老冲积黄壤各粒径组分对镉与硒竞争吸附特性的研究

为了研究区域土壤中硒的环境改良及镉-硒复合污染的治理效果,采用批量吸附法进行了黄壤原土和去除土壤组分(有机质、游离氧化铁)原土的各粒径微团聚体,以及Cd2+-SeO_3~(2-)共存下黄壤原土及去除组分(有机质、游离氧化铁)原土吸附SeO_3~(2-)的热力学试验。结果表明:1)黄壤原土及各粒径的微团聚与黄壤去除各组分(有机质、游离氧化铁)原土及各粒径微团聚体的SeO_3~(2-)吸附量具有相同的分布趋势,吸附量从大到小依次为0.002 mm、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm,土壤在去除有机质、游离氧化铁后吸附量减小,吸附量从大到小依次为原土、去除有机质土、去游离氧化铁土,其结果用Langmuir方程拟合最好;2)镉的存在明显抑制了原土对SeO_3~(2-)的吸附,在不同添加顺序下SeO_3~(2-)吸附量从大到小为共同加入、先镉后硒,土壤组分对不同添加顺序下SeO_3~(2-)的吸附没有明显影响,在SeO_3~(2-)初始质量浓度为200μg/L时,随Cd2+质量浓度增加,SeO_3~(2-)吸附量先下降,后略有上升,Freundlich方程对以上结果拟合效果较好;3)土壤吸附SeO_3~(2-)反应是自发放热反应,SeO_3~(2-)在Cd2+的影响下从溶液聚集到土壤表面过程中生成的分子种类和数量减少,Cd2+通过影响土壤表面性质进而影响SeO_3~(2-)的吸附,且土壤游离氧化铁比有机质对SeO_3~(2-)有更强的亲和力。     

酒糟-粉煤灰协同赤泥的改良试验研究

将酸性酒糟废渣和粉煤灰作为脱碱和改良材料对赤泥进行协同改良，通过比较赤泥基质的物理性状、营养物质质量比及重金属存在形态，并结合盆栽试验为赤泥堆场的生态修复提供依据。结果显示：酒糟能够降低赤泥碱度，促进赤泥基质团聚体的形成，改善基质的物理结构，提高基质营养物质质量比，有效固定基质重金属并降低重金属在植物体内的积累；粉煤灰可有效增加赤泥基质孔隙度，促进基质团聚体形成；两者联合添加时赤泥土壤化效果更为显著，基质各项理化指标较单独施用改善更为明显，添加质量分数为20%粉煤灰和质量分数为20%酒糟的基质碱蓬草发芽率达93.33%。通过测定基质浸出液代表性重金属的质量比，采用内梅罗综合污染指数法评估利用酒糟与粉煤灰改良赤泥的方案污染程度为清洁级水平。     

纳米羟基磷灰石对小麦植物酶及土壤酶活性的影响研究

采用土培方式研究纳米羟基磷灰石(NHAP)在不同质量分数下,小麦幼苗植株中3种植物酶及3种土壤酶活性的变化,并探讨添加不同质量分数NHAP对植物及土壤的影响.研究结果表明,添加NHAP后在初期(第7 d)能显著(p＜0.05)提高土壤pH值,但随着培养时间的推移,在第21 d时,对照处理(CK)与添加不同质量分数NHAP的处理1(T1)、处理2(T2)、处理3(T3)各处理间差异不显著(p＞0.05).添加NHAP可提高植物超氧化物歧化酶(SOD)活性,处理21 d后,与CK相比,除T1处理外,T2、T3处理SOD酶活性均显著提高.添加NHAP降低可过氧化物酶(POD)活性,在21 d处理时,T3处理POD酶活性显著降低,而T1、T2处理不明显.与CK相比,添加NHAP对植物过氧化氢酶(CAT)酶活性影响不显著.添加NHAP能提高小麦根际土壤过氧化氢酶活性,在第21 d,T1、T2、T3处理的土壤中过氧化氢酶活性显著增强,比CK分别提高19.5％、29.0％、49.8％.小麦根际土壤脲酶活性随时间延长变化不同,前14 d随NHAP质量分数升高而增加,之后随NHAP质量分数升高变化不明显.施加NHAP对土壤碱性磷酸酶活性影响不明显.综合考虑NHAP对小麦植物酶活性及土壤酶活性的影响以及经济成本等因素,确定添加纳米羟基磷灰石的适宜质量分数为1％.     

生活污泥发酵产物对水基钻屑土壤化利用的影响

为了探讨污泥发酵物对水基钻屑人工土壤形成的作用机制,设计了水基钻屑与污泥发酵物质量比分别为10∶1、10∶2、10∶4、10∶6、10∶8和水基钻屑对照(CK) 6个试验处理,采用紫穗槐种植试验对水基钻屑人工土壤的理化性质和重金属风险特征进行了研究。结果表明,污泥发酵物显著降低了人工土壤的pH值、电导率(EC),降低幅度分别为6. 82%～11. 36%、58. 18%～61. 39%;污泥发酵物显著增加了人工土壤的碱解氮、有效磷和有机质质量比,且随污泥发酵物增加呈上升趋势;污泥发酵物降低了人工土壤中Hg、As、Cr、Zn、Ni质量比,但增加了Cd、Pb、Cu质量比。重金属生态风险评价结果显示,所有处理的重金属均处于低等生态风险水平(RI=13. 57～31. 13 150),其中Cd、Hg对人工土壤重金属综合生态风险指数贡献率较大,Cd是污泥改良水基钻屑实施土壤化利用的重点控制因子。紫穗槐对Zn、Cu、Hg、Cd具有明显富集作用,但当水基钻屑与发酵物的质量比达到10∶8时会抑制紫穗槐茎的生长。综合研究表明,污泥发酵物可使水基钻屑人工土壤的pH值、EC、养分及重金属含量满足CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》标准要求,建议污泥发酵物的适宜添加量为10%～20%。     

名山河流域水稻土组分对微团聚体吸附-解吸Hg2+的影响

以名山河流域水稻土为例,通过实验室模拟,采用等温吸附法和NaNO3、HCl溶液解吸法,研究了土壤组分(有机质、游离氧化铁)对原土及各粒径微团聚体吸附-解吸Hg2+的影响。结果表明:1)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量随平衡溶液质量浓度增大而增加,吸附量与阳离子交换量、有机质质量比、游离氧化铁质量比呈极显著正相关(R2=0.9746~0.9836);Langmuir方程拟合效果最佳,达到显著水平(R2=0.9988~0.9996);分布系数Kd值与Hg2+初始质量浓度呈负相关;2)去除土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量均有所减少,吸附减少量与有机质和游离氧化铁去除率呈显著正相关(R2=0.9960,R2=0.9468);3)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的解吸率随吸附量增加而增加,并且以专性吸附的解吸为主,其解吸率在50%左右;去除各土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的非专性吸附的解吸率增加,专性吸附的解吸率降低,土壤中Hg2+的流动性更大,对流域内地下水、土壤生物及作物的潜在威胁增大。     

成都平原大尺度下土壤质量空间变异研究

基于土壤质量调查的空间结构及分布规律研究对土地利用规划以及农业区划的制定等工作有重要意义.以成都平原为研究区,利用GIS的空间分析功能结合地统计学方法,以半方差函数、克里格插值为工具对成都平原土壤质量要素在不同尺度与不同方向的空间结构变化进行定量分析,揭示了在区域尺度下土壤质量的空间变异规律.结果表明,各土壤质量要素在结构变异方向、变程等参数上表现出明显差异,说明以成土过程为代表的结构因素以及以人为扰动为代表的随机因素对各质量要素产生了差异化影响,通过计算发现所有土壤要素在不同方向上均存在基台值或变程的差异,且多数指标不同方向空间自相关的距离要比各向同性距离大,表明土壤特性经角度分解后空间自相关性增强.pH值以及对数转换后的物理黏粒含量、速效磷、微团聚度、CEC等指标变异函数曲线符合球状模型,而有机质、容重以及对数转换后的全氮、碱解氮、速效钾、全钾等指标变异函数曲线符合指数模型.有机质、CEC空间分布的均一性较强,在小范围内的变异不显著,整体分布趋向均一;土壤物理性质与pH值分布的均一性较差,在小范围内的变异很强.pH值、有机质、物理黏粒、全钾、速效磷、速效钾在不同尺度上受不同的重要过程控制.在引起空间变异的影响因素方面,有机质、速效钾、全钾的空间变异主要是由随机性因素引起的,而物理黏粒含量、碱解氮、速效磷、全氮、pH值、容重、微团聚度的空间变异主要由结构性因素引起.     

压实度和含水率对铁尾矿抗剪强度影响的试验分析

以阜新同乃铁矿排放的铁尾矿为研究对象,经试验得出其级配不良,属于含砂低液限粉土.通过室内试验分析了不同含水率和压实度条件下铁尾矿的抗剪强度.结果表明,铁尾矿的抗剪强度与其含水率和压实度之间有很大的相关性.相同压实度条件下,黏聚力随含水率升高呈先增大后减小的规律,存在特征含水率,在特征含水率条件下黏聚力达到最大值.黏聚力与含水率可近似拟合为二次函数.土颗粒间的水膜联结和胶结作用对黏聚力的产生具有重要作用,黏聚力因含水率的不同而变化较大.试验得出含水率变化对铁尾矿内摩擦角的影响较小,这是因为砂土的内摩擦角与砂土的颗粒结构、大小及密实程度密切相关,而铁尾矿中的粗粒含量较高,含水率变化不会引起其颗粒结构、大小及密实程度的显著变化.在相同含水率条件下,铁尾矿的黏聚力和内摩擦角均随压实度增大而呈近似线性增大.不同含水率和压实度条件下,铁尾矿的黏聚力均不大,铁尾矿的抗剪强度主要依靠内摩擦角的贡献.考虑铁尾矿材料的抗剪强度因压实度和含水率不同而变化,可使尾矿库稳定性分析结果更符合实际情况.     

咸水淋洗对广东大万山岛土壤理化性质影响的研究

海水对海岛土壤理化性质的影响不容忽视,但目前对南方海岛土壤的盐胁迫效果研究仍不多见。为了研究海岛工程建设运行过程中海水盐分对土壤的胁迫作用所导致的土壤环境问题,选取广东大万山岛土壤,利用土柱淋溶和ICP-AES测定方法,以质量分数为0、1%、3%、5%、7%的Na Cl溶液作为淋溶的盐溶液,研究了咸水淋洗对土壤理化性质的影响。大万山岛土壤阳离子交换量为2. 68 cmol+/kg,有机质质量比为51. 71 g/kg,p H值为4. 99,电导率为49. 4μS/cm。结果表明,随淋洗液中盐质量分数增加,土壤淋出液的p H值逐渐降低,淋出的Ca、Mg累积量逐渐增加。当淋洗液盐质量分数从0逐渐升高至7%时,土壤淋出的Ca、Mg累积量分别从2. 63 mg/kg和1. 02 mg/kg上升到218. 82mg/kg和51. 29 mg/kg。在不同质量分数盐淋洗液淋洗后,土壤的阳离子交换容量发生显著变化。土壤的有机质质量比在不同质量分数盐淋洗液的淋洗下大大降低,当淋洗液的盐质量分数为7%时,土壤有机质质量比仅为9. 61 g/kg。由此可以判断,咸水淋洗对广东大万山岛土壤产生了负面影响。     

苯并[a]芘超标污泥处理案例分析

苯并[a]芘超标污泥对生态环境和人体健康存在严重的危害,需进行无害化处理,但目前缺乏合适的处理工艺。以国内油气田污泥处理为例,针对该污泥含水率高、有机质含量低等特点,对苯并[a]芘去除方法、污泥干化及高温处理工艺装备进行系统分析,提出采用低温干化-高温热解处理工艺路线,可较经济地实现苯并[a]芘超标污泥的无害化处理,同时也为多环芳烃类危险物质超标的污泥、土壤等处理提供了参考。     

水稻土壤组分去除有机质和游离氧化铁后对As5+吸附解吸特征的影响

采用平衡液吸附法、NaCl解吸剂解吸法研究了名山河流域水稻土原土及各粒径组分去除有机质和游离氧化铁后对砷(As~(5+))的吸附解吸特性,同时运用热力学和动力学方法,研究了去除有机质、游离氧化铁后的土壤微团聚体(0.25~2 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm、0.002 mm)对砷(As~(5+))的吸附解吸过程。结果表明:1)同时去除有机质和游离氧化铁后,水稻土原土及各粒径组分对砷(As~(5+))的吸附量有所减小,吸附量从大到小依次为(0.002 mm)、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm。砷(As~(5+))的动力学吸附量随时间延长而逐渐降低,60 min内反应迅速,在600min达到吸附动态平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳;2)等温吸附量随砷(As~(5+))的初始质量浓度增加逐渐增加,初始质量浓度0~100 mg/L时反应快速,在砷(As~(5+))初始质量浓度达到160 mg/L时吸附趋于饱和,等温吸附以Freundlich方程拟合最佳;3)易解吸量随时间和浓度的增加而增加,易解吸率顺序与吸附量顺序相反,易解吸率也随着有机质、游离氧化铁含量的减少而增加;4)去除土壤中的有机质、游离氧化铁后,砷的吸附减少量随时间和浓度增加而增加,吸附减少量与有机质、游离氧化铁去除量呈正比。     

人工土配比的土柱试验研究

为了减小天然土壤的堵塞程度,提高污水土地处理系统对污染物质的去除效率,向天然土壤--耕层土中加入粉煤灰、草炭、冲击砂和煤渣配制成人工土,研究不同质量配比下污染物质的去除率和污水的渗透系数.污染物质去除率、渗透系数的正交试验及最优质量配比试验结果表明,各因素的最优质量分数为粉煤灰8%、草炭10%、冲击砂10%、炉渣12%.在此条件下,污水的出水水质为NH+4-N 12.92 mg/L、TP 0.19 mg/L、CODCr 53.90 mg/L,其中NH+4-N和CODCr达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)一级标准的限值,TP达到二级标准的限值;污染物质去除率为NH+4-N 42.30%、TP 93.20%、CODCr 70.66%,渗透系数为1.41 mm/min.以人工土为填料的污水土地处理系统的渗透速率、抗堵塞性能及污水处理能力都得到了有效提高.     

城市区域土体铁的化学行为与土体强度变异关系研究

统计了南宁市地下水中Fe的变化情况,实验研究了Fe的物理化学行为与土体强度之间的联系,并进一步研究了铁对土体强度影响的双向性.结果显示,城市区域将由于Fe的溶蚀、置换作用等使土体强度降低;城市区域CO2分压增高将促进土体中铁的溶蚀而使土体强度进一步恶化.在含水量相对较高时,铁质胶结物被溶解、迁移,土体强度降低;而在含水量相对较低时,铁质胶结物不易被溶解,而更趋向于发生沉淀反应,使土体对铁的吸附作用加强,从而使土体的强度增加.     

对土壤环境监测质量控制问题的分析

土壤环境质量检测是土壤污染防治行动计划的先行任务,在整体土壤环境监测工作中,应该贯穿质量控制措施。本文结合样品采样、制样、实验室两方面质量控制进行深入分析,论述采取质量控制的措施,总结归纳土壤环境监测工作过程中质量控制措施。     

粪源金霉素暴露对土壤微生物毒性效应的田间试验研究

通过田间小区试验,研究了含金霉素残留的鸡粪施用于农田对农田土壤中微生物的毒性效应.选取蔬菜试验田,划分4个2m×2m试验小区,除对照组(不施用任何肥料)外,其他3块分别施用不含金霉素的鸡粪和含46.4 mg/kg、97.6 mg/kg金霉素的鸡粪.在试验期内,分别在不同时间采集土壤样品,测定土壤中微生物数量(细菌、真菌和放线菌)、土壤的呼吸强度、土壤中金霉素抗性细菌数量及土壤中微生物多样性变化等指标.结果表明,两个质量比的粪源金霉素(46.4 mg/kg和97.6 mg/kg)暴露分别降低了土壤中细菌数量24.1％和27.2％,降低了放线菌12.1％和22.9％,减少了真菌数量1.92％和2.52％,并且影响了土壤微生物多样性,同时增加了土壤中金霉素抗性细菌数量及其比率.同时发现,粪源金霉素的暴露随时间延长对土壤微生物的毒性影响有减缓趋势.这可能与随时间延长金霉素被降解或土壤微生物对金霉素产生了适应有关.     

黑麦草对TCP污染土壤的修复研究

通过生物盆栽试验研究了黑麦草(Lolium multiflorun L)对2,4,6-三氯酚(TCP)污染土壤的修复作用及其对污染土壤中微生物生物量碳、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,培养75 d后土壤中TCP的可提取态质量比随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态TCP质量比的下降.在TCP质量比为1mg·kg-1、10 mg·kg-1、100 mg·kg-1的处理中,种植黑麦草的去除率分别为92.5%、78.2%、55.6%,无植物处理的去除率分别为56.3%、49.2%、37.5%.黑麦草在TCP各质量比处理的污染土壤中能够存活,状态良好.种植植物士壤中的微生物生物量碳以及多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性都存在增加的趋势,明显高于对照土壤(p＜0.05),提高了土壤植物和微生物对污染物的降解能力.同时,高质量比处理对酶的活性也有一定的抑制作用.由于土壤自身具有修复TCP污染的自然本能,种植黑麦草具有强化TCP污染土壤的修复作用,可以通过促进黑麦草生长,增加土壤酶的活性,增强土壤微生物活性,提高黑麦草修复TCP污染土壤的能力.     

石油污染土壤对黄豆生长的影响

通过盆栽实验,研究了不同石油烃质量比对黄豆幼苗叶绿素、丙二醛(MDA)含量和SOD活性的影响;通过田间实验,探讨了石油烃对黄豆生长性状、籽粒品质和土壤中微生物群落的影响.结果表明,石油烃质量比为3 000～5 000 mg·kg-1时,对黄豆幼苗叶绿素质量比、MDA含量和SOD活性无显著影响;质量比达到10 000 mg·kg-1时,叶绿素质量比和SOD活性分别降低10.8%和9.8%,MDA含量增加12.4%.田间实验发现,10 000 mg·kg-1处理对黄豆中粗蛋白质、粗脂肪质量分数和出苗率无显著影响,但对黄豆多数生长性状影响显著,有明显毒害作用.土壤中石油烃质量比达到30 000～50 000 mg·kg-1 时,黄豆株高、单株荚数、肉荚比、百粒重、根重、单株产量、生物量、出苗率、粗蛋白质和粗脂肪质量分数显著下降;苯并[a]芘质量比达到5.32～5.59 μg·kg-1,高于国家食品标准所规定的限量(＜5 μg·kg-1);微生物数量,特别是嗜油菌数量显著增加.     

碱溶液对As污染土壤的化学萃取修复

通过实验室浸泡试验,研究了0～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对As污染土壤的化学萃取修复效果,同时分析了碱溶液萃取导致的土壤pH值变化以及土壤组分Ca、Mg、Fe、Al、Si的溶出情况.结果表明,NH3·H2O溶液仅能去除很少的土壤As,KOH溶液对土壤As的去除效果则较好.5～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对土壤As的去除率分别为1.47%～4.44%和2.32%～23.33%.碱溶液能有效去除土壤As是由于OH-的作用.NH3·H2O和KOH溶液萃取导致土壤pH值增加,以及土壤中Fe、Al和Si不同程度地溶出,而KOH溶液导致土壤pH值增加和Al、Si溶出的作用明显大于NH3·H2O溶液.研究表明,采用KOH溶液萃取能有效修复As污染土壤,但应密切关注KOH溶液对土壤的负面影响.     

海州露天煤矿排土场土壤现状评价

通过对海州露天煤矿排土场土壤进行调查取样,测试分析了海州露天煤矿排土场土壤中的重金属含量和营养元素含量,用单因子评价和模糊数学方法对5种重金属(铜、铅、镉、锰、锌)测试结果进行评价,认为海州露天煤矿排土场土壤中的主要污染重金属为铜、铅和镉,而锰和锌对土壤污染没有造成重大影响.对露天矿排土场重金属的分布规律进行了分析,综合评价了海州露天矿排土场的土壤环境状况.对氮、磷、钾及有机物质等的测试分析表明,海州露天煤矿排土场缺乏的营养元素主要为氮,在排土场土地复垦时应注意施加氮肥以提高肥效.     

超声波强化电动法修复铜污染土壤的室内研究

采用超声波强化电动法对铜污染土壤进行室内修复研究,探讨了超声波强化电动法修复铜污染土壤的可行性,并对其影响机理进行初步探讨.结果表明,超声波可以强化铜污染土壤的电动修复效果,提高Cu2+的迁移和富集效率.在试验开始后连续施加频率为50 kHz的超声波3 h时,随着超声波声强的增大,修复效果增强.当声强(以超声波电压表示)达到150 V时,阴极附近的Cu2+富集质量比 C/C0 比未施加超声波时提高了43%.土壤含水量对试验结果的影响较大,在超声波作用下,含水量为14%时,土壤的修复效果较好;含水量增加到16%时,修复效果无明显提高.增加超声波辐照时间也可以提高土壤修复效果,但当辐照时间超过5 h后,土壤修复效果无明显增加.研究表明,施加超声波可以强化电动法修复铜污染土壤的效果.