生物降解对土壤气中苯衰减系数及筛选值的影响

以砂质土壤为例,采用Bio-vapor软件计算了生物降解对苯的a i-s(衰减系数)及筛选值的影响,并对关键影响参数〔c s(污染源苯质量浓度)、LT(建筑底板与污染源距离)、L a(好氧土层厚度)和k w(生物降解系数)〕进行分析.结果表明:当c s≥5×105mg/m3时,生物降解对a i-s基本无贡献;当c s≤1×104mg/m3时,生物降解可导致a i-s降低1~2个数量级,但降幅随c s和LT的变化不明显;当c s介于二者之间时,生物降解对a i-s的作用受LT变化的影响较明显,LT升高1个数量级时,生物降解可导致a i-s降低2个数量级.生物降解对a i-s的作用受L a影响比较明显,L a由0.50 m增至1.50 m时,生物降解可导致a i-s降低2个数量级.Bio-vapor软件预测的砂质土壤条件下L a的最大值为0.63 m,低于现场普遍测试结果(1.50 m),表明该模型预测结果可能过于保守,实际项目中可通过测试土壤气中各组分的纵向分布确定L a.当c s≤5×104mg/m3时,k w由0.033 h-1增至2.000 h-1,生物降解将导致a i-s降低2个数量级.因此,同一概念模型下考虑生物降解时土壤气中苯筛选值高于不考虑生物降解时1~2个数量级.     

染料厂污染土壤中六氯苯的水淹法厌氧降解

以乙酸为碳源,采用正交实验的方法,探讨了水淹法厌氧降解某染料厂污染土壤中六氯苯的效果,研究考察了初始pH、反应温度和固液比3个环境因素对六氯苯降解率的影响,确定了六氯苯最佳的厌氧降解条件。结果表明,初始pH对土壤中六氯苯的降解率影响最大。在初始pH为5,反应温度为45℃,固液比为1∶1的最佳反应条件下,六氯苯的降解率最高达到52.56%。     

生石灰强化机械通风法修复三氯乙烯污染土壤

机械通风法是一种操作简单、效果好、成本低的土壤修复技术,特别适合大型挥发性有机化合物(VOC)污染场地的土壤修复,但在环境温度低、土壤含水率高、土壤黏性大等情况下,其修复效果和修复周期会受到极大影响,且土壤中高浓度的污染物残留将严重影响场地修复目标的实现。为了解决这一问题,采用了在土壤中添加一定量生石灰的强化措施。结果表明:(1)生石灰可以显著提高机械通风法修复三氯乙烯(TCE)污染土壤的效果,缩短修复周期,降低污染物在土壤中的残留浓度。(2)生石灰对TCE的强化作用与生石灰的添加量和土壤类型有关,粉质黏土的强化效果要好于粉土和细砂,生石灰添加量越多,强化效果越好;(3)生石灰强化处理TCE的主要机制是提高土壤温度、降低土壤含水率、增加土壤通透性,促进土壤中TCE的解吸和挥发。     

氯代烃污染土壤的纳米零价铁厌氧修复研究

有机氯代烃引发的土壤环境污染问题已日趋严重。以纳米零价铁厌氧还原技术为核心的厌氧降解修复技术已逐渐成为有机氯代烃污染土壤厌氧降解研究的热点。有机氯代烃自身分子结构的差异性决定了有机氯代烃的挥发性、持久性及生物毒性等理化性质差异巨大,最终影响到污染土壤厌氧修复技术的优化。文章系统梳理、总结了不同分子结构的有机氯代烃污染土壤的纳米零价铁厌氧修复研究进展,分析了不同分子结构的有机氯代烃的厌氧降解途径,比较了不同分子结构有机氯代烃的厌氧降解效果,以期能够为深入开展有机氯代烃污染土壤的纳米零价铁修复研究工作提供借鉴。     

基于保护地下水的北京市土壤通用筛选值推导

分别采用三相平衡耦合地下水稀释模型(以下称方法1)和SESOIL耦合地下水稀释模型(以下称方法2)对北京市不同水文地质条件(永定河山前冲洪积扇顶部区域、中上部区域和下部区域)下27种VOCs(挥发性有机污染物)、31种SVOCs(半挥发性有机污染物)、11种农药/PCBs(多氯联苯)及二英基于保护地下水的土壤通用筛选值进行推导. 结果表明,下部区域土壤通用筛选值最保守,顶部区域次之,中上部区域最宽松. 采用方法1推导的中上部区域土壤通用筛选值分别是顶部区域和下部区域的1.1~1.4、9.9~34.9倍,顶部区域土壤通用筛选值是下部的10.7~24.9倍;采用方法2推导的中上部区域土壤通用筛选值是下部区域的9.8~49.9倍. 对于有连续非饱和带弱水层的中上部区域及下部区域,方法2推导的结果较方法1宽松. 其中,PAHs(多环芳烃)、PCBs、二英、多数农药及酯类等高K_oc(有机碳-水分配系数)污染物均难以穿透清洁非饱和土壤进入地下水;而对于VOCs、酚类等低K_oc污染物,方法2推导的中上部区域土壤通用筛选值普遍是方法1的4.3~18.4倍,下部区域为方法1的3.0~24.6倍. 考虑到土壤通用筛选值应具有风险筛选功能及一定保守性,建议各种污染物以顶部区域方法1推导结果及中上部区域和下部区域方法2推导结果中最保守的值作为北京市基于保护地下水的土壤通用筛选值.      

基于文献计量分析土壤修复的研究现状与趋势

本文对CNKI中国期刊全文数据库、万方数据库以及重庆维普数据库收录的有关我国污染土壤修复的研究论文进行了检索,以文献计量学方法进行统计分析,明确了我国污染土壤修复研究的发展现状。2000—2011年,我国污染土壤修复领域的文献量呈快速上升趋势,污染土壤修复的研究在全国范围内得到了关注。该领域涉及作者6 012名,核心作者129名。著录发文机构共1 067家,发表论文100篇及以上的机构3家,是本领域的主要研究机构,中国科学院发文数量居首位。被引次数排在前10位的论文总被引次数为3 188,被引次数最高的前3篇论文分别刊登在《土壤通报》、《科学通报》上。《农业环境科学学报》(其前身《农业环境保护》)刊发论文数量、影响因子居于榜首,《安徽农业科学》刊发89篇,位居第2。关键词分析表明,重金属污染、有机物污染、农药污染是我国土壤污染的主要类型;土壤修复方式以植物修复、微生物修复、电动修复较多,化学修复、物理修复、淋溶修复较少;原位修复较异位修复研究为多。     

土壤中苯向大气挥发过程的影响因素和通量特征研究

采用通量箱(30.0 cm×17.5 cm×29.0 cm)研究砂土与黑土中苯挥发过程中的影响因素和通量变化特征.通过模拟不同空气流速、不同温度,并设定土壤类型、土壤含水量、初始浓度等条件,实时监测通量箱中各层土壤气相中和土壤上方空气中苯的浓度,来分析不同条件下苯的挥发特征.结果表明,砂土和黑土中苯的挥发通量分别随着土壤含水量的增加而降低,土壤充气空隙率相近情况下,苯在砂土中的挥发通量明显高于黑土.空气流速在300~900 mL·min-1范围内,砂土中苯挥发通量随空气流速升高而加大;在20~40℃范围内对黑土的试验结果表明,苯挥发强度受温度影响显著.苯挥发通量与土壤中苯浓度呈线性相关,其可根据土壤中苯初始浓度和水溶出浓度进行预测.     

铁铝吸附剂对起爆药污染土壤中锑的稳定化研究

采用3种铁基吸附剂（FeSO₄•7H₂O、针铁矿、Fe⁰）和铝基吸附剂（Al（OH）₃）,对某起爆药污染场地土壤中锑（Sb）进行稳定化处理,通过等温吸附实验、批量浸出实验、比表面积测定以及BCR分析,研究了铁、铝单一和混合吸附剂的稳定化效果以及稳定化前后土壤比表面积及Sb形态的变化.结果表明：不同铁基吸附剂对Sb的等温吸附符合Freundlich模型,FeSO₄ （log K_f= 5.85）的吸附能力明显高于Fe⁰ （log K_f = 3.21）和针铁矿（log K_f = 4.32）;稳定时间为10d的条件下,不同铁基吸附剂对Sb的稳定化效率随添加量的增大而提高,且10%FeSO₄（97.1%） > 10% Fe⁰（72.3%） > 针铁矿（41.0%）;FeSO₄的添加明显促进了土壤中Zn、Cu、Pb的浸出,达到原土壤浸出浓度的1990.2、2.8倍和21.6倍,添加Al（OH）₃后能够显著降低Zn、Cu、Pb的浸出浓度,添加量为4%时,稳定化效率分别达到93.8%（Zn）、93.5%（Cu）和98.3%（Pb）;5%FeSO₄和4% Al（OH）₃混合吸附剂对Sb及Zn、Cu、Pb的综合稳定化效率最好,处理10d后稳定化效率最高可达94.6%、74.2%、82.2%和97.6%;进一步分析表明,混合吸附剂添加后比表面积能够达到原土壤的1.31~1.67倍,残渣态Sb比例增加0.037~0.197倍,与稳定化效果相一致,表明铁铝混合吸附剂是处理起爆药污染场地复合重金属污染土壤的有效途径.     

基于特定场地污染概念模型的健康风险评估案例研究

对某有机化工厂地下水下游方向拟建设的地铁站所在区域土壤及地下水开展污染调查,结果表明,拟建地铁站区域深层土壤及地下水均被1,2-二氯乙烷污染,其中,土壤样品最高浓度104.08 mg·kg-1,位于地表以下8.6 m深处;地下水样品最高浓度18 500μg·L-1.污染主要由位于上游的有机化工厂生产排污所致.本研究依据调查结果并结合地铁站的特殊结构设计构建了该场地特定的污染概念模型,推导了相应的风险计算公式用于计算站内人员的健康风险,并与基于通用污染概念模型建立的风险计算公式的评价结果进行比较.两种模型计算结果均表明该区域土壤及地下水中污染对未来地铁站工作人员造成的致癌风险将远高于目前普遍接受的风险水平(1×10-6),但前者计算的土壤和地下水对未来地铁工作人员造成的致癌风险要比后者分别高2倍和1.5倍.由此可见,对于具体的场地评价项目,应考虑场地的污染特性及未来建筑的结构特性对现有评估模型进行修正后进行健康风险评估,以避免因直接套用现有导则中的计算模型使最终评估结果偏离客观实际.     

基于形态及生物可给性的汞污染场地概率风险

为准确客观地评估汞污染场地的人体健康风险,克服当前土壤修复目标值过于保守的缺陷,对我国东北某大型汞化工废渣遗留场地进行详细环境调查,使用场地均匀设置的313个土壤样品（地表下0.5 m）的总汞含量检出数据、9个样品的零价汞含量占比数据、30个样品的胃肠可给态汞含量占比数据进行蒙特卡洛概率模拟,使用参数的概率模拟值进行汞经口摄入和气态呼吸吸入的人体健康风险和修复目标值的概率预测.结果表明:①场地的总汞含量在空间上差异明显,变化范围为0.002~579.14 mg/kg,变异系数为3.88,且主要集中在0~2.5 m;零价汞含量占比平均为15.2%±6.4%,与土壤总汞含量呈显著对数负相关（R2=0.784 5）;胃肠可给态汞含量占比平均为2.74%±2.81%,与总汞含量不具有显著相关关系.②气态呼吸吸入是该场地主要的人体健康风险来源,占总风险值的90%,风险不可忽略（危害商大于1）的概率为5.00%;经口摄入的风险不可忽略（危害商大于1）的概率为0.15%.③基于零价汞、胃肠可给态汞含量的修复目标值累积概率分布的5%上分位数为53.8 mg/kg,相应的修复面积分别为5 427.9 m2,显著低于以GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》中第一类用地风险筛选值（8 mg/kg）为修复目标值而确定的修复面积（37 057.6 m2）;零价汞含量占比与儿童体重是影响修复目标值最主要的参数,对修复目标值的不确定性贡献率分别为-78%和42%.研究显示,基于土壤汞形态及生物可给性的概率风险评估能更为准确地显示污染场地的人体健康风险及主要风险途径,也能有效降低相应的修复目标值,避免对场地过度修复.