处理生活污水湿地植物的筛选与净化潜力评价

为了建立一套科学的湿地植物筛选与净化潜力评价体系,以17种湿地植物为材料,在综合应用原有各种湿地植物筛选与评价指标的基础上,增加植物逆境酶和基质酶,对所有指标进行聚类分析.结果表明,17种植物的根系数量、长度、活力、叶片过氧化物酶活性、生长量、氮磷平均浓度、氮磷的积累能力存在一定的差异,根系附近基质脲酶活性与磷酸酶活性也存在一定的差异.根据净化潜力的综合评价体系,可以把17种植物聚类为3大类,第1大类净化潜力较强,包括美人蕉、芦苇、风车草、水葱、再力花、千屈菜、花叶美人蕉;第2大类净化潜力中等,包括菖蒲、花叶芦竹、香蒲、梭鱼草;第3大类净化潜力较弱,包括野芋、鸢尾、灯心草、葱兰、泽泻、花菖蒲.     

湖南采矿区和冶炼区水稻土重金属污染及其潜在风险评价

对湖南省9个县市采矿区和冶炼区附近的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb进行了调查和分析.结果表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb的含量呈对数正态分布.单因子污染指数法评价表明,在所调查的区域中,有6个县市矿区和冶炼区附近的水稻土受到Cd的严重污染,其它地区的水稻土分别受到Cd、As、Cu、Zn和Pb不同程度的污染,其中衡阳常宁市水口山铅锌矿区和株洲清水塘冶炼区附近的水稻土受到重金属的严重污染.潜在风险评价表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中Cd潜在风险参数最高,其次是Pb和As.衡阳常宁水口山铅锌矿、株洲清水塘冶炼区、娄底冷水江锡矿和湘潭锰矿附近的水稻土中重金属的潜在生态风险参数很高,具有很高潜在风险程度;永州道县冶炼区水稻土中重金属的潜在生态风险程度为较高程度;郴州柿竹园铅锌矿.常德石门雄磺矿、益阳赫山区金矿区和岳阳临湘铅锌矿区附近的水稻土的重金属潜在生态风险为中等程度.     

长江中游干流及22条支流表层水中多氯联苯的分布特征及其潜在风险

采用GC/MS/MS技术对长江中游重庆至宜昌段22条支流和干流的47个表层水样进行分析.实验发现支流表层水样中PCB8、28、52和118是优势污染物,而干流表层水样中PCB8和28是优势污染物.ΣPCBs在支流和干流表层水样中的几何均值分别为20.71 ng.L-1和13.25 ng.L-1,ΣPCBs最高检出浓度61.79 ng.L-1出现在支流壤渡河,最低浓度3.77 ng.L-1出现在支流草塘河;85%的支流表层水样中ΣPCBs的浓度高于美国环境保护署制定的连续暴露基准浓度14 ng.L-1,但所有支流和干流水样中ΣPCBs的检出浓度都远低于国家饮用水标准限值500 ng.L-1;实验结果与国内外相关文献报道值相比较,也显示该研究区域表层水中PCBs浓度处于较低水平,癌症风险评价结果表明饮用支流和干流的水因摄入PCBs而带来的风险分别为2.07×10-7和1.33×10-7,说明研究区水样中因PCBs污染引起的癌症风险较低.     

雷州半岛地下水重金属来源解析及健康风险评价

地下水重金属的来源确定和健康风险评估,是新时期我国环境管理中重点关注和亟待解决的问题之一.为了解雷州半岛地下水环境状况,采集44件地下水样品,测定分析了Cr、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb元素的浓度和空间分布特征,并运用相关系数和主成分分析探讨了地下水重金属的来源,最后结合健康风险模型对不同途径所引起的健康风险进行评价.结果表明：①除As、Mn和Cd外,雷州半岛地下水重金属元素的平均值均未超过Ⅱ类水质标准（GB/T 14848-2017）.②总体空间分布表现出明显的空间差异性,即南部高于北部.③研究区8种重金属可被辨识出3种主成分（PCs）,PC1（Cu、Zn、Cd和Pb）主要为工农业及交通因子,PC2（Cr、Mn和As）主要为自然源和人为源双重因子,PC3（Hg）主要为自然源因子.④研究区各金属的健康风险均在可接受范围内,成人的风险高于儿童,饮用途径的风险高于皮肤暴露途径.环保部门应指导合理地开采地下水资源,严格控制污染来源,以期降低健康风险.     

雷州半岛地下水化学特征及控制因素分析

雷州半岛地下水资源为雷州半岛经济社会发展提供有力的资源支撑,厘清该区地下水化学特征及形成机制对水资源的合理开采及可持续利用具有重要意义.本研究采集43组雷州半岛地下水样品,运用描述性统计分析、Piper三线图、ArcGIS空间插值、Gibbs图以及离子比值等方法分析地下水水化学特征及其控制因素.结果表明：①研究区地下水阴阳离子以HCO₃^-、Ca²⁺和Na⁺为主,水化学类型以HCO₃-Cl-Na-Ca、HCO₃-Cl-Na-Ca-Mg、HCO₃-Cl-Na-Mg和HCO₃-Na型为主.研究区地下水中的Cl^-、SO₄^2-和Na⁺在雷州市西部含量较高,在其他区域均较低,HCO₃^-、NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺和K⁺这5种离子含量较高的区域主要集中在西南和东部沿海.②地下水化学演化过程主要受水岩作用、阳离子交替吸附和人类活动的影响.Na⁺和K⁺来源主要是蒸发盐岩和硅酸盐岩,Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于碳酸盐岩溶解,NO₃^-主要来源于人类活动.     

含铁材料对污染水稻土中砷的稳定化效果

通过化学实验方法,向砷污染水稻土中添加4种含铁材料(FeCl3、FeCl2、Fe0和Fe2O3),分析稳定后土壤中pH、砷形态及砷毒性浸出量的变化,研究4种含铁材料对污染水稻土中砷的稳定化效果。结果表明,FeCl3和FeCl2处理降低了土壤pH,Fe0和Fe2O3处理对土壤pH影响不大。4种含铁材料均明显降低了土壤中易溶态砷(WE-As)和毒性浸出砷含量。在最大添加量为8.00 g/kg时,FeCl3、FeCl2、Fe0和Fe2O3分别使易溶态砷比对照降低了86.4%、63.6%、77.3%和36.4%,使毒性浸出砷比对照降低了96.3%、88.9%、70.4%和30.4%。4种含铁材料均对水稻土壤中砷具有较好的稳定化效果,且能力大小依次为:FeCl3FeCl2、Fe0Fe2O3。Fe0和Fe2O3处理使WE-As、铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)向钙型砷(Ca-As)和残渣态砷(RS-As)转化;FeCl3处理使土壤WE-As、Al-As向Fe-As、Ca-As和RS-As转化;FeCl2处理使土壤WE-As、Ca-As向Al-As、Fe-As转化,对RS-As影响不明显。说明Fe0固砷的机理与Fe2O3相似,与FeCl3有一定差异,与FeCl2的差异可能更大。     

2种组配改良剂修复镉砷复合污染稻田土壤的研究

将2种复合改良剂LI(碳酸钙+铁粉)和HI(羟基磷灰石+铁粉)施加于镉、砷复合污染稻田土壤,设置投加比例分别为1∶2、1∶1、2∶1,通过分析熟化后土壤的p H值、毒性浸出(TCLP提取态)镉、砷含量及交换态镉和砷含量,研究了复合改良剂同时固定这两种污染元素的效果.结果表明,施加LI使土壤p H值提高了0.60~1.21,降低了土壤TCLP提取态镉、交换态镉含量,以及TCLP提取态砷和交换态砷含量;与对照相比,配比为2∶1的LI使土壤TCLP提取态镉含量降低了60.97%,效果较好;配比为1∶2和1∶1的LI分别使TCLP提取态砷含量降低了29.81%、29.85%;配比为1∶2的LI使交换态砷含量降低了55.18%.施加HI同样提高了土壤的p H值(升高了0.51~0.73),同时降低了土壤中97.05%~98.09%的TCLP提取态镉含量,效果显著;施加HI略微提高了土壤TCLP提取态砷含量,但却略微降低了土壤交换态砷含量.在本实验条件下,综合考虑土壤中镉和砷的稳定化效果,LI的效果明显好于HI.其中,从TCLP提取态镉和砷含量来评价,2∶1的LI施用效果最佳;从交换态镉和砷含量来评价,1∶2的LI施用效果最佳.     

土壤-植物系统中模拟酸雨与Cd复合污染的短期环境效应--黄豆盆栽试验

通过盆栽实验,研究了在黄豆(Glycne max)的一个生长周期内,模拟酸雨与Cd复合污染对土壤基本性质的影响,模拟酸雨作用下土壤-植物系统中Cd的迁移转化规律以及模拟酸雨与Cd复合污染对黄豆生长与生理特性的影响,探讨了土壤-植物系统中这种复合污染的短期环境效应.结果表明,短期内模拟酸雨和Cd污染对土壤-植物系统都有致害作用,但Cd污染的效应大于模拟酸雨的效应,模拟酸雨与Cd复合污染环境效应大于这2种污染物的单因素效应,且表现出明显的协同作用.在本试验条件下,pH值为3.5的模拟酸雨和20 mg·kg-1Cd的处理组合对土壤-植物系统的危害最严重.尽管在短期内,协同作用仅在土壤交换态Cd含量、黄豆茎和根中的Cd含量这3项指标上得到一定程度的体现,但这种复合污染的化学机制和环境效应值得关注,这2种污染物长时期共同作用对土壤-植物系统的影响也值得深入研究.     

2种组配改良剂对稻田土壤重金属有效性的效果

为研究2种组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)和HZ(羟基磷灰石+沸石)对土壤重金属的生物有效性以及水稻吸收累积重金属的影响,在湘南某矿区附近污染稻田中施用了不同添加量(0,2,4,8g/kg)的两种组配改良剂,并进行了水稻种植的田间试验.结果表明,施用2~8g/kg组配改良剂LS和HZ均能使土壤pH值和CEC含量显著增加,有机质含量变化不明显,LS比HZ更能提高土壤pH值和CEC含量.施用2~8g/kg组配改良剂LS能使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低25.7%~52.2%、12.7%~25.7%、6.4%~17.2%和8.6%~23.4%,施用2~8g/kg HZ使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低57.6%~80.1%、7.0%~40.9%、2.3%~22.7%和4.5%~33.2%.两种组配改良剂能显著降低土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的生物有效性,抑制水稻植株对Pb和Cd的吸收,土壤Pb、Cd和Cu的TCLP提取态含量与水稻根系和糙米中Pb、Cd和Cu的含量之间存在显著或极显著的正相关关系,TCLP提取态含量能较好的表示重金属在土壤中的生物有效性.     

2种无机洗脱剂对矿区污染土壤中铅、镉的洗脱研究

选用HCl和CaCl2 2种无机洗脱剂对矿区重金属污染土壤进行化学洗脱试验,分析比较了2种洗脱剂对土壤中Pb、Cd的洗脱效果,并探讨了洗脱剂浓度、洗脱时间、温度、固液比、洗脱次数对土壤中Pb、Cd洗脱效果的影响.结果表明,对于土壤中Pb的洗脱,HCl的效果优于CaCl2,其洗脱率分别为26.0% ～68.2%和14.6% ～48.7%;而对于土壤中Cd的洗脱,CaCl2优于HCl,其洗脱率分别为30.7% ～54.6%和24.2% ～42.6%.在各影响因素中,洗脱剂浓度对土壤中Pb的洗脱有显著影响,而洗脱次数对土壤中Cd的洗脱有显著影响,其他因素对Pb、Cd的洗脱均无显著影响.洗脱土壤中Pb的最佳操作条件为:HCl 200 mmol·L-1、时间240 min、温度20 ℃、m(固)∶V(液)=1∶15、洗脱2次;洗脱土壤中Cd的最佳操作条件为:CaCl2 50 mmol·L-1、时间240 min、温度35 ℃、m(固)∶V(液)=1∶20、洗脱4次.