基于MIKE21模型的洋河水库水质模拟

近年来,由洋河水库富营养化引起的供水安全问题日益突出。为应对洋河水库富营养化问题,基于迁移扩散及对流扩散理论,利用MIKE 21二维水动力模型对其水质进行了模拟。考虑污染物随水流入库及出库过程,分析了在水动力作用下TN、TP、NH_3-N随时间迁移扩散的质量浓度变化及分布情况。结果表明:模拟初期污染物以扩散为主,高浓度区域主要集中在入流处,在入流高峰期污染物向整个库区扩散,垂直水库中心线以西出现高质量浓度水域;入流与出流稳定期污染物以降解为主,水库中心水域污染物质量浓度较高。最终模拟得到库区TN质量浓度约为4.5 mg/L,TP质量浓度为0.06~0.075 mg/L,NH_3-N质量浓度为0.20~0.25 mg/L;9月水库实测TN、TP、NH_3-N质量浓度分别为5.0 mg/L、0.008 mg/L、0.20 mg/L,与模拟结果基本一致。研究表明,8月中旬到9月中旬,洋河水库污染物浓度较高水域极易暴发富营养化,此结论可为洋河水库水质评价、供水安全及污染物治理提供参考。     

微生物促进植物修复重金属污染土壤机制研究进展

归纳总结了近10年来微生物促进植物修复重金属污染土壤的主要机制,包括微生物促进修复植物生长的耐性机制和影响植物提取/固定重金属的积累机制,并展望了今后的研究重点。对微生物促进机制的研究有助于更好地掌握及实施微生物-植物联合修复技术,进而提高污染土壤的修复效率。     

某页岩气开发场地重金属污染风险分析

为探究页岩气开发不同阶段对开发场地土壤中重金属含量的影响,以长宁区块某平台为例,监测开发过程中场地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的质量比变化,并对其分布特征评价。结果表明：页岩气开发各阶段场地土壤中重金属元素As的超标率最高达到了76.92%,页岩气开发对场地土壤中重金属Hg、Cd、As质量比变化影响程度相对较大;部分采样点土壤受重金属元素Cd与Hg影响存在中等生态危害风险,但场地内土壤重金属的综合生态风险指数RI平均值为70.357<150,仍有0.67%的比例存在中等生态危害风险;4.35%采样点土壤中因重金属元素As影响为中度污染风险,场地内土壤重金属的综合污染指数P的平均值为0.880,但1.35%采样点的土壤为中度污染风险。因此页岩气开发场地内土壤重金属存在一定的污染风险,为避免页岩气开发过程对场地土壤的污染,应加强重点区域防控与措施整改降低页岩气开发过程对场地土壤的污染风险,减少页岩气开采对资源地环境的影响。     

基于野外实测光谱的污灌区土壤重金属污染快速监测

利用光谱反射率反演土壤重金属含量相比传统实验室化学分析方法具有简单高效、成本低、非侵入性等优点。但光谱采集主要局限于实验室内,大大降低了监测的时效性。采集了龙口市污水灌溉区内的32个土壤样本,对9种重金属(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)进行了测定,并对土壤光谱进行了野外实测,同时对实测光谱进行光谱变换,提取了去除包络线(CR)、光谱倒数对数(lg(1/R))、一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)4种光谱指标,采用偏最小二乘回归方法(PLSR)建模。结果表明,污水灌溉区内存在严重的土壤重金属污染现象,As、Ni、Cd等重金属富集情况显著,与Fe、Mn呈显著相关的6种元素为Ni、Mn、As、Pb、Zn、Cr,相应的最优建模光谱指标分别为一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)、反射率(R)、反射率(R)、二阶微分(RD2)、去除包络线(CR),验证精度r分别为0.935 3、0.781 4、0.699 6、0.745 8、0.690 1、0.569 6。研究表明,利用野外实测光谱可以提高土壤重金属监测的时效性,预估土壤重金属含量具有一定的可行性,但针对不同的重金属应使用不同的光谱指标建模来达到最优效果。     

矿区植物重金属污染的高光谱特性及其反演模型

植物体内重金属的大量聚集将造成植被叶面反射光谱在特定波段内的特征性变化。以陕西潼关矿区葎草、玉米、苦菜、梧桐典型植被为研究对象,利用ASD Field Spec 4光谱仪采集植物光谱曲线,采用导数光谱、连续统去除法等信息提取方法,分析植物红边位置、红边斜率、植被指数等光谱特征参数与植物样本重金属相关性。选择蓝谷、红边位置等相关性较高的敏感波段,构建矿区两种葎草和梧桐的镉(Cd)、铅(Pb)质量比与其光谱参数定量反演模型。结果表明,葎草、梧桐的Cd、Pb与一阶微分光谱特征相关程度更好,多数符合二次多项式函数关系,然而葎草的Cd符合反函数关系,均方根误差在0.03~0.07。室内试验验证两种植物叶绿素含量与Cd含量负相关,在Pb低浓度时植物的叶绿素含量减少得不明显,随Pb浓度升高,叶绿素含量降低明显。因而植物高光谱特征间接反映植物重金属的含量。     

长汀稀土矿废弃地土壤重金属污染特征及其评价

为了解离子型稀土矿开采废弃地土壤重金属污染状况,以福建长汀稀土矿废弃地为研究对象,测定了3类废弃地及未开采对照区土壤的重金属质量比,采用地积累指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数对其污染状况进行了评价。结果表明:长汀稀土矿废弃地不同功能区土壤重金属污染存在一定差异,其中Cd污染最严重,原地浸废弃地、取土场、废弃堆浸池的Cd质量比分别为福建省土壤背景值的141倍、97倍、69倍;4个采样区土壤Cd均达重度污染水平,Cr、Cu均未污染,Pb在取土场达轻度污染,Zn在废弃堆浸池达轻度污染;综合潜在生态风险指数达极重污染水平。     

粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定重金属污染底泥的影响

利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥.固定胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1,在不同养护时间(7 d和28 d)下,研究粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定污染底泥的影响.浸出毒性(固体废物浸出毒性浸出方法--醋酸缓冲溶液方法,HJ/T 300-2007)结果表明,固化体浸出液中主要重金属Cd、Pb和Zn的浓度均符合危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别(GB 5085.3-2007)的要求.在稳定浸出液pH=4的条件下,粉煤灰掺用量不超过50%时,浸出液中Cd、Pb和Zn浓度均低于GB 5085.3-2007规定的限值,适量掺加粉煤灰降低了重金属的浸出毒性.无侧限抗压强度结果表明,8%的粉煤灰掺加量能够一定程度地提高固化体抗压强度,继续增加粉煤灰用量导致固化体抗压强度持续下降.环境耐受力测试结果表明,干湿循环对固化体的破坏不大,而冻融循环对固化体的破坏较大,当粉煤灰掺用量超过33%时,养护28 d的固化体冻融循环质量损失高于30%.利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥,合适的粉煤灰掺用量为33%.     

厦门岛内不同功能区土壤与灰尘重金属污染的特征及评估

以厦门岛内城市表层灰尘和土壤为研究对象,系统考察了不同功能区(商业区、风景区、工业区、居住区)表层灰尘和土壤中典型重金属Cr、Cu、Cd和Zn的质量比水平和分布情况,采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价其污染程度,并分析它们的相关性及可能来源。用综合污染指数法得出土壤重金属污染强度从大到小依次为工业区(7.8)、商业区(4.9)、风景区(3.8)、居住区(3.5),灰尘的污染强度顺序为工业区(4.5)、商业区(3.9)、居住区(2.2)、风景区(2.1)。单因子污染指数法结果表明,各功能区土壤及灰尘都受到了重金属污染(Pi1),且与综合污染指数法得到的污染强度顺序类似,在土壤方面,商业区所有元素,风景区除Cr外,工业区除Pb、Cd外,居住区的Cu、Pb、Zn都达到了重度污染(Pi3);对于灰尘,商业区和工业区的Cu、Zn均达到了重度污染。相关性分析结果表明,各功能区的元素间无负相关关系,表明各元素间没有显著的抑制关系。从总量上看,土壤比灰尘中重金属质量比更高。最后对比分析了我国其他城市与厦门市的土壤重金属质量比。     

贵州省区域煤矿排水重金属污染特征及健康风险评价

贵州煤炭资源丰富,含多种重金属的煤矿排水对环境污染明显.通过对贵州省不同地区共120个煤矿排水进行采样分析,采用单因子评价、重金属污染指数法和水环境健康风险模型3种评价方法,分别对不同区域重金属污染特征及人体健康风险进行评价.结果表明,贵州省煤矿排水多呈酸性或弱酸性,12种重金属的污染超标状况从大到小为Fe、Mn、Ni、Al、Co、Zn、Cd 与 Cr、As、Pb、Cu、Sb,其中 Fe、Mn、Ni、Al、Co污染最为严重,样点超标率分别达88％、84％、70％、59％、53％.重金属污染指数HPI地区差异显著,全省平均值为576.62,是临界值的5.76倍,各地区整体污染状况从大到小为黔东南州、黔南州、黔西南州、安顺市、毕节市、遵义市、贵阳市、六盘水市.煤矿排水中化学非致癌物Cu、Pb、Zn、Ni、Al、Fe、Mn、Co、Sb的健康风险较小(均值3.66×10-10～3.63×10-7a-1),均低于美国EPA推荐最大可接受水平 1.0×10-6a-1;化学致癌物 Cr(3.90×10-4a-1)、As(3.71×10-5 a-1)和 Cd(6.82×10-6 a-1)的健康风险均较高,其中重金属Cr污染与黔西南地区As污染,应予以重视.     

辽东湾潮间带底质重金属污染地累积指数评价

运用地累积指数法对辽东湾潮间带采集的底质样品的Cd、Pb、Cu和Zn污染程度进行了评价,结果表明,辽东湾潮间带重金属污染物主要是Cd,其次是Zn、Pb和Cu.各重金属污染较严重的地区分布在河口区,污染程度由高到低的顺序是:葫芦岛五里河桥下、大凌河口处、辽河口处、双台子河口处、永宁河口、熊岳河口、六股河口、石河口及芷锚湾.     

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。     

德兴地区土壤重金属人为污染的地球化学评价

在系统采集德兴地区表层土壤样品的基础上,采用标准化方法确定了该区Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As的地球化学基线值,并采用富集因子对表层土壤的人为污染进行了地球化学评价.结果表明:1)土壤中7种重金属元素的基线值较江西省土壤背景值高;2)土壤中As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn的人为污染以轻微污染为主,Cu的人为污染为轻微污染和中度污染,人为污染的区域主要分布在德兴铜矿及其周边地区;3)土壤重金属污染源判别表明,Pb、Zn、Cd具有相似的来源,其污染与铅锌矿的采矿及冶炼活动有关,Cu的来源与德兴铜矿的采矿活动有关,其他重金属来源差异较大.     

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.     

复合药剂对不同类型重金属污染土壤的固化修复

为了考察复合药剂对Pb、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu和Ni污染土样的固化修复效果,以重污染企业用地、冶炼厂河道底泥和自配土壤为污染土样进行试验,试验中的普适复合药剂主要为含磷酸盐沉淀剂、黏土和水泥,视情况辅以无机还原助剂和有机络合助剂。在普适药剂(相对原土样的质量分数15%)、还原剂(5%)和有机助剂(2%)的组配下,处理后的重金属浸出质量浓度低于GB 18598—2001标准值。普适药剂对Pb、Cd、Zn、Cu、Ni的固化有效,磷酸盐是促成Pb固化的关键成分,黏土和水泥分别起到吸附固定和物理包封的作用。无机助剂中的还原/络合性成分和硫化物分别对Cr(VI)和Hg的固化有明显的促进作用。对于Pb、Cd、Zn、Cu复合污染土壤的修复,分析了重金属浸出质量浓度随普适药剂投加量变化的特征曲线,结果表明,Pb比Cu的曲线斜率更大,表明Pb的固化效率更高;Cd和Zn具有相似的曲线形状,推测二者具有类似的固化机理。     

基于灰色关联分析法的林甸县污水泡中重金属和毒性元素污染情况评价

为了探讨人类活动对水体重金属和毒性元素含量的影响,测量了污水泡8个样点的Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Pb等重金属和As、Se等毒性元素质量浓度。在综合考虑各种水质评价方法的基础上,采用灰色关联分析方法对水中重金属和毒性元素污染情况进行了评价。结果显示,水中重金属和毒性元素污染并不严重,8个采样点中有7个样点符合Ⅰ类水体标准,1个样点为Ⅱ类水体。其原因是污水泡附近没有工业区,排出的污水属生活污水,污染并非重金属和毒性元素造成。     

污染环境重金属酶抑制法快速检测技术研究进展

综述了酶抑制法快速检测环境重金属的原理和方法,介绍了脲酶抑制法及其与之相结合的酶传感器、试剂条、量热计、比色法等痕量重金属快速检测新技术,提出了今后的研究方向.     

东营市挑河和神仙沟的河水重金属污染评价

为评价东营市挑河、神仙沟河水中重金属的时空分布、产生生物毒性的可能性及其综合污染水平,在夏季和秋季分别采集6个河水样品,监测7种重金属质量浓度。与国内外其他河流相比,研究区域河水中重金属(除Cd、Pb外)质量浓度均处于中等水平。大多数重金属在夏季质量浓度较高,且具有明显的空间分布。根据美国环保署制订的国家推荐性水质基准,各站位的Zn在两个季节均可能造成水生生物急性中毒;而大多数站位的Cu可能产生急性中毒(夏季)或慢性毒害(秋季)。改进型内梅罗指数计算结果表明,夏秋两季所有站位(除秋季1个站位外)的重金属综合污染水平达到严重等级,Hg对综合污染的贡献最大。Cu-Hg、Cu-Pb(挑河)及Cu-Pb-Cd(神仙沟)之间的显著正相关性与河流两侧分布的铜业、化工、电子、机械制造等企业的废水排放有关;河水Zn与上述元素大多呈显著负相关,其可能来源于沿河两侧路尘(含Zn)在河水中的沉降。