凹凸棒石及其改性材料对土壤镉生物有效性的影响与机制

采用室内盆栽实验和吸附平衡实验,研究了凹凸棒石及其改性材料对土壤镉移动性和生菜吸收镉的影响,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)探讨了其机制.结果表明,凹凸棒石及其改性材料均可显著降低生菜体内的Cd含量,改性材料作用优于未改性材料,分别使生菜地上部分Cd含量最大降低41.0%和56.5%.凹凸棒石及其改性材料在投加量为1%时均可显著降低土壤CaCl_2提取态Cd含量,最大降低幅度分别为34.2%和34.3%.凹凸棒石改性后对镉的饱和吸附容量明显提高.凹凸棒石主要是通过表面的硅羟基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物来固定土壤镉,而改性凹凸棒石材料能够通过其表面的硅羟基和羧基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物,从而降低Cd~(2+)在土壤中的移动性,进而达到钝化修复Cd污染土壤的效果.因此凹凸棒石及其改性材料均可被用于镉污染农田土壤修复,但机制不同.     

壳聚糖-富里酸协同调控CaxCd1-xCO3固溶体结晶

以壳聚糖和富里酸混合溶液为介质,利用碳酸铵气相扩散法合成Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体,文章研究了Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体成核结晶行为,探究这2种介质对于Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体固化Cd能力及稳定性的影响。通过结晶固相成分分析,结果表明液相中各组分浓度能够影响固相中Cd的含量。液相Cd~(2+)浓度增加,Cd在固溶体中的含量也增加。随着富里酸浓度增加,固溶体中Cd含量降低,意味着在富里酸存在下固溶体固化Cd能力降低。红外光谱和XRD结果证明了壳聚糖和富里酸不影响固溶体晶体的结构。扫描电镜和透射电镜分析进一步表明,壳聚糖和富里酸在不同程度上都影响了固溶体的晶体形貌及固相组成。在壳聚糖存在下晶体表面形成薄膜将晶体包覆,随着壳聚糖浓度增加,固溶体中Cd含量增加到39.90%,且晶体形貌逐渐转向球体。该研究结果表明Cd~(2+)进入碳酸钙晶格中能有效降低溶液中的Cd~(2+)达到净化水体的效果,壳聚糖和富里酸的协同作用实现了水体中重金属Cd~(2+)的转化和钝化。     

腐植酸对重金属铅镉的吸附特征

为了揭示腐植酸对单一Pb、单一Cd和Pb、Cd复合污染物的吸附特征,笔者通过吸附模拟实验分析了pH、温度、反应时间和初始浓度等因素变化对风化煤腐植酸吸附重金属离子Pb~(2+)和Cd~(2+)的影响.结果表明,腐植酸对Pb~(2+)的吸附受pH值变化的影响很小,但对Cd~(2+)的吸附随着pH增加而增加;腐植酸对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附饱和的时间均为240 min;对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量均随温度的增加而增加;Langmuir吸附模型对腐植酸吸附单一Pb~(2+)、单一Cd~(2+)和铅镉复合态中Pb~(2+)的拟合较好,Freundlich吸附模型则对腐植酸吸附铅镉复合态中Cd~(2+)的拟合较好;准二级动力学模型能较好地拟合腐植酸吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的过程,说明腐植酸对铅镉的吸附为物理吸附和化学吸附的复合吸附过程;铅镉复合态下Pb~(2+)和Cd~(2+)存在竞争吸附,单一Pb~(2+)溶液中加入Cd~(2+)对腐植酸吸附Pb~(2+)基本无影响,但单一Cd~(2+)溶液中加入Pb~(2+)时,Pb~(2+)会与Cd~(2+)产生竞争吸附,从而降低Cd~(2+)的吸附量.本研究结果可为利用腐植酸稳定土壤中Pb~(2+)、Cd~(2+)等重金属离子的技术开发提供参考.     

氧化木糖无色杆菌(Achromobacte rxylosoxidans)LAX2对Cu、Pb和Cd复合污染土壤的生物矿化修复研究

我国土壤重金属复合污染较为突出,是目前亟待解决的土壤环境问题之一.本文研究了一株氧化木糖无色杆菌LAX2对Cu、Pb和Cd共存体系的生物矿化作用及其复合污染土壤的矿化修复作用.结果表明,菌株LAX2的发酵液、无菌发酵液和菌体细胞对3种重金属的去除能力大小顺序均为Pb~(2+)Cd~(2+)Cu~(2+).X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和能谱分析表明,3种重金属共存时菌株LAX2发酵液可诱导形成PbCO_3和CdCO_3晶体,而Cu不能单独成矿,混合矿物晶体呈长杆状.菌株LAX2发酵液能够明显降低黑钙土和白浆土中Cu、Pb和Cd的有效态含量,矿化修复30 d后,黑钙土中Cu、Pb、Cd的有效态含量分别降低了48.0%、71.4%、62.8%,白浆土中Cu、Pb、Cd的有效态含量分别降低了42.0%、63.2%、53.6%;碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态含量明显增加,可交换态和有机物结合态含量明显降低.矿化修复后的土壤中重金属的浸出毒性随修复时间的增长而降低,黑钙土中Cu、Pb、Cd浸出量分别降低了90.3%、93.2%、92.8%,白浆土中Cu、Pb、Cd浸出量分别降低了82.5%、86.1%、84.3%.以上结果说明,菌株LAX2可通过碳酸盐矿化作用固定土壤中的复合重金属,且在相同条件下对黑钙土的修复效果好于白浆土.     

水稻土中铁-氮循环耦合体系影响镉活性机理研究

关于铁-氮循环耦合体系对镉(Cd)活性影响的研究目前尚鲜见报道.本文采用淹水培养试验,研究不同硝酸根(NO_3~-)、铵根(NH_4~+)处理条件下,南方典型Cd污染水稻土中铁氧化还原与氮形态转化耦合关系及其对Cd活性影响的机理.结果表明:随着培养时间延长,不同处理的pH值逐渐向7.0靠拢,Eh值由273~321 mV持续下降至118~132 mV,pe+pH值(e-活度的负对数值与H+活度的负对数值之和)从10.62~11.19持续下降至8.55~8.83,土-水体系处于中度还原条件;化学反硝化(Chemodenitrification)和NO_3~-依赖的厌氧铁氧化过程(Microbial NO_3~--dependent FeIIoxidation,NDFO)生成无定形氢氧化铁(Fe(OH)_3(amorp)),其对Cd~(2+)专性吸附及与Cd~(2+)共沉淀降低了有效态Cd浓度,加之pH值上升增大Cd~(2+)在土壤固相表面的吸附量,导致水稻土中Cd活性下降;NH_4~+被Fe(OH)_3(amorp)厌氧氧化(Anaerobic NH_4~+oxidation coupled to FeIII reduction,Feammox)会消耗H+而提高体系的pH值,在一定程度上会降低Cd活性,但其自身与Cd~(2+)对土壤固相表面吸附位点的竞争,可能会更大程度地减少Cd~(2+)在土壤固相表面的吸附量,而导致Cd活性提高.本研究成果可为丰富和拓展水稻土中Cd的生物地球化学理论,并为南方Cd污染农田修复及治理提供科学依据.     

钙镁磷肥对石灰、海泡石组配修复镉污染稻田土壤的影响

改良剂组配(例如羟基磷灰石和沸石)可有效降低土壤中重金属的生物有效性,抑制水稻对重金属的积累,从而提高农产品的安全水平.本文通过田间试验,研究钙镁磷肥施用对石灰、海泡石组配降低稻田土壤有效态Cd含量、水稻各部分中Cd含量的影响.结果表明,施用钙镁磷肥可显著促进石灰、海泡石组配的钝化修复效果.与石灰、海泡石组配处理相比,施用钙镁磷肥,土壤中有效态Cd含量和糙米中Cd含量显著降低,在施用2 250 kg·hm~(-2)钙镁磷肥的条件下,土壤中Cd~(2+)发生沉淀或络合反应生成难溶性磷酸镉而降低土壤酸可提取态、可还原态和可氧化态Cd的占比,土壤中有效态Cd含量显著(P0.05)降低46.97%,糙米中Cd含量降低至0.04 mg·kg~(-1),低于《食品安全国家标准》(GB 2762-2017)中糙米镉限量(0.2 mg·kg~(-1))标准,且糙米产量增加28.34%.相关性分析结果表明,水稻根、茎叶和糙米中Cd含量与土壤中有效态Cd含量,水稻糙米中Cd含量与根和茎叶中Cd含量呈极显著正相关关系(P0.01),土壤有效态Cd含量是影响水稻糙米中Cd含量的关键性因素,钙镁磷肥可提高石灰与海泡石对土壤中有效态Cd降低效果来减少水稻根和茎叶对Cd的吸收,进而降低糙米中Cd含量.上述结果表明,施用钙镁磷肥提高了石灰、海泡石组配降低糙米中Cd含量的效果,可实现Cd污染稻田水稻安全生产和增产.     

胡敏酸改性膨润土钝化污染土壤Pb&Cd及机理

通过盆栽试验,探讨了胡敏酸改性膨润土对重金属铅、镉污染土壤的钝化效果及机理。结果表明,铅、镉污染土壤中施加胡敏酸改性膨润土能显著降低小白菜中Pb、Cd的含量,在添加Cd(3 mg/kg)/Pb(250 mg/kg)污染土壤和Cd(1 0 mg/kg)/Pb(5 00 mg/kg)污染土壤上小白菜地上部分Pb含量分别比对照降低19.08%和47.91%,Cd含量分别比对照降低9.79%和14.89%。土壤本身对添加的重金属Pb/Cd有一定的耐受力和自我净化能力,在添加重金属后,添加的Pb/Cd元素大部分直接转化为较为稳定的碳酸盐结合态和铁锰氧化结合态。相关性分析显示小白菜的鲜重与小白菜Pb/Cd含量极显著负相关,进一步说明胡敏酸改性膨润土是通过提高小白菜的生物量,从而降低Pb/Cd在小白菜中的含量。     

堆肥对重金属污染土壤Cu、Cd形态变化的影响

通过盆栽茼蒿试验研究了不同堆肥用量对重金属Cu、Cd污染土壤根际土和非根际土中Cu、Cd形态变化的影响.结果表明,随着堆肥用量的增加,非根际土和根际土交换态(含水溶态)Cu含量显著增加,最大值是对照的6.0倍;;有机结合态Cu含量在非根际土中显著升高,而在根际土中则先显著升高后降低,两者最大值是对照处理的1.1倍;;非根际土中无机结合态Cu含量先降低后升高;;非根际土和根际土残渣态Cu含量都先显著增加后基本不变.随着堆肥用量增加,非根际土中交换态(含水溶态)Cd含量显著降低,有机结合态和残渣态Cd含量显著升高,无机结合态Cd含量变化不明显;;根际土中,交换态(含水溶态)Cd含量先降低后升高,有机结合态Cd含量显著上升,无机结合态和残渣态Cd先上升后下降.因此,供试堆肥可作为修复剂减弱Cd的危害,但长期施用会造成Cu的累积,应慎重考虑.     

两性-阴离子复配修饰对黄棕壤吸附Cd~(2+)的影响

为了探究膨润土吸附Cd~(2+)的最佳条件应用于实际土壤的可行性,在十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和十二烷基磺酸钠(SDS)复配修饰膨润土对Cd~(2+)吸附的最佳修饰比例基础上,制备了2个系列的BS-12+SDS复配修饰黄棕壤.通过X射线衍射和有机碳含量表征了黄棕壤的结构;研究了黄棕壤对Cd~(2+)的吸附特征,分析了离子强度、pH和温度对黄棕壤吸附Cd~(2+)的影响;讨论了黄棕壤与膨润土以及2种黄棕壤之间对Cd~(2+)吸附的差异.结果表明,2种黄棕壤各修饰土层间距较未修饰土样变化不明显,有机碳含量随土样总修饰比例的增大而升高;复配修饰黄棕壤和膨润土相同,对Cd~(2+)的吸附能力较两性及未修饰黄棕壤增强,30℃时吸附量呈现215BS+322SDS(215%BS-12+322%SDS)215BS(215%BS-12)CK1(43%蒙脱石含量黄棕壤),33BS+49SDS(33%BS-12+49%SDS)33BS(33%BS-12)CK2(6%蒙脱石含量黄棕壤);且Cd~(2+)在2种黄棕壤复配修饰土中的解吸程度均高于CK和BS修饰土.Langmuir模型适合描述黄棕壤对Cd~(2+)的吸附;膨润土对Cd~(2+)吸附的最佳修饰比例应用到黄棕壤中,仍具有对Cd~(2+)最佳吸附效果;黄棕壤修饰土对Cd~(2+)的吸附,随离子强度的增大而减小,pH值对其影响不大,SDS复配修饰后,温度效应由CK、BS修饰土的升温正效应向BS+SDS修饰土的升温负效应转变,和膨润土吸附Cd~(2+)规律相同;CEC是不同基质间吸附Cd~(2+)产生差异的根本原因.     

模拟酸雨对钝化剂修复镉污染土壤效果研究

采用土柱试验和盆栽试验方法,研究模拟酸雨淋溶和水淋溶1a期间,海泡石、生物炭和有机肥对四川(SC)和湖南(HN)镉(Cd)污染农田土壤稳定效果及小白菜富集Cd的影响.结果表明:与水淋溶相比,酸雨淋溶降低SC和HN土壤淋出液pH值,增加淋出液电导率(EC)、可溶性有机碳(DOC)和Cd含量,其中SC和HN土壤淋出液Cd含量增加幅度分别为48.85%~77.16%和50.92%~73.44%;而且酸雨淋溶降低两种土壤有机碳(SOC)含量,增加土壤Cd有效态含量(CaCl₂-Cd)和溶出量(TCLP-Cd),促进土壤Cd由残渣态向酸溶态转化,SC和HN土壤残渣态Cd含量平均降低3.61%和2.81%.无论是水淋溶还是酸雨淋溶,海泡石和生物炭均能显著降低两种土壤CaCl₂-Cd和TCLP-Cd含量(P<0.05),但有机肥仅对HN土壤Cd的固定效果显著.与水淋溶相比,酸雨淋溶后抑制小白菜的生长,促进小白菜对Cd的富集.添加海泡石和生物炭后两种土壤的小白菜产量显著增加(P<0.05),且小白菜可食部位Cd含量平均降低58.85%和43.08%.酸雨淋溶后SC土壤加海泡石和生物炭处理,小白菜可食部位Cd含量均满足国家安全食用标准(GB2762-2017) (Cd≤0.2mg/kg),HN土壤仅海泡石处理的小白菜可食部位Cd含量满足国家安全食用标准.本研究表明酸雨淋溶影响钝化剂对Cd的固定效果,进行污染土壤原位修复时要关注酸雨的影响,根据污染土壤性质选择合适的钝化剂.     

四川省燃煤电厂粉煤灰制建材的辐射影响预断评价

本文根据四川省八大燃煤电厂粉煤灰的天然辐射水平,使用KarPov及UNSCEAR报告提供的方法,估算了全省八大电厂粉煤灰所制建材给居民带来的附加辐射剂量(0.3～1.6mSv/a),推算出全省各大电厂粉煤灰在建材中满足国家放射标准的最大允许掺和量(54％～100％)。     

河西地区临泽县土地荒漠化影响因素分析

针对河西地区临泽县严重的土地荒漠化问题,本文对荒漠化现状和气候变异、人类活动两大荒漠化影响因素进行统计分析,旨在探讨各因素变化对荒漠化演变的可能影响及其发展趋势。结果表明:荒漠化土地占全县总面积的64.43%,沙化危害严重。多年降水无明显趋势变化,且总量较小、分布极不均匀;气温则明显变暖,且极端气温条件恶劣;风速趋于减弱,气候的总体变化不利于荒漠化恢复。另外,自建国以来人口增长迅速,随之引起耕地面积扩张,牲畜量迅猛增长,且经济产业结构和水资源利用不合理问题突出,促使荒漠化正向扩展。综合各因素变化影响,临泽县荒漠化态势严峻,防治任务十分艰巨,人口压力、人类破坏活动和水资源不合理利用已成为导致土地荒漠化的最主要因素。因此,必须控制人口增长,加强环境保护,提高水资源利用的合理性,加大荒漠化治理力度,以期土地荒漠化局势逆转。     

铝型材碱洗废液闭路循环工艺研究

铝型材表面处理工艺中产生大量碱洗废液,其主要成分为NaOH与Al(OH)3,如不能有效回收,会造成严重环境污染与资源浪费。故针对含有“长寿碱蚀剂”的废液提出了生石灰处理工艺。此工艺简单,效果好,铝去除率最高可达97%,碱回收率可在80%左右,完全可以实现工业化生产。同时,该法原料价格低廉易得,实现闭路循环,而且其副产品CaCl2·2H2O、Al2(SO4)3·18H2O、CaSO4·2H2O等均有较高利用价值。     

呼市TSP大气污染趋势分析

本文对呼市TSP大气污染变化进行了分析,认为呼市TSP污染从2003年以来得到控制,"十五"较"九五"期间有明显的改善,采暖期TSP污染得到有效治理,并提出消除呼市大气TSP污染的有效对策.     

构建环保信用档案势在必行

本文着重论述了建立环保信用档案的重要性、必要性；构筑诚信理念，加强诚信建设的紧迫性；鲜明地提出了构建环保信用档案的历史必然。     

河流枯水流量特征研究

本文以泾、洛、渭三河流干流在陕西境内的主要控制断面为例,分析了１４个时段枯水流量的概率分布特征,选定了理论分布线型,揭示了各枯水序列的时段平均流量均值、变差系数和偏态系数的变化规律,建立了推求不同频率不同时段的枯水流量的经验公式。绘制了相应的关系曲线,应用十分方便。     

BOD_5样品分析中稀释倍数的确定

首先正确估计样品ＢＯＤ５浓度范围，并测定稀释水的溶解氧，然后根据稀释倍数公式计算３个适当的稀释倍数．与其它方法相比，本方法省时、可靠，适用性强，能够确保ＢＯＤ５样品分析一次成功．在ＢＯＤ５样品分析中具有广泛的应用价值．     

某机场大气环境现状监测分析

为了研究机场大气环境质量状况,在某机场选取三个监测点,在正常飞行条件下,对不同时间段污染物浓度进行监测与分析。测试结果表明:七天监测期间,机场及机场周围SO2、NO2浓度均未超标,PM10在机场内部有一天超标;各时间段SO2的贡献率在2.9%~12%,各时间段NO2的贡献率在6.9%~77%,机场飞机的尾气对周围空气质量的影响不容忽视。     

简易生活垃圾填埋场综合治理工程设计

随着越来越多标准化生活垃圾填埋场的建成和投入运行,原有简易生活垃圾填埋场的环境综合治理被各级环境管理部门日益重视,成为改善环境急需解决的问题。以西北某市简易生活垃圾填埋场综合整治工程为例,通过分析简易垃圾填埋场存在的主要环境隐患,有针对性地提出了解决垃圾渗沥液、填埋气、边坡安全等环境和安全问题的具体工程措施,尽量将简易垃圾填埋场对周围环境的影响降到最低程度。     

污水处理设施性能评价中的赋权相关分析

提出利用二步层次分析法确定权系数,将模糊关系处理数据的多指标相关分析法应用于污水处理厂的综合性能评价之中。实例分析结果表明,该方法具有赋权合理,计算方便,一致性程度高,受决策者主观因素影响小,评价结果可靠等特点。