ZVI/EDDS/Air体系降解水中2,4-二氯酚的研究

建立零价铁(ZVI)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和曝气三者组成的类Fenton(ZVI/EDDS/Air)处理体系,考察了初始EDDS浓度、铁粉投加量、曝气速率、2,4-二氯酚(2,4-DCP)浓度、初始pH以及反应温度等对水溶液中2,4-DCP降解的影响.结果表明,该体系能有效降解2,4-DCP,并且其降解规律符合准一级动力学方程.在2,4-DCP质量浓度100 mg·L-1、EDDS浓度0.80 mmol.L-1、铁粉投加量20 g·L-1、曝气速率为2 L.(min.L)-1的最佳实验条件下室温反应1 h,2,4-DCP的降解率达到99%.ZVI/EDDS/Air体系对氯酚的降解较ZVI/EDTA/Air体系具有环境友好、反应条件温和,而且对2,4-DCP的降解效果好等优点.     

纳米零价铁铜双金属体系对土壤中四氯双酚A的降解

纳米零价铁及其双金属材料因比表面积大、反应活性高,已被大量应用于地下水中卤代有机污染物、无机盐和重金属的处理,而将纳米零价铁铜双金属(Cu/n ZVI)应用于四氯双酚A(TCBPA)污染土壤的修复却鲜见报道.本文以Cu/nZVI为反应材料,探究了TCBPA起始浓度,Cu/n ZVI投加量、p H、温度等因素对土壤中TCBPA降解率的影响.批实验结果表明:反应温度为25℃,经过360 min的反应后,0.30 g的Cu/n ZVI对土壤中0.8 mg·g~(-1)TCBPA的降解率可达85%以上.Cu/n ZVI对土壤中TCBPA的降解率随TCBPA初始浓度的增加而降低,随Cu/n ZVI投加量的增加而升高,随土壤初始p H的增加而降低,Cu/n ZVI对TCBPA的降解在常温条件下即可有效的进行.Cu/nZVI对TCBPA的降解遵循准一级反应动力学模型.GC-MS结果表明,Cu/n ZVI降解TCBPA是一个逐步还原脱氯的过程.     

硼氢化钾还原体系去除水体中砷的试验研究

基于砷的赋存形态特征,提出利用强还原剂硼氢化钾(KBH_4)将水体中的砷直接转化为砷化氢气体来修复水体砷污染的方法。为探究这一过程的影响因素及其作用机制,通过试验讨论了曝气与否、曝气时间、KBH_4浓度、溶液pH值等因素对KBH_4还原去除水体中砷的影响。试验结果表明:KBH_4还原体系能有效地将水体中的砷还原为砷化氢气体,实现水体砷污染的去除;结合曝气可以更高效地去除水体中的砷,且砷的去除率随曝气时间的延长而增加;增加KBH_4的浓度也可以有效地提高砷的去除率,在含砷溶液浓度为10 mg/L、KBH_4溶液浓度为0.5 mol/L、曝气时间为60 min时,砷的去除率高达95.16%;溶液pH值也是影响KBH_4还原砷的重要因素,酸性条件下溶液中的砷主要以砷化氢气体的形式去除,且溶液的酸性越强,砷的去除率越高,而碱性条件下溶液中的砷则主要通过生成砷单质的形式去除。研究结果证实,KBH_4还原体系能高效、快速地去除水体中的砷,可作为传统氧化-吸附法除砷的补充,可用于突发性水体砷污染的快速修复。     

土壤水分对稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性影响

采用室内模拟方法,在35%、65%和110%最大饱和持水量（WHC）条件下,系统地分析了稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性变化规律.结果表明：砷污染稻田土壤后有效砷含量随砷污染浓度增加而增大,随培养时间延长逐渐降低,15d后趋于稳定;淹水降低了土壤有效砷含量及碱性磷酸酶活性;采用U=A/（1+B×C）模型较好拟合了不同水分下土壤碱性磷酸酶活性（U）与砷浓度（C）关系,表明碱性磷酸酶活性在一定程度上可表征不同水分下稻田土壤砷污染程度;计算得到稻田土壤砷轻度污染临界浓度（ED₁₀）为总砷67mg/kg和有效砷11mg/kg.研究表明适当调控土壤水分含量是控制稻田土壤砷毒性的有效方法之一.     

CMC-nZVI对高硫矿山土壤中铜的固定效果及机理

纳米零价铁(Nanoscale zero-valent iron,n ZVI)因具有较大比表面积和较强还原能力,常被用于原位修复变价重金属污染土壤,而对其应用于高硫富铜矿山土壤的修复及机理研究却鲜见报道.本研究以羧甲基纤维素-纳米零价铁(CMC-n ZVI)为供试材料,以广东省大宝山矿区高硫富铜土壤为供试土壤,按水土比1 g∶5 m L将CMC-n ZVI与矿山土壤混合均匀,通过毒性淋溶提取、重金属形态和酸可挥发性硫化物提取等实验,探究了CMC-n ZVI对矿山土壤中Cu的固定效果及机制.结果表明:(1)CMC-n ZVI对高硫土壤中的Cu具有极好的固定效果,毒性淋溶提取实验结果表明,n ZVI处理土壤中Cu的浸出浓度低于15 mg·kg-1,达到安全标准;(2)n ZVI可促进厌氧微生物的活性,促进土壤中大量硫酸盐被还原,因此Cu可能被Fe S、Fe S2吸附或直接生成硫化物沉淀,最终固定于土壤中;(3)新生成的无定形或微晶型次级铁矿物易通过吸附或共沉淀将游离的Cu(II)固定.     

土壤特征对Cr(Ⅵ)修复的动态土柱研究

通过静态批试验与动态土柱试验,研究了壤质砂土、壤土、壤质黏土、黏土的特性对Cr(Ⅵ)修复的影响规律。该试验针对污染土壤的多样性,研究了不同土壤种类对试验的影响。试管批试验证明,当土壤pH值为6时,CMC-nZVI修复土壤的效果最好,Cr(Ⅵ)的去除率达97.9%。通过动态土柱试验证明,CMC-nZVI在土柱中的穿透能力很强,在土壤中的穿透能力的顺序为壤质砂土壤土壤质黏土黏土,在壤质砂土中的穿透率达89%,在黏土中穿透率为45%。在壤质砂土土柱中,当CMC-nZVI浓度为0.12 g/L,用量为6 BV时,Cr(Ⅵ)的最大去除率和还原量分别为98%和181.4 mg/g,而在黏土中其去除率和还原量为65%和108 mg/g。壤质砂土经过修复后Cr的TCLP溶出浓度减小了92%。研究表明CMC-nZVI作为Cr(Ⅵ)污染土壤原位修复的分散还原体系是适宜的。     

纳米零价铁铜双金属对铬污染土壤中Cr(Ⅵ)的还原动力学

采用液相还原法制备纳米零价铁铜双金属(n ZVI/Cu),通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其进行形貌观测和表征分析,用制备的n ZVI/Cu修复Cr(Ⅵ)污染的土壤,研究了不同反应条件对修复效果的影响,探讨了还原动力学规律.结果表明,n ZVI/Cu对土壤中的Cr(Ⅵ)有很好的降解效果,反应初始p H为7,温度为30℃时,加入2 g·L~(-1)的n ZVI/Cu材料,在10 min内Cr(Ⅵ)含量为88 mg·kg~(-1)的污染土壤中的Cr(Ⅵ)去除率可以达到99%以上.改变n ZVI/Cu加入量、p H值、反应温度以及添加腐殖酸都会对Cr(Ⅵ)的去除效果产生影响.改变p H值和反应温度对去除土壤中Cr(Ⅵ)的影响都比较明显,p H值越小,反应温度越高Cr(Ⅵ)的去除效果越好,添加腐殖酸对去除土壤中的Cr(Ⅵ)有一定的影响.n ZVI/Cu降解Cr(Ⅵ)的过程符合伪一级还原动力学模型,还原速率与反应温度的关系符合阿仑尼乌斯(Arrhenius)定律,反应活化能Ea为104.26 k J·mol~(-1).     

高浓度含砷污泥的药剂稳定化和水泥固化研究

以某铜冶炼厂高浓度含砷污泥为研究对象,分别开展了药剂稳定化和水泥固化小试研究,并对比分析了不同剂量的两种稳定化药剂和矿渣硅酸盐水泥（PSA）单独投加后污泥中砷的浸出毒性。研究发现：该铜冶炼厂污泥中砷含量极高,达到危废级别。对含砷污染土壤具有较好稳定化效果的两种药剂对高浓度含砷污泥的处理效果并不理想,在高剂量投加（15％）条件下仍不能使污泥中砷的浸出浓度低于5mg／L的危废鉴别标准值。相比而言,传统的水泥固化处置方式能有效降低污泥中砷的浸出浓度,使其低于5mg／L,但该处置方式污泥增容显著,会增加后续相关处理费用和难度。本研究对开展含重金属污泥和污染土壤的固化／稳定化修复提供了有重要价值的参考和借鉴。     

超声波与Triton X-100联合修复芘污染土壤的研究

该文研究了超声波联合非离子表面活性剂Triton X-100修复芘污染土壤的效果及不同因素对修复效果的影响。结果表明:增加处理次数有助于提升土壤中芘的去除率,3次处理总去除率较1次处理提高了30%。Triton X-100浓度的增加,可提高污染土壤中芘的去除率,且Triton X-100浓度为10.0 g/L时较2.0 g/L时去除率提高了18.90%。水土比为12∶1时,芘去除率达到峰值,水土比过高或过低芘去除率都会降低。随着超声时间的增加去除率呈现先升高后降低的趋势,超声时间为20 min时,对土壤中浓度为0.4 g/kg的芘去除率达到最高的75.30%。相同条件下对低浓度芘污染土壤的处理效果好于高浓度污染土壤,芘浓度为0.1 g/kg的土壤去除率比1.0 g/kg的土壤上升了46.70%。该研究结果表明超声波和表面活性剂联合处理技术具有一定的应用于土壤修复的价值和潜力。     

某电子废弃物拆卸区土壤、水和农作物中砷含量状况研究

为研究电子废弃物拆卸、废旧金属冶炼等是否对周围环境造成砷积累和污染,选取浙江省台州路桥区为调查对象,通过测定在该区采集的水、沉积物、土壤以及稻米和蔬菜中的砷,以了解该地区环境中砷的含量特征和潜在风险,并对土壤-水稻系统砷的分布和吸收转运规律进行了初步分析.结果表明,地表水和地下水砷含量平均值分别为 8.26μg/L和18.52μg/L,部分地下水超过WHO推荐的饮用水标准(10μg/L),但没有超过我国相关环境标准Ⅲ级限值(50μg/L).沉积物砷含量平均值为9.62mg/kg.水田土壤和菜地砷含量平均值分别为7.11mg/kg和6.17mg/kg,均在一级标准范围内,该区农田土壤总体上未受砷的污染.糙米和蔬菜中的砷平均值分别为165.1μg/kg和144.2μg/kg,均未超过我国规定的食品卫生标准.土壤-米糠-糙米中砷含量之间相关性显著.冶炼源周围的土壤和米糠中砷含量较其他源高,可能已经对周围土壤-水稻砷积累产生影响.     

难降解多环芳烃污染土壤的机械力化学修复

利用机械力化学法修复多环芳烃污染土壤,以四环芳烃芘为代表污染物,研究了球磨时间和球磨转速对土壤中芘去除率的影响。当球磨时间为6 h,球磨速度为500 r/min时,土壤中芘去除率为93.78%。利用SiO₂作为模拟土壤,通过对球磨前后模拟土壤的GC-MS、红外光谱和拉曼光谱分析,探索芘的降解途径和机理。机械力化学修复过程中,芘的苯环被破坏,部分中间产物为环数较少的多环芳烃(PAHs)、碳链较短的烷烃,还有部分被碳化成石墨和不定形碳。利用机械力化学法对实际污染土壤进行修复,修复后土壤中芘和荧蒽浓度分别为21.45,35.68 mg/kg。机械力化学法修复多环芳烃污染土壤具有可行性和广泛的应用前景。     

基于水分变化的砷抑制土壤碱性磷酸酶动力学特征研究

为研究水分条件对砷抑制土壤碱性磷酸酶动力学特征的影响,本文采用室内模拟培养试验方法,以江苏水稻土为供试土壤,在35%、65%、110%最大持水量(WHC)下,利用酶动力学手段较为系统地分析了砷污染下水分对土壤碱性磷酸酶动力学参数及机理的影响.结果表明:碱性磷酸酶动力学参数Km随砷浓度增加而增大,Vmax(110%WHC)、Vmax/Km、k则相应降低,表明砷污染从本质上抑制了酶促反应的进行.Km、Vmax、Vmax/Km、k、Ki随水分含量增加而减小,表明水分含量升高虽增加了酶-底物亲和力,但最终减缓了酶促反应的发生.Y=A/(1+B×C)模型较好拟合了动力学参数Vmax/Km(Y)与土壤砷浓度(C)的关系,表明Vmax/Km在一定程度上可表征不同水分下土壤砷污染程度,并计算获得水稻土砷轻度污染临界值为20.45 mg·kg~(-1),此值与国家土壤质量标准中的二级污染标准较为接近.干燥(35%WHC)和湿润(65%WHC)下砷抑制碱性磷酸酶活性机理为完全竞争性抑制,淹水(110%WHC)下则为以完全非竞争性抑制为主的线性混合抑制作用.研究表明,各个酶动力学参数可分别从不同角度揭示砷抑制碱性磷酸酶活性机理上的差异,水分主要通过影响Km、Vmax而改变抑制机理.     

转换电极的电动力强化植物修复高浓度砷污染土壤

电极转换下,以Capsicum annuum L.为对象探讨电动力强化的植物修复高浓度砷污染土壤效果。结果表明:对照组土壤pH降低,实验组升高。对照组土壤中砷浓度从（524.1±5.6） mg/kg降低为（500.5±8.3） mg/kg,实验组不同区域土壤砷浓度分别为（179.8±10.6）,（674.9±5.43）,（512.8±7.3） mg/kg。相较于对照组,实验组植物对砷的吸收量分别增加了-18.1%、282.8%和170.3%。对照组、实验组区域1、2、3的土壤和根际土壤砷浓度之比分别为2.62、0.64、1.48和1.26,电场增高了植物根系附近的砷浓度。对照组、实验组区域1、2、3土壤第5天的残渣态砷占比为55.64%、34.99%、39.06%和0%;对照组、实验组第5天阴极和第10天阴极附近土壤,结晶水铁铝氧化物结合态和残渣态砷占比为67.45%、0%和8.88%;体现了电场对土壤重金属形态的活化作用。实验组修复10 d的电耗成本为79.5元/m3,具备一定经济优势。     

柠檬酸对砷污染土壤的萃取优化条件实验研究

论文以新邱矿矸石山排土场土壤为研究对象,以去离子水做空白试验,选取尿素、十二烷基磺酸钠、碳酸氢钠、醋酸、柠檬酸等12种化学试剂做了萃取剂初选试验;并以柠檬酸为萃取剂进行了三因素三水平L9(33)正交实验。实验结果表明:柠檬酸和氢氧化钠可作为砷污染土壤的萃取剂,具有良好的萃取效果。柠檬酸作为砷污染土壤萃取剂的最优化条件是液土比为10mL/g,萃取时间为12h,萃取剂浓度为0.1mol/L。实验结果可为砷污染土壤的治理提供参考。     

MRGO-FMBO原位修复砷污染含水层

为了探究磁性氧化石墨烯负载铁锰氧化物复合材料（MRGO-FMBO）修复砷污染地下水的可行性,通过一维模拟柱和二维模拟槽实验探讨了MRGO-FMBO在含水层的迁移和分布情况,分析了材料注入浓度和注入速度对其迁移的影响,研究了MRGO-FMBO在注入模拟地下水含水层后反应带的形成及演化过程.结果表明,MRGO-FMBO在饱和多孔介质中迁移性能良好,在设定的浓度范围（1~8g/L）内,升高注入浓度能减少材料在介质中的残留百分比,增强其迁移性能.当注入速度为0.023~0.057cm/s时,存在一个速度临界值,当注入速度小于此值时,改变速度对MRGO-FMBO在含水层中的迁移性影响显著;当注入速度大于此值时,速度不再是影响迁移的主要因素.MRGO-FMBO在注入地下含水层后能够形成稳定的反应带,反应带在20d内对砷的去除效率达到70.6%,在整个反应带的发展过程中可去除7.79mg As.MRGO-FMBO在砷污染含水层原位修复中具有较好的应用前景.     

浅层地下水PCE/TCE污染原位曝气修复模拟研究

通过TMVOC软件模拟了PCE/TCE在渗流区"自然"环境条件下的污染物泄露、重新分布和原位曝气修复过程中的污染物运移行为,确定了最佳曝气流量和曝气时间。结果表明:PCE/TCE污染物在泄露和重新分布过程中在重力作用和毛细作用下污染范围不断扩大,污染羽在垂直方向到达隔水层,水平方向达到23.3m,顺水流方向的污染范围明显大于逆水流方向。曝气修复初期污染范围会有所扩大,但是污染物浓度和总量会减少,曝气影响范围并不是随着曝气流量的增加而线性增大,超过最佳曝气流量值后,增大曝气流量对影响范围的改变效果不大。论文研究条件下最佳曝气速率为6m3/h,影响半径达18m,需要45d完成修复,实际工程中应根据区域面积及地下水埋深确定曝气井数量。     

场地健康风险评估及生物可给性的应用

通过对江苏省某化工遗留场地初步调查和详细调查,确定了土壤污染物砷和硫酸盐,并得到场地污染状况。运用我国《污染场地风险评估技术导则(报批稿)》评估了该场地对人体健康风险,得到硫酸盐的非致癌风险为6.86×10-3,砷的致癌风险和非致癌风险分别为5.82×10-4和9.71。砷对人体健康风险值超过工业用地可接受致癌风险值(10-5)和非致癌风险值(1),需要对砷进行修复,计算得砷的修复目标值为12.10 mg/kg。经口摄入污染土壤是砷对人体健康风险的主要途径,而摄入污染土壤中的砷不能完全被溶解并被肠胃吸收。生物可给性反映污染物在胃肠系统中能被溶解并被小肠壁吸收的量。文章运用in vitro方法测定土壤中砷的生物可给性为40.16%,并将生物可给性引入风险评估计算,修正砷的修复目标值为21.00 mg/kg。     

某待搬迁硫酸厂重金属污染土壤健康风险评估

以某待搬迁硫酸厂污染场地为研究对象,以污染调查监测为基础,按照《污染场地风险评估技术导则》(报批稿)推荐的模型和参数,对该场地重金属污染进行健康风险评估。结果表明,砷和钒是场地的特征污染物,主要通过经口摄入与呼吸吸入方式对人体产生健康风险。健康风险远超出可接受水平,须修复。砷和钒基于风险的修复目标建议值分别为0.35,123 mg/kg。但砷的修复目标建议值远低于我国土壤背景值,建议结合当地土壤背景值及修复技术方案等合理制定修复目标值。     

基于生物可利用性的砷污染土壤修复目标值研究

采用IVG(In Vitro Gastrointestinal)和UBM(Unified BARGE Method)两种体外试验方法,研究了湖北省某一砷污染地块的潮土中,砷在不同浓度梯度和深度梯度下的生物可利用性.结果表明,砷在胃相中的生物可利用性为4.50%～26.41%,在小肠中的生物可利用性为3.95%～22.39%.同时,采用Pearson相关性分析和主成分分析方法探究了人体胃肠可吸收砷的可能来源,发现人体胃肠可吸收利用的砷与土壤中非专性吸附态、专性吸附态、无定形和弱结晶铁铝氧化物结合态砷有显著相关性.通过构建土壤中砷生物可给态浓度的多元线性回归方程,发现土壤pH、总砷含量及砂粒含量是砷生物可给态浓度的主要预测因子.将概率累积分析法获取的地块土壤砷背景浓度上限值与湖北省土壤背景值、GB36600中附录A中潮土砷的背景值进行比较,推导出该地块基于生物可利用性的土壤砷背景浓度上限值为113 mg·kg^-1,结合该地块今后规划为生态保护绿地,可将土壤砷背景浓度上限值作为地块修复目标值制定的参考,在一定程度上可以避免修复目标值过严导致修复成本过高的问题.     

广西土壤和沉积物砷含量及污染分布特征

广西素有“有色金属之乡”美誉,土壤重金属污染问题较为突出。通过总结1989年以来相关文献,探讨了广西土壤和沉积物中砷含量及污染分布特征。3 045个和477个土壤和沉积物有效样点的统计分析表明,广西砷污染土壤主要分布于桂西北地区,尤其是刁江及金城江流域;矿业活动显著影响土壤砷积累,从其均值看：工矿区非农用土壤（140.5 mg/kg）>工矿区农用土壤（80.68 mg/kg）>非工矿区农用土壤（19.11 mg/kg）>城区土壤（18.35 mg/kg）,重度砷污染农用地样本均来自南丹;工矿区河流沉积物砷含量（283.5 mg/kg）远高于非工矿区,主要受影响区分布在刁江及大环江流域。为了控制环境风险,建议开展主要水系沉积物砷污染详查,加强南丹及周边区域污染防控和污染土壤修复。