水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制

为评价利用富含天然水溶性有机质的废水覆盖处理对含硫煤矸石污染物释放的原位控制效果,分别采用过滤后的沼液覆盖(水溶性有机质1,OC-1)、养殖废水覆盖(水溶性有机质2,OC-2)及清洁水源水覆盖(对照,CK)对煤矸石进行浸没(覆盖)处理。经550 d的连续浸没试验,结果表明:与对照相比,煤矸石在2种天然水溶性有机质覆盖处理后的550 d的内,均能显著抑制煤矸石的氧化产酸,使水溶性有机质处理后上覆水样的pH一直维持中性偏碱的水平,显著降低了煤矸石周边水环境的氧化还原电位(pOC-1=0.000 01;pOC-2=0.000 01),并显著降低了煤矸石上覆水样中Fe、Mn、Cu、Zn及SO42-和F-等阴阳离子的浓度(pOC-1均0.01;pOC-2也均0.01);且2种水溶性有机质覆盖上覆水样中的溶出离子浓度之间没有显著性差异(pEC=0.251 5、pEh=0.319 8、pFe=0.992 8、pMn=1、pCu=0.939 7、pZn=0.993 1、pSO42-=0.124、pF-=0.073 8)。而清洁水源水(对照)处理的上覆水样则呈现煤矿山酸性废水的典型特征,即较低的pH(2.52)、较高的EC(3 730μS/cm)、Eh(502 mV)和酸度(1 383 mg/L),同时富含Fe、Mn、Cu、Zn等金属离子及SO42-和F-等阴离子。说明天然水溶性有机质覆盖处理可有效抑制含硫煤矸石的氧化酸化及多种特征污染物质的溶出释放。因此,可考虑采用一定浓度的养殖废水及沼液等天然水溶性有机质作为煤矸石覆盖材料对含硫煤矸石进行原位污染控制及治理。     

黔西北土法炼锌废渣堆场修复植物叶片和废渣的生态化学计量特征

为探讨土法炼锌废渣堆场实现生态修复后废渣-植物系统中植物内稳性以及不同植被类型与氮磷限制的关系,选择黔西北威宁县猴场镇已开展生态修复达4年的土法炼锌废渣堆场为研究区域,以废渣堆场上生长良好的5种优势乔灌草植物即构树（Broussonetia papyrifera）、柳杉（Cryptomeria fortunei）、大叶醉鱼草（Buddleja davidii）、芦竹（Arundo donax）、三叶草（Trifolium repens L）为研究对象,研究5种优势植物在铅锌废渣堆场中碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）的生态化学计量特征及其相互关系。结果表明：不同优势植物修复的废渣中C、N含量较高,P、K含量较低,三叶草废渣中N、P含量显著高于其他植物（p<0.05）,有效氮、有效磷与速效钾表现为三叶草废渣较高,柳杉较低;各元素化学计量特征表现为C∶P > C∶K > C∶N > N∶P > N∶K > P∶K,三叶草废渣中N∶K、P∶K显著高于其余四种植物。5种植物叶片中N含量整体较低,草本植物三叶草N、P、K含量明显高于其余几种植物;通过叶片N∶P分析表明,除三叶草生长受P限制,其余4种植物生长都受N限制。废渣与植物叶片中养分含量间的相关性表明,植物叶片中N、P、K含量分别与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈显著正相关（p<0.05）。除叶片N∶P与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈正相关外,叶片中其余元素间的化学计量比均与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈负相关,其中叶片C∶K、P∶K与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈极显著负相关（p<0.01）。因此,废渣中N、P、K的有效性显著影响着植物叶片中N、P、K的含量及生态化学计量特征。     

水体酸化条件下Cu(II)对斑马鱼胚胎的毒性效应

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3.65,Cu2+(pH=7.8)对斑马鱼胚胎24h-EC50为0.267mg·L-1;当水体酸化及水体中的Cu2+共存时,较低的pH对Cu2+的生物毒性起协同作用,表现为随溶液pH的降低,各浓度Cu2+对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高(P24h致死率=0.001),而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低(P96h孵化率=0.002),且不同浓度的Cu2+之间的生物毒性效应存在显著性差异(P24h致死率=0.0321;P96h孵化率=0.0028)。这说明酸性水体和Cu2+都显著影响斑马鱼胚胎的发育,且Cu2+在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此,在受重金属Cu2+污染的地区,如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2+的双重胁迫,较低浓度的Cu2+就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。     

多环芳烃污染土壤的微生物-紫花苜蓿联合修复效应

微生物-植物联合修复技术作为一种低耗高效的新型修复手段已经被广泛应用于有机污染土壤的修复领域并取得了较好的效果,新型生物资源的应用将推动该方法的进一步发展。本研究采用温室盆栽实验,以里氏木霉（Trichodermaressei FS10-C）、根瘤菌（Rhizobium meliloti）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）作为供试生物,设置添加灭活菌剂-无紫花苜蓿（CK）、添加灭活菌剂-种植紫花苜蓿（A）、接种木霉菌剂-种植紫花苜蓿（TA）、接种木霉菌根瘤菌复合菌剂-种植紫花苜蓿（TRA）4种处理,探究微生物-植物联合修复对多环芳烃（PAHs）污染土壤的生物修复效果及其微生态效应。结果表明,经过60 d的培养,微生物不仅促进了紫花苜蓿的生长,而且在紫花苜蓿的协同作用下进一步提高了土壤中PAHs降解率。TA处理中紫花苜蓿生物量增加了5.88%,而TRA处理进一步促进了紫花苜蓿的生长,其生物量增加了11.15%;A、TA和TRA处理下土壤中PAHs的降解率分别为17.02%、25.62%、32.93%,显著（p〈0.05）高于处理CK（5.67%）。此外,接种菌剂处理（TA、TRA）对土壤中高分子量PAHs具有更好的降解效果,A处理土壤中4-、5（＋6）环PAHs的降解率分别为18.13%、24.74%,TA处理为21.41%、28.34%,而TRA处理则为21.29%、30.11%。同时,紫花苜蓿能够通过其根际效应显著促进土壤微生物活性,相较于CK处理,A、TA、TRA处理土壤脱氢酶活性分别提高了33.20%、34.58%、32.65%,A、TA、TRA处理AWCD值和微生物群落多样性指数均显著（p〈0.05）高于CK。通过木霉、根瘤菌与紫花苜蓿联合作用不仅可以有效地降解土壤中的PAHs,而且能够恢复土壤微生物生态功能多样性和稳定性。因此,该方法是一种极具潜力的生物修复手段,具有广阔的市场应用前景。     

粉煤灰对工业废水中氨氮的吸附性能研究

以粉煤灰作为吸附材料进行静态吸附试验,研究粉煤灰对废水中氨氮的吸附性能及其吸附动力学行为,并与活性炭的吸附性能进行比较.试验结果表明:粉煤灰对氨氮的吸附容量随着水中NH4+-N浓度的增加而增大,氨氮浓度存200mg/L和500mg/L下,粉煤灰对NH4+-N吸附动力学行为遵循Bangharm方程和Elovich方程.对...     

土壤和沉积物中钚同位素组成的质谱分析方法

钚-238是一种半衰期较长的人为放射性核素,其含量极低,准确分析其同位素组成依赖于高效率的分离富集技术及高灵敏度的检测技术。本文综述了电感耦合等离子、电子加速、热电离和共振电离四种质谱分析方法在土壤和沉积物中钚同位素分析方面的应用现状,从技术原理、应用和成本等方面对比分析了各种分离和纯化方法、质谱检测方法的优势与不足,为钚同位素的地球化学应用及我国核能应用过程环境影响评估提供技术支持。     

清水江流域岩石风化特征及其碳汇效应

岩石风化产生的碳汇是全球碳循环的重要组成部分,文中对清水江流域主要离子组成进行分析测定,通过主成分分析、化学物质平衡法和扣除法估算流域岩石风化速率及对大气CO_2的消耗量.结果表明,流域河水溶质主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩风化,并以碳酸盐岩风化为主.碳酸盐、硅酸盐、大气CO_2对河水溶质的贡献率分别为58.28%、17.38%、17.74%.流域岩石化学风化速率为109.97 t·(km~2·a)~(-1),与乌江接近,高于全球流域均值.流域岩石风化对大气CO_2的消耗通量为7.25×10~5mol·(km~2·a)~(-1),岩石风化对大气CO_2的消耗量为12.45×10~9mol·a~(-1),其中,碳酸盐岩风化消耗量占63.13%,为7.86×10~9mol·a~(-1),硅酸盐岩风化消耗量占36.87%,为4.59×10~9mol·a~(-1).SO_4~(2-)、F~-、NO_3~-的相关分析及空间分布特征表明,人为活动对清水江流域河水溶质的影响不容忽视,其贡献率为4.87%.     

不同碳酸盐岩对铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中重金属迁移的影响

为探究岩溶环境制约下贵州喀斯特地区广泛存在的碳酸盐岩对铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中重金属生物有效性的影响,本文以黔西北土法炼锌废渣为研究对象,通过盆栽实验向改良后的废渣中施加两种典型天然碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)及其主要成分的化学品(碳酸钙、碳酸镁),经种植黑麦草培育3个月后分析废渣基质中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的形态变化与植物富集转运系数。结果表明:处理前铅锌废渣中Pb、Zn、Cu、Cd的总量分别为17 682、8 427.2、2 066、174.8 mg/kg,Cd的酸溶态比例最高,环境风险较大。与对照相比,施用天然碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)或其主要化学成分的化学品(碳酸钙、碳酸镁)后均显著降低了铅锌废渣中酸溶态Cu、Pb、Cd的比例并增加了残渣态Zn的比例,5种添加物(石灰岩、白云岩、钙盐、镁盐、混合碳酸钙镁)施用均不同程度地增加了铅锌废渣中残渣态Cd的含量。添加量为4g/kg(即0.4%)时,与对照相比,5种添加物使黑麦草根和叶片中重金属Cd分别降低了3.62%～29.54%和28.21%～43.59%。冗余分析表明,根中Ca、Mg与酸溶态Cu、Pb、Zn、Cd呈显著性负相关;两种典型碳酸盐岩(石灰岩和白云岩)及其主要成分的化学品添加形成的岩溶环境制约下,铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中多种重金属的生物有效性受到明显抑制,可有效减弱其上所种植物黑麦草对重金属的吸收。相关结果对喀斯特地区矿冶废渣堆场重金属污染的原位控制、矿山复垦及生态修复具有一定的理论参考和实践价值。     

不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响

为评价不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响,设置处理1(充氧饱和的曝气去离子水,Eh=229mV)、处理2(煮沸30min的去离子水,Eh=250mV)两种氧化环境及处理3(添加富含有机质的过滤养殖废水,Eh=14mV)一种还原环境的水溶液做浸提剂,对煤矸石进行0～9d的连续振荡浸提试验.结果表明:在浸提初期(0～1d内),煤矸石表面已形成的氧化产物迅速溶出,使得两种氧化环境和还原环境下的煤矸石浸出液pH都迅速降低,EC、Eh及多种溶出离子浓度迅速升高,但还原环境下煤矸石浸出液中Cu、F-浓度变化不显著,且还原环境下浸出液中其他离子虽有上升但显著低于氧化环境下.随浸提时间延长(1～9d),两种氧化环境下煤矸石浸出液pH继续降低,浸出液中Fe、Mn、Cu、Zn和SO2-4、F-多种污染物质溶出数量明显增加并呈现典型的持续氧化产酸过程;而还原环境下煤矸石浸出液的pH随时间延长降低不明显,Fe、Mn、Zn等污染物质溶出数量显著低于两种氧化环境下,Cu和SO2-4的释放也受到明显抑制.说明还原环境能有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出,且显著低于氧化环境.因此,在煤矸石堆场投加有机质形成还原(厌氧)环境可进行矸石污染的原位控制及治理.     

两种天然矿物对高砷煤矿区AMD污染水体底质污染物释放的影响

为探索利用天然矿物进行高砷煤矿区AMD污染水体底质污染释放的原位控制,以高砷煤矿区AMD污染湖泊底质为研究对象,添加不同比例的碳酸钙和磷矿粉后,分别对AMD污染底质进行7d的连续浸提试验,并测定浸提液中pH、Eh、EC、SO42-、Mn、Zn、Cu、As等特征指标浓度,评价2种天然矿物组分对AMD污染底质的污染释放控制效果.结果表明:碳酸钙、磷矿粉的添加可显著地提高污染底质的pH,并显著降低污染底质的氧化还原电位以及Mn、Cu、Zn离子的溶出,但浸提液EC和SO42-/却有不同程度的升高,且碳酸钙处理后浸提液EC和SO42-的增幅显著低于磷矿粉处理;磷矿粉处理对底质中As离子的溶出有明显的抑制效果,而碳酸钙处理的效果则不明显,因此磷矿粉可作为高砷煤矿地区酸性废水污染湖库底质二次污染防治的理想材料.