山西工矿区土壤SO2-PAHs复合污染对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

二氧化硫(Sulfur dioxide,SO2)和多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是山西工矿区同时发现的两种典型环境污染物,对区域土壤环境的影响极大.本文以山西工矿区生黄土为供试土壤,以玉米种子为供试作物,采用室内培养皿育苗试验,研究了不同浓度的SO2(0、10、100、500、1 000 mg kg-1)与PAHs(0、1、10、50、100 mgkg-1)单一及复合污染对玉米种子的萌发率、苗期株高、根长和总生物量的影响,以表征SO2与PAHs复合污染的生态毒性.结果表明,与对照相比,SO2单一污染对玉米种子萌发起到促进作用,对玉米苗期株高、根伸长及早期总生物量则是低浓度(10-100 mg kg-1)促进生长,高浓度(500-1 000 mg kg-1)抑制生长;PAHs单一污染对玉米种子的萌发没有明显的影响,对玉米苗期株高、根伸长及总生物量也是低浓度(1-10 mg kg-1)促进生长,高浓度(50-100 mg kg-1)抑制生长;SO2-PAHs复合污染条件下,只有高浓度的复合污染处理对玉米种子萌发起抑制作用,但与对照相比没有显著性差异;低浓度的SO2与低浓度的PAHs处理对玉米株高、根伸长及总生物量有一定的刺激作用,而高浓度的SO2与高浓度的PAHs处理则抑制了玉米的生长,即随着SO2和PAHs浓度的升高,复合污染的毒性逐渐增强.多元回归分析进一步表明,玉米株高和根伸长主要受SO2和PAHs的共同影响,而玉米苗期总生物量主要受PAHs的影响.     

铁还原菌介导的氧化铁还原与硝酸盐还原的竞争效应研究

中性厌氧条件下,脱色希瓦氏菌Shewanella decolorationis(S12)能够使用多种电子受体进行厌氧呼吸,包括溶解态的硝酸盐以及难溶态的氧化铁基质。因此,本文通过构建"脱色希瓦氏菌/铁氧化物/硝态氮"的交互反应体系,研究这一体系中铁还原与硝态氮还原的相互作用过程,并对相互作用机制进行初步探讨。结果表明,交互反应体系中氧化铁还原与硝酸盐还原存在明显的竞争关系;随着氧化铁比表面积、可利用态铁含量的增大,硝酸受抑制作用逐渐增强;通过不同温度煅烧而得到的不同结晶度的赤铁矿对硝态氮的抑制作用也被研究。结果还表明,氧化铁结晶度越高,S12对硝态氮的还原抑制作用越小。循环伏安电化学测试结果发现,加入硝酸条件下,铁氧化峰几乎完全消失,表明硝态氮存在条件下,铁还原受到明显抑制。针对以上结果,初步探讨了铁还原与硝态氮还原竞争的原因,即:(1)Fe(Ⅲ)与NO3–同时作为电子受体,因竞争电子而受到抑制;(2)吸附态Fe(Ⅱ)物种还原NO3–,导致Fe(Ⅱ)累积减少,NO3–还原因产生的Fe(Ⅱ)的低速率而被抑制。     

异丙甲草胺在氧化铝界面的亲核置换转化动力学及其影响因素

采用批处理实验的方法研究γ-Al2O3界面上亲核试剂硫化钠作用下异丙甲草胺的转化动力学及其影响因素。结果表明,硫化钠作为一种亲核试剂,能促使异丙甲草胺发生亲核置换转化,且可以进一步提高异丙甲草胺在氧化铝多相反应体系中的转化速率。结果还表明,随着硫化钠浓度的升高,异丙甲草胺降解动力学常数k值也相应增加(当硫化钠浓度为5 mmol·L 1时,k值为0.043 h 1;而当硫化钠的浓度为100 mmol·L 1时,k值上升到0.974 h 1),以速率常数k值与硫化钠初始浓度作图,发现速率常数k与硫化钠浓度成正相关线性关系,其相关系数达到0.985;多相体系中反应溶液的pH会影响异丙甲草胺的转化速率,在含有10 mmol·L 1硫化钠的γ-Al2O3体系中(温度为25℃),溶液pH值由6.0上升到10.0,异丙甲草胺降解动力学常数k由0.046上升到0.195 h 1;异丙甲草胺的转化速率与多相体系中的反应温度呈显著正相关关系,转化速率取决于体系的反应温度,温度越高,转化速率越大;热力学Arrhenius经验式求得异丙甲草胺的活化能Ea=49.9 kJ.mol 1。转化速率与温度的关系为:lnk=6.005 4×103/T+17.868。     

基于控制单元的水环境容量分配研究

以常州武南河控制单元的COD容量分配为例,构建“污染源类型-污染源细类-排污单位”3层分配结构,逐层逐类选取多水平指标体系,以各指标初始权重和量化值乘积耦合的方法计算各分配对象的综合权重,并以此为依据进行水环境容量的逐层分配.首层分配结果:生活污染和养殖业承担污染削减的主要任务,COD削减率分别为41.6％和35.5％;次层分配结果:分散养殖削减比例(43.2％)高于集中养殖(31.5％),农村生活污染削减比例(47.3％)高于城镇生活污染(28.5％),各镇(区)种植业污染无需削减,工业污染则主要由纺织染整企业等进行重点削减;末层分配结果:各镇(区)分散养殖、集中养殖、农村生活污染、城镇生活污染的削减比例与次层保持一致,印染企业削减比例高于纺织企业.逐层分配中各分配对象的COD削减比例均低于50％,说明分配结果具有可行性.     

双氯芬酸在水环境中光降解的初步研究

考察了在模拟太阳光照射下,双氯芬酸初始浓度、pH值、光强、温度、丙酮和双氧水对双氯芬酸光解的影响,并通过淬灭实验初步探讨了双氯芬酸光解.结果表明,双氯芬酸的光降解过程符合准一级动力学方程.光解速率随着双氯芬酸初始浓度的降低、光强的增强以及温度的升高而增大.当pH值从3变化到5时,反应速率常数变大;pH值从5变到8时,反应速率常数变小,再继续增大pH值,反应速率常数增大.水环境中存在的双氧水和丙酮对双氯芬酸的光解具有促进作用.最后,通过淬灭实验表明双氯芬酸的光解过程包括直接光解以及通过活性氧物种进行的自敏化光解.     

人工湿地与土壤净化槽处理农村生活污水的对比

针对我国生活污水处理现状及要求,对比研究了普遍推广的人工湿地技术与新兴的土壤净化槽技术,发现在进水水质、环境条件均相同的情况下,上行流人工湿地处理效果优于下行流人工湿地;基质按照不同需氧层铺设不同粒径填料的土壤净化槽处理效果优于基质直接分层铺设填料的土壤净化槽;土壤净化槽和人工湿地出水水质都很好,出水CODCr、TN、TP、氨氮分别达到了二级、一级A、一级B、一级A标准;土壤净化槽装置占地面积小,为人工湿地的2/3.土壤净化槽技术是适合我国国情的有发展前景的生活污水处理技术.     

氯化四(4-磺酸钠苯基)卟啉铁(Ⅲ)催化过氧化氢氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

用紫外-可见分光光度法研究了水溶性金属卟啉Fe(TPPS)Cl催化H2O2氧化降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的动力学(TPPS为四(4-磺酸钠苯基)卟啉),探讨了反应体系酸度、H2O2/Fe(TPPS)Cl物质的量之比、温度对氧化降解速率的影响,提出了反应机理,建立了反应动力学数学模型.研究结果表明,TCP初始浓度为3.8×10-4 mol.L-1、Fe(TPPS)Cl浓度为4.0×10-5 mol.L-1、H2O2浓度为1.8×10-3mol.L-1、温度为25℃、pH值为6.8、反应时间为90 min时,TCP的降解率可达到99%,其表观活化能为10.96 kJ.mol-1.因此,Fe(TPPS)Cl作为模拟过氧化物酶在催化降解TCP过程中是一种有效的催化剂.     

热解底泥对两种氟喹诺酮类抗生素和双酚A的吸附

将滇池断桥底泥在不同炭化温度(200℃—500℃)下制成热解底泥,用元素分析仪表征其元素组成.以诺氟沙星(NOR)、氧氟沙星(OFL)和双酚A(BPA)为代表化合物,研究人工合成有机污染物在热解底泥上的吸附行为,从而深入了解热解底泥的吸附特性以及其施用对有机污染物的环境行为和风险的影响.结果表明,热解底泥随炭化温度的增加,芳香性升高,极性降低,阳离子交换量降低,对NOR、OFL和BPA的吸附非线性增强.热解底泥的吸附性能比原始底泥更强,随炭化温度的升高,对NOR的吸附依次减弱,对OFL的吸附变化不大,对BPA的吸附依次增强,这与热解底泥极性和阳离子交换量,以及吸附质的极性相关.在原始底泥和热解底泥上,NOR和OFL的吸附均明显强于BPA,这主要因为NOR和OFL与底泥中无机矿物组分可通过阳离子交换作用和阳离子桥接作用使其吸附强于BPA,并且NOR和OFL相比于BPA官能团多且复杂.     

新乡市道路灰尘中PAHs的污染特征和来源解析

系统探讨了新乡市道路灰尘中PAHs的含量、分布,并解析了道路灰尘中PAHs的来源,并对新乡市道路灰尘中PAHs进行了生态风险评价,结果表明,新乡市道路灰尘中美国EPA优先监测的16种PAHs的检出率为100%,16种PAHs总量在42.1—8720 ng.g-1之间,平均含量为3223 ng.g-1.与国内外其它城市相比,新乡市道路灰尘中PAHs含量较低,与新乡市的经济发达状况呈现正相关.新乡市道路灰尘中PAHs的组成以4环PAHs为主,占PAHs总量的40.18%.通过多特征比值,对新乡市道路灰尘中PAHs来源进行定性判断,表明其主要来源于石油及其精炼产品的不完全燃烧和木柴、煤的燃烧;进一步通过因子分析/多元线性回归分析表明,新乡市道路灰尘中PAHs主要来源于汽油车、煤和木柴的燃烧以及柴油车的排放,其平均贡献率分别为33.5%、50.6%和15.9%.各种PAHs组分的单因子指数评价结果表明,新乡市道路灰尘已经受到PAHs的较严重的污染.所有样品的综合污染指数表明,新乡市道路中PAHs的综合污染指数的范围在0.09—9.95,平均值为3.38,充分表明新乡市道路灰尘已经受到严重的PAHs污染,具有较高的生态风险.     

土壤中内醚糖超声提取和加速溶剂萃取效率的比较研究及应用

对比研究了不同提取溶剂和不同的提取方法(超声波提取和加速溶剂萃取(ASE))应用于土壤内醚糖(1,6-脱水-β-D-吡喃葡萄糖)提取的提取效率,并通过单因素优化实验建立了土壤内醚糖的高效、稳定的提取方法.实验结果表明,ASE内醚糖提取方法具有更高、更稳定的回收效率.利用甲醇作为提取溶剂,ASE提取方法得到了99%的内醚糖回收率.应用建立的ASE提取方法,检测了受森林火灾影响的土壤样品中内醚糖含量,验证了本提取方法应用的可靠性.