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.     

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。     

氮在河北平原包气带中的迁移转化机制

为揭示氮在土壤包气带中的迁移转化规律并确定其数学模型,通过室内土柱淋滤试验研究了碳酸氢铵及尿素2种氮肥在土壤中的迁移转化过程,并测定了不同时间土壤中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氨的质量浓度变化,总结了“3氮”在包气带中的迁移转化规律.结果表明,施氮周期内褐土土柱淋滤液中,氨氮最高质量浓度为13.33mg/L,硝酸盐氮为15.25 mg/L(H-N-1土柱),土壤中氨氮吸附作用大于硝酸盐氮.建立了氨在土壤中的迁移转化模型并确定了模型参数,可以用所建模型对氮在河北平原包气带中的迁移过程进行定量预测.     

不同粒径尾矿中重金属水平迁移转化规律

针对桂北铅锌尾矿中重金属在水平方向上的释放、迁移和转化问题,利用尾矿为研究对象,通过降雨模拟装置进行径流冲刷试验,分析冲刷过程中尾矿重金属浓度和形态的变化。结果表明,在径流冲刷过程中,尾矿中重金属浓度整体呈下降趋势,深度对尾矿中重金属浓度变化的影响不明显,同一深度的尾矿,粒径与其重金属释放量呈负相关关系,粒径小于75μm时重金属Zn减少率高达24%。径流作用下,尾矿的粒径大小与迁移能力成反比。径流冲刷前后,尾矿中重金属含量下降,Cd,Zn和Pb的含量在弱酸提取态下分别减少2.4%,1.6%和0.3%。随降雨时间延长,液相可溶态重金属浓度未发生显著变化,固相颗粒态重金属浓度持续降低,液相颗粒态重金属含量减少最明显。     

沉积磷在不同pH水平下的释放与转化规律

为了探讨沉积磷在不同pH条件下的转化及释放行为,有效控制内源磷向水体释放,一定程度上缓解因内源污染导致的水体富营养化问题,采用室内模拟的方法,考察了pH值对沉积物中不同形态磷元素释放与转化的影响.实验研究了在不同pH水平下,沉积物中内源磷的相互转化及向水体释放的总磷(TP)、总溶解磷(TSP)、溶解反应磷(SRP)、总反应磷(TRP)、溶解水解磷(SHP)等5种形态磷的含量.结果表明,受试沉积物样品TP含量为760 mg/kg,属于中等富营养化水平; pH值是影响内源磷释放的重要因素,pH在5～9之间,沉积物中5种形态磷的释放水平较低; 酸性范围内,pH=3的极端酸性条件下,沉积磷释放量最大,在连续38 d的释放时间内,TP最大释放量可达1.47 mg/kg; 在pH=11的极端碱性条件下,能大幅提高沉积磷的释放量,其中TP释放量最高达14.27 mg/kg; 对于同一pH值,除SHP外 ,其余4种形态磷的释放量随时间的变化趋势大体一致,不同pH值对沉积磷形态含量之间的转化影响不明显; SHP受沉积物吸附表面积动态变化影响较明显.     

混凝沉淀法处理锑离子的影响因素及动力学研究

研究了聚合硫酸铁(PFS)对含锑(Sb)废水的处理效果,探讨了pH值、初始质量浓度、沉淀时间、石灰乳投加量及温度对PFS处理含锑废水的影响。结果表明,pH值对锑离子的去除有重要影响,碱性条件有利于锑离子的去除,当pH=9时,去除率达到96.81%。在PFS和石灰乳投加量一定的情况下,去除率随着初始质量浓度的升高而下降。沉淀时间对锑离子的去除有一定影响,随着时间的延长,去除率增大,当沉淀时间为90min时,水中锑离子基本沉降完全。石灰由于质优价廉,常被用来调节废水pH值,但大量石灰加入水中会引起沉渣过多,使得二次处理困难,因此选择用NaOH和HCl调节废水pH值,并定量投加石灰的方法处理废水。对初始质量浓度为5.0 mg/L的含锑废水,PFS和石灰乳投加量均为500.0 mg/L时去除率可达98.0%。温度对PFS处理含锑废水的效果影响不大,随着废水初始质量浓度的升高,温度的影响逐渐显著,温度升高导致去除率增大。PFS去除锑离子的过程符合二级线性动力学方程。     

北江沉积物中As和Tl污染历史演变规律研究

为重建北江沉积物中As和Tl污染的历史演变过程,揭示人类活动对北江水体环境质量的影响,采集北江干流7个代表性的沉积柱,分析沉积物理化性质(如pH值、有机质、粒径等)、As和Tl质量比以及过剩²¹⁰Pb(²¹⁰Pb_ex)活性。北江沉积物中As和Tl质量比平均值分别为109.6 mg/kg和1.7 mg/kg,是广东省土壤背景值的12.3倍和2.43倍。富集系数(E_f)和地积累指数(I_geo)评价结果表明：参照广东省土壤元素背景值,沉积物中As质量比处于显著或强烈富集水平,污染程度达到中-强度水平;Tl处于轻度富集和污染水平。代表性沉积柱沉积年代和沉积速率计算结果显示：1998年前,年平均沉积速率约为0.35 cm/a;而1998年飞来峡水库建成后,年平均沉积速率增加到1.1 cm/a。沉积柱(S6)中As和Tl过剩金属通量经历了5个阶段的变化：受区域矿山开采活动影响,As和Tl过剩金属通量在1954—1988年增长缓慢,1990—1998年快速增加,1999—2002年出现下降,...     

奎屯河表层不同粒径沉积物中重金属空间分布及污染评价

在对新疆奎屯河表层沉积物粒径组成分析的基础上,采用原子吸收光谱仪测试了不同粒径沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 7种重金属的质量比,研究了奎屯河表层沉积物不同粒径中各种重金属的空间分布特征,并运用单因子污染指数法与内梅罗综合污染指数法评价了各采样点重金属的污染状况。结果表明,奎屯河表层沉积物粒径主要分布在250μm的范围内,其中粉砂所占比例最大,平均质量分数达到63.66%;黏土次之,平均占16.77%。从上游到下游地区,各重金属污染物没有形成一定规律的分布特征。单因子污染指数评价表明除了Co,各采样点不同粒径沉积物中6种重金属存在着不同等级的污染,在粒径4μm、4~63μm、63~125μm、125~250μm的沉积物中,各重金属污染样品所占比例由大到小为Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn,Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn,Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni,Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni。内梅罗综合污染评价表明,各采样点均受到不同程度的重金属污染。     

形态分析中铬的价态变化及其有效态预测

为了判定连续浸提法的准确度和重金属污染评价的可信性,选择铬元素为目标重金属,以Tessier连续浸提法中的第三步和第四步使用的浸提剂盐酸羟胺(NH_2OH·HCl)和双氧水(H_2O_2)分别作为还原剂和氧化剂,研究铬的形态分析中三价铬(Cr3+)和六价铬(Cr~(6+))相互转化的可能性与可进行程度。此外,以铬渣为原料,考察pH值、温度和振荡时间对铬渣中铬有效态浸出量的影响。结果表明,NH_2OH·HCl在pH值为2~6时均可将Cr~(6+)还原为Cr3+,还原度达90%以上,由此会低估Cr~(6+)的潜在危害。pH值小于7时,Cr3+仅作为催化剂加快H_2O_2的分解,Cr3+含量几乎不变。将pH值、温度和振荡时间对铬离子的浸出影响关联为单因素和双因素数学模型,可预测不同条件下铬渣中Cr~(6+)和总铬(TCr)的浸出量。     

碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣的影响研究进展

生物质热化学转化利用过程会产生大量的生物质灰,其钾、钠等碱金属元素的含量高,导致其熔融温度低,在高温下极易熔融或挥发,进而对锅炉、管道或设备受热面造成沾污结渣、腐蚀等危害。为系统了解碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣影响的研究并预测其发展趋势,首先,归纳生物质热化学转化过程中由碱金属迁移转化引发的安全问题及危害;其次,回顾和总结近年来国内外生物质灰沾污结渣机理方面的研究进展,主要包括不同热化学转化来源生物质灰沾污结渣演变规律和碱金属迁移转化特性研究等;最后,预测生物质灰沾污结渣防治研究的发展趋势。研究结果显示：生物质热化学转化过程中碱金属的赋存形式和演化特征是影响灰熔融和沾污结渣特性的重要因素,不同热化学转化来源生物质灰的熔融和烧结规律是灰沾污结渣防治研究的关键。以往针对碱金属迁移转化特性的研究,大多只考虑生物质自身的燃料性质、矿物组成等,对不同热化学转化过程中碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣和熔融烧结的影响以及不同形式碱金属成分的影响研究仍不够深入和系统,尚未形成完善的理论体系,这将成为以后的重点研究方向。     

东平湖底泥重金属形态分析及污染现状评价

采集了东平湖13个主要监测点的底泥,测定、分析了东平湖底泥中的部分重金属质量比及形态分布,并对底泥重金属污染现状进行评价.结果显示,底泥中4种重金属Zn、Cu、Pb、Cd的质量比分别为84.55～161.82 mg/kg、12.77～30.68 mg/kg、30.64～69.26mg/kg、3.51～16.98mg/kg.运用潜在生态危害评价对底泥中重金属的质量比进行评价,结果表明,Cd污染最严重,13个采样点的潜在生态危害系数均高于320,属于极强生态危害;Cu、Zn、Pb的潜在生态危害系数均低于40,属于轻微生态危害.4种金属污染由大到小的顺序为Cd、Pb、Cu、Zn.东平湖底泥中Cu、Zn、Pb的形态以残渣态为主,因而重金属在底泥中的稳定性高,Cd酸溶态含量较高,容易释放到水体,造成二次污染.     

不同扰动方式对底泥/水系统中生物有效磷的影响

为了解底泥扰动对水体磷迁移转化的影响,通过模拟试验研究了底泥不同扰动方式(间歇扰动、持续扰动)下上覆水中生物有效磷(BAP)及其组成的变化规律.结果表明,间歇扰动作用下,在24～216h和216～624 h之间,BAP分别稳定在0.09mg·L-1和0.052 mg·L-1.显著低于初始状态(0.679 mg·L-1);持续扰动作用下,BAP在第6 h达到最大值(2.437mg·L-1),随后下降,24h后稳定在0.759mg·L-1.但其组成以颗粒态生物有效磷(BAPP)为主(超过93%).间歇扰动作用下,溶解性总磷(TDP)占BAP的百分比下降了约10%,而无扰动试验中,该值有所增加.说明扰动促进了TDP向BAPP的转化,降低了水体富营养化的直接风险.     

不同质地土壤对核素Sr-90阻滞及迁移的影响

为了给放射性废物填埋场选址、设计、建造和安全评估提供科学支撑,选择3种代表性质地的土壤(砂土、粉质壤土、黏土),采用室内动态土柱法,通过3个土柱体剖面Sr-90的浓度分布曲线和浓度峰迁移距离,研究Sr-90在不同质地土壤介质中的吸附特性和迁移规律。砂土、粉质壤土、黏土的喷淋量分别为60 m L/d、52 m L/d、60 m L/d,试验时间分别为102 d、390 d、390 d。试验结束后Sr-90浓度峰在砂土、粉质壤土、黏土中垂直向下迁移了46.2 cm、3.0 cm、1.2 cm。Sr-90在砂土柱剖面的浓度分布曲线存在明显的不对称性和拖尾,即Sr-90从源层上洗脱下来后,受到砂土介质的吸附作用,待浓度峰值通过后,更多的Sr-90从之前的砂土介质中解吸出来,使得很长时间段内土柱体中保持相对较高的浓度,该现象在粉质壤土和黏土不明显。应用HYDRUS-1D软件建立平衡吸附、非平衡吸附两种模式下的核素迁移数值模型,发现砂土柱中两种模式的计算结果差别较大,粉质壤土、黏土柱两种模式的计算结果却逐渐接近,非平衡吸附模式考虑一级速率系数β能更好地描述浓度分布曲线的"拖尾"。Sr-90在砂土、粉质壤土、黏土中的一级速率系数β分别为0.56 d-1、13.2 d-1、42.0 d-1,随β增大,吸附、解吸速率加快,越容易达到平衡。     

海水中CO的光致生成和生物氧化的研究进展

综述了海水中CO的光致生成和生物氧化的研究进展.介绍了海水中的有色溶解有机物(CDOM)的成分、光学性质、光化学性质、海水中CO光致生成的产量和影响因素、海水中CO生物氧化的机理、影响因素及其动力学反应的一级速率常数KCO.指出了当前研究的问题点所在,进而对未来的研究提出了展望.     

水环境中微塑料的生态效应及去除研究进展

以微塑料对水环境的影响为切入点,综述了其在水环境中的迁移和转化途径,分析了其对水生生态系统的危害,并探讨了现行的水体微塑料去除技术及应用,为微塑料污染的防治提供一些建议和指导。     

三种酚类内分泌干扰物在珠江口不同水体中质量浓度分布的研究

应用固相微萃取衍生化与气相色谱质谱联用技术,对珠江口地区不同水体中3种酚类内分泌干扰物(pEDCs):辛基酚(OP)、壬基酚(NP)和双酚A(BPA)的质量浓度分布进行了调查.结果表明,淡水水体中3种pEDCs质量浓度为:饮用水水源最低,水产养殖鱼塘次之,其后依次是珠江河段(广州和中山河段)和污水处理厂,而垃圾渗沥液处理厂的质量浓度最高.垃圾渗沥液中OP、NP和BPA的质量浓度分别为1.58～4.35 μg·L-1、79.0～276 μg·L-1和862～18 891 μg·L-1.咸淡水水体中,深圳福田自然保护区NP质量浓度高于香港米埔自然保护区,平均值分别为0.88 μg·L-1和0.39 μg·L-1.两个保护区内BPA的质量浓度明显高于OP和NP的质量浓度.海洋水体中pEDCs质量浓度与部分淡水和咸淡水相当,其中东莞近海水域中NP的质量浓度比中山和深圳近海水域偏高(分别为0.76～1.12 μg·L-1和0.26～0.73 μg·L-1).垃圾渗沥液中pEDCs的污染严重,可能是周围环境水体受pEDCs污染的主要来源之一,直接排放到周围水体,对生物具有潜在的生态风险.     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。     

长三角和珠三角土壤中汞的化学形态、转化和吸附特性

为了解长江三角洲和珠江三角洲农业土壤中汞的积累可能产生的环境影响,选择10个代表性农业土壤样品,研究了土壤中汞的化学形态、积累过程中形态的转化及吸附-解吸行为.研究表明,当无外源汞加入时,长江三角洲和珠江三角洲农业土壤中,汞主要以稳定的残余态形式存在.但随着汞加入量的增加,土壤中可交换态汞显著增加,增加程度与土壤性质有关.土壤pH是影响土壤汞有效性最重要的因素,其对土壤汞的吸附、解吸、形态转化和存在形态均有很大影响.土壤酸化可促进土壤汞的释放,加剧对环境的危害,防治土壤酸化也可有效降低土壤中汞对环境的危害.     

攀枝花地区土壤及矿物中3种重金属形态及健康风险

采集了攀枝花地区未污染农田土、污染农田土、钒钛磁铁矿尾矿和钒钛磁铁矿矿石,分析其Cr、Ni和Zn的全量、水溶态质量比及其形态,并用体外仿生消化的方法对Ni、Cr的生物可给性进行测定。结果表明:污染农田土壤中的Ni和Cr分别超标4.12和4.46倍;各金属在4种样品中都以残渣态为主导,非专性吸附和专性吸附态质量比较低,无定形铁铝水化氧化物结合态和结晶铁铝水化氧化物结合态质量比变化范围较大。应用美国环保局的重金属对人体健康风险评价的方法对4种样品中Cr的致癌性进行评价。结果表明,钒钛磁铁矿尾矿对儿童存在致癌风险,应避免该尾矿对儿童的暴露。对Cr和Ni的非致癌健康风险进行评价,4种样品对儿童和成人的风险均在可接受范围内,但是对儿童的潜在风险不容忽视。