A model for evaluation of the phytoavailability of trace elements to vegetables under the field conditions

Currently, several single extraction methods are used for the evaluation of the phytoavailability of metals using pot experiments. A systematic comparison, however, is lacking. It is especially true for the field studies. This study was to investigate the phytoavailability of trace elements to vegetables grown on metal-contaminated soils under the field conditions. All soils collected were typical calcareous soils in northern China. Four frequently used methods using CaCl2, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), CH3COOH, and water as extractants were compared for phyto-availability. The concentrations of metals extracted by these four extraction methods ranged from 3.42 to 815, 1.51- 6965, 0.732-24473, 0.688-7863, 0.246-685, 1.99-5337 0.203-4649 ng/g for Cr, Ni, Zn, Cu, Cd, Pb and REEs, respectively. Simple correlation analysis indicated that a significant correlation (Cr: r = 0.5411**; Zn: r = 0.6352**; Cd: r = 0.6979**; Pb: r = 0.5537** and REEs: r = 0.5185** -0.6684**) was observed between the CaCl2-extractable metals in soil solution and that in Chinese cabbage. In addition, soil pH, organic matter (OM), and cation exchange capacity (CEC) also affect the phytoavailability. An empirical model was developed to express the combined effect of soil properties on the phytoavailability. The stepwise multiple regression analysis demonstrated that the phytoavailability of trace elements strongly correlated with the extractable fraction by CaCl2, total metal concentration in soils, and soil pH, OM, CEC. This model can describe approximately 75-95% of the variability of metal uptake and the r2 values ranged from 0.741** to 0.954**, which were much better than the single correlation analysis. For celery and cole, a strong correlation was obtained for Cr, Ni, Zn, Cu, Cd, La, Ce, Pr and Nd. For spinach and Chinese cabbage, however, a positive correlation was only observed for 1 and 3 metals, respectively. Generally, the developed empirical model can integrate the combined effects of soil properties, extractable metal fractions in soil solutions and plant species on the phytoavailability of metals to vegetables in the field conditions.     

WEBGIS及其在环境管理上的应用

WebGIS是当前地理信息系统发展的一个重要方向,本文介绍了采用了Java技术和XML技术的新的WebGIS体系结构,并结合ArcIMS的定制开发,结合通化市污染物总量控制给出了吉林省环境保护行业的WebGIS应用系统开发实例.     

中试规模下蜂窝式Mn-Ce/Al2O3脱硝催化剂的低温性能

采用自行设计的反应装置,研究中试规模条件下关键参数对蜂窝堇青石Mn-Ce/Al2O3催化剂脱硝效率的影响以及抗硫抗水性能,并通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）和比表面积测试仪（BET）研究催化剂的理化性质。结果表明,反应温度、空速、氨氮比对催化活性均有明显影响,同时,催化剂对氮氧化物浓度有较强适应性,NO浓度在134~469 mg·m-3区间内脱硝效率均可保持在75%以上。催化剂在100 oC,空速3 336 h-1,[NH3]/[NO]为0.9,烟气量20 m3·h-1条件下连续反应168 h,其催化效率可以稳定保持在75%~80%,说明蜂窝式Mn-Ce/Al2O3具有良好的稳定性。催化剂在含5%H2O气氛中催化效率由80%减少至60%,在去除H2O后抑制作用消失。反应气中通入143 mg·m-3 SO2后催化效率由80%降低至62%,停止通入SO2后活性不能恢复。同时通入143 mg·m-3 SO2和5%H2O,催化效率下降并维持在53%左右,停止通入后活性恢复至67%。通过对SO2中毒前后的催化剂表征分析可得,SO2存在条件下生成的硫酸铵盐堵塞了20 nm孔径以下的部分孔道,覆盖了催化剂表面活性位点,是引起效率下降的主要原因。     

粉煤灰、电石渣及其配合物碳酸化特性

为了促进粉煤灰和电石渣建材化高效利用和协同矿化CO2减排,研究了粉煤灰、电石渣及其配合物的碳酸化特性。实验采用pH在线测试方法分别对粉煤灰、电石渣以及两者配合物的碳酸化过程的pH进行在线测试,并对原料和产物进行XRD、TGA和SEM表征。结果表明：相同条件下,粉煤灰碳酸化浆液pH降到7.0的平均速度约为电石渣的51倍;与等量电石渣单独碳酸化相比,粉煤灰与电石渣按照4:1（质量比）复配碳酸化pH降低到7.0的速度较纯电石渣提高了近5.6倍,且在相同电石渣配量的条件下,粉煤灰-电石渣复配料比碳酸钙-电石渣复配料的碳酸化反应完成时间缩短了31.6%,说明电石渣与粉煤灰复配后进行碳酸化反应具有明显协同促进作用。TGA分析表明,纯粉煤灰和纯电石渣的固碳率分别约为2%和61.3%,粉煤灰与电石渣复配料的固碳率较等量单一电石渣和粉煤灰的固碳率之和的计算值提高了19.6%。SEM分析表明,粉煤灰与电石渣复配料碳酸化产物碳酸钙颗粒在粉煤灰表面呈现异位分散附着形态,而单一电石渣碳酸化产物碳酸钙则在电石渣颗粒表面呈现原位聚集附着形态。这可能是复配料固碳率提高的主要原因。     

响应面法优化石油降解菌性能的研究

从延长油田石油污染土壤中筛选出4株能以原油为唯一碳源生长的细菌单菌株,鉴定其优势菌株YC-2为枯草芽孢杆菌;利用响应面法进行实验设计,选定培养温度、pH值、氮磷比以及盐度为影响因素,对原油含量为0.5%的培养基进行YC-2菌株降解工艺优化,得到了原油降解率与4种因素之间的非线性回归方程,确定了降解原油的最优工艺条件:培养温度28℃;pH值6.5,氮磷比5.2:1,盐度0.45%。在最优条件下,预测降解率为53.9%,实验验证值为52.5%,结果显示,建立的模型具有较高的精度。     

污泥在CO2气氛下热解CO与CH4的生成特性

利用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究了典型市政污水污泥在CO2和N2气氛下的热解特性。基于TG-FTIR分析结果,采用等温模式配合法研究了CO2气氛下污泥固定床热解过程中CO和CH4的生成特性,建立了CO和CH4的生成动力学机理模型,并同传统N2气氛下污泥热解情况进行了对比,理论模型利用实际实验数据进行了验证分析。结果表明,在实验温度范围内2种气氛下CO与CH4的生成情况有着比较明显的差异,CO2气氛下CH4释放浓度在峰值和总量上都要低于N2气氛,CH4释放峰值来得更早,释放时间更为集中,释放过程也结束得更快。相反,CO的释放浓度峰值,总量以及持续时间在CO2气氛下都要远远高于N2气氛,随着温度的升高,差距越来越大,CO2的存在大大促进了CO的生成。经实验验证,理论推导所得的模型公式对于热解产物生成有着良好的预测结果。     

污染场地总石油类馏分分段法风险评估

在对某汽车工业污染场地开展土壤与地下水环境调查的基础上,根据《污染场地风险评估技术导则》中的推荐模型,采用馏分分段法对总石油类进行风险评估研究。结果表明,1)该场地主要污染物为总石油类,土壤污染物中C12~C16脂肪烃的非致癌危害商在敏感用地和非敏感用地两种用地方式下均大于1,地下水污染物中C8~C10脂肪烃、C12~C16脂肪烃、C16~C21脂肪烃、C21~C34脂肪烃、C21~C35芳香烃的非致癌危害商在两种用地方式下均远大于1;2)敏感用地方式下,土壤中总石油类的修复限值为1 023.92mg/kg,地下水中总石油类的修复限值为1.805 mg/L;3)非敏感用地方式下,土壤中总石油类修复限值为3 292.92 mg/kg,地下水中总石油类的修复限值为11.457 mg/L。     

我国高架交通系统环境振动研究概况

对目前国内该领域的研究手段、研究方法及研究成果进行了分析,指出了该领域的发展所需解决的问题,并给出了需要进一步深入探讨的几个研究课题。     

湖北省地质公园建设现状及对策

分析了湖北省国家地质公园和省级地质公园的地质遗迹资源概况和建设现状, 指出了目前地质公园建设中存在的主要问题, 并提出了今后的发展思路与建议.     

铁改性蓝藻生物炭去除水中四环素效能及机理

以蓝藻为原料制备生物炭,通过考察不同温度制备的蓝藻生物炭对四环素的吸附效能,筛选最优制备温度。采用液相还原法制备不同铁炭比的铁改性蓝藻生物炭,研究其对四环素的去除效能、影响因素及去除机理。结果表明：在700 ℃、铁炭质量比为1∶1条件下制备的铁改性蓝藻生物炭对四环素具有高效去除能力,60 min去除率可达87.2%,为改性前的1.2倍,吸附类型符合伪二级动力学方程（R²>0.99）。通过傅里叶红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射探讨铁改性蓝藻生物炭去除四环素性能与其结构的关系。结果表明,铁改性蓝藻生物炭对四环素的去除机理主要为吸附和化学降解作用,零价铁作为电子供体促进氧化还原反应的发生,含氧官能团作为电子转移桥梁在吸附降解过程中起着重要作用。影响因素试验结果表明,阴离子对铁改性蓝藻生物炭去除水中四环素效能的影响程度为SO₄ ²⁻>Cl⁻,阳离子影响程度为Ca²⁺>Na⁺,有机质黄腐酸相对于离子强度影响程度较弱。铁改性蓝藻生物炭对四环素类抗生素具有良好的去除能力,可为蓝藻资源化提供思路。