用电动-微生物联合修复(BIO-EK)的方式,通过分析微生物群落时空动态及混合有机物降解的时空特征,探讨了二维电场中电场强度、微生物群落和污染物降解特征之间的相关性.结果表明,BIO-EK处理过程中,土壤pH和温度在时间和空间上均没有发生明显的变化,微生物群落结构和数量均主要随处理时间而变化,未发生明显的空间上的变化;电场的施加可提高微生物数量,对污染物降解有积极影响,相对于单独的微生物(BIO)和单独的电动(EK)处理,BIO-EK对污染物处理效率最高;不同类型污染物去除率与电场强度均呈正相关.     

单室型微生物燃料电池处理黄姜废水的性能研究

以黄姜废水为底物,采用单室型微生物燃料电池,验证了MFC处理黄姜废水的可行性,研究了进水COD和SO42-浓度对产电性能的影响.控制电导率和COD等条件一致,黄姜废水最大功率密度为葡萄糖配水的80.3%.低COD浓度条件下MFC产电稳定,功率密度随COD浓度上升而提高,最高为322 mW/m2;当COD提高至2766 mg/L以上时,MFC稳定产电的时长缩短且更新基质后无法恢复最佳产电水平,表明过高的COD负荷会抑制产电微生物活性.COD最终去除率在68.2%~84.8%之间,且随着初始浓度的提高去除率有所下降.进水SO42-浓度的提高使MFC输出功率密度增大,但当SO42-浓度>7 716 mg/L(电导率>8.19 mS/cm)时,继续提高SO42-浓度无法使功率密度增大.与沉淀SO42-后的废水比较,含硫原水的最大功率密度平均下降14.5%,其库仑效率也随SO42-浓度提高明显下降,表明存在SO42-作为电子受体被还原,降低了MFC的效率.     

交流电场与Fusarium sp.A-2耦合对博落回修复铀污染土壤的强化作用

通过盆栽试验研究了交流电场(AC)与Fusarium sp.A-2(A-2)真菌耦合对博落回(P)的生物量、富集铀(U)性能、酶活性以及根际土壤中有机酸含量、生物可利用态铀、根际微生物群落结构的影响.结果表明, 在铀(U)污染土壤中, 与AC+P+U、A-2+P+U和P+U相比, AC+A-2+P+U组博落回的鲜重、株高、总干重分别升高了10.67%~45.76%、26.87%~92.02%和61.99%~159.98%;总超氧化物歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)含量分别提高了41.24%~133%和15.35%~63.63%;根际土壤中草酸显著增加了13.03%~157.09%;与A-2+P+U和P+U组相比, AC+A-2+P+U组土壤中生物可利用态铀分别提高了12.5%和28.57%.在AC+A-2+P+U组, 植物根际土壤中存在大量的镰刀型菌(Fusarium)真菌属和酸杆菌属(Acidobacteria)等细菌菌属, 且镰刀型菌属(Fusarium)占比最高, 与AC+P+U、A-2+P+U、P+U和A-2+U组相比, Fusarium分别提高了16.67%、81.03%、299.23%和374.47%.AC和A-2耦合强化博落回修复铀污染土壤的可能机理包括AC提高了铀在土壤中的流动性, 增加了植物根部与铀的接触, 促进了铀的富集; AC刺激了博落回的生理活性, 增大了博落回的生物量, 提高了抗氧化酶活性, 使博落回对铀的耐受性增强; AC刺激了A-2真菌和酸杆菌属(Acidobacteria)的生长, 使其比例增大, 从而产生大量的有机酸, 与铀形成螯合物, 降低了铀对植物的胁迫作用, 提高了生物可利用态铀的占比, 促进了博落回对铀的富集.AC与A-2真菌耦合对P修复铀污染土壤有显著的强化作用, 是一种有潜在应用前景的强化方法.     

碳源对工业污染场地土壤中HCHs和DDTs降解的促进作用

我国对有机氯农药的大量需求使得在农药生产、加工和分装等过程中造成了许多城镇中存在有机氯农药污染场地,限制了土地的后续开发利用.本研究选取3种类型的碳源组成有机修复剂A、B、C,添加到受有机氯工业污染场地土壤中进行微生物降解试验,并对比了3种修复剂的效果.试验过程中,反应体系水分含量为50％,添加零价金属调节氧化还原电位,采用好氧/厌氧交替循环方式进行生物降解.实验结果表明:3种修复剂对HCHs和DDTs的降解都有显著促进作用.与DDTs相比,HCHs较易降解.90 d内,添加修复剂(A、B、C)的处理中∑HCH的浓度分别从73.37~85.71 mg·kg^-1降解到了15.88~38.21 mg·kg^-1.与未添加修复剂的对照相比较,∑HCH的降解率提高了19%~52%,90 d内,ΣHCH的降解率最高可达81%.添加修复剂(A、B、C)的处理中ΣDDT的浓度分别从91.68~119.79 mg·kg^-1降解到了45.1~60.7 mg·kg^-1,相对未添加修复剂的对照试验,∑DDT的降解率提高了39%~45%,30 d内∑DDT的降解率最高可达到51%,但30 d后降解效率无明显增加.就不同类型碳源的促进作用来看,C/N最高,而含水率最低的修复剂B的效果最好,而C/N比最低而含水率最高的修复剂A效果最差.     

模拟SO_4~(2-)沉降对河口潮汐湿地甲烷排放通量的影响

2008年每月小潮日原位定期向闽江河口鳝鱼滩咸草(Cyperus malaccensis)潮汐湿地试验样地施加25,50,100kgSO42--S/(hm2·a)的硫酸钠溶液,探讨模拟SO42-酸沉降对河口潮汐湿地甲烷排放通量的影响.结果表明,SO42-酸沉降对于河口潮汐湿地甲烷排放通量基本无抑制作用.添加SO42-室内厌氧培养试验结果显示,虽然SO42-输入对湿地土壤CH4产生量具有一定的抑制作用,但相对对照组,下降幅度仅为8.5%~15.4%.室内添加甲烷产生基质的厌氧培养试验结果表明,非竞争性途径甲烷产生基质(甲醇和三甲胺)的添加可刺激并增加土壤的甲烷产生量,解释了原位施加SO42-对于河口潮汐湿地甲烷排放通量的基本无抑制作用的试验结果.     

三价铁促进生物氧化锰稳定土壤砷的效果和机制

通过室内模拟实验,研究了三价铁对生物氧化锰（BMO）稳定化砷污染土壤的促进效果与作用机制.实验结果表明：三价铁的添加提高了BMO对土壤中砷的稳定化效率,当三价铁以质量分数百分比（以Fe计）为0.5%、1%、2%和4%添加时,砷的稳定化效率由单独BMO处理的63.02%增加至86.04%、93.86%、96.56%和97.98%;由连续提取实验结果可知,添加三价铁能够促进土壤中砷的结合形态由可交换态、专属吸附态向无定型铁锰结合态和结晶型铁锰结合态转变,增强土壤中砷的稳定化作用;风险分析进一步表明添加三价铁后砷的环境风险由中风险转变为低风险;矿物晶体结构分析表明,添加三价铁后土壤中出现水铁矿、纤铁矿等次生铁氧化物,这些铁氧化物对土壤中砷有良好的吸附固定能力.总体而言,三价铁的存在能够提高BMO对砷污染土壤的稳定化效率,但三价铁的添加量不宜过高,否则会引起土壤酸化问题.