上海市延安高架道路绿地土壤与沿线灰尘中铅的分布特征

对上海市区延安高架道路两旁绿地土壤和沿线灰尘中铅的含量调查发现,延安高架道路沿线绿地土壤中全铅平均质量浓度为93.61 mg/kg,是上海市土壤背景值的3.7倍,沿线灰尘全铅平均质量浓度为324.62 mg/kg,远远超过了绿地土壤中铅的含量.研究区域土壤和灰尘中铅的空间分布差异较大,部分地区出现严重积累.土壤和灰尘中铅的分布规律趋于一致,均表现为延安东路最高,其次是延安中路,延安西路最低.所选区域随着垂直道路水平距离的增加,土壤中铅含量的分布呈现一定的规律性,却易受人为影响而变得复杂多样.     

西南喀斯特流域岩溶水氢氧同位素时空分布特征及水文意义——以后寨河流域为例

受多重导水介质影响,喀斯特流域水循环过程复杂,只以水分为研究对象的水文学方法难以刻画其时空变化特征及其受喀斯特水文地质条件的控制作用。稳定氢氧同位素赋予岩溶水指纹信息,为解译喀斯特流域水循环时空演变与水文功能提供了重要研究手段。论文选取贵州普定后寨河流域为研究对象,基于月尺度的高空间分辨率的水样采集,结合聚类分析和克里金插值方法,分析流域岩溶地下水氢氧同位素和反映蒸发分馏程度的Lc指数时空分布特征及其影响因素。以此为基础,研究喀斯特流域降雨混合、水文连通性及水流路径等水文作用。结果表明,研究区雨季岩溶地下水δ¹⁸O与Lc偏负,枯季岩溶水整体δ¹⁸O与Lc相对偏正,表明雨季湿热条件下,岩溶地下水受“新”、“老”水混合作用与流域蒸发过程的共同影响,枯季地下水混合作用较弱,蒸发作用弱;相较于中下游覆盖型岩溶区,流域上游峰丛区岩溶水δ¹⁸O偏负,Lc偏正,表明流域上游土壤/表层岩溶带浅薄山区,降雨入渗迅速,岩溶水中土壤水成分较低,下游土壤较厚,入渗较慢且蒸发强烈,地下水蓄存时间长,岩溶水中土壤水成分较高。干湿交替期,岩溶水Lc快...     

放射性碳同位素在地表水体有机碳来源示踪中的研究进展

随着加速器质谱分析测试技术的不断发展,天然放射性碳同位素(Δ¹⁴C)被广泛应用于地表水环境研究。地表水(河流、湖泊)有机碳循环在全球碳循环中发挥着重要作用。利用放射性碳同位素探究地表水环境有机碳循环,不仅能定量识别有机碳的来源贡献率,还能提供有机碳迁移转化过程的信息。本文综合介绍了放射性碳同位素分析技术原理,比较了溶解有机碳化学前处理三种方法(高温燃烧法、紫外氧化法、化学湿法氧化)的优缺点,系统总结了国内外放射性碳同位素在河流和湖泊系统有机碳循环中的研究进展,并提出国内研究应加强的领域,以及联合利用放射性碳同位素与其他分析测试手段,对地表水体有机碳循环的研究进行展望。     

SIMP钢在高温液态铅铋合金中的腐蚀行为

目的 研究SIMP钢在不同溶解氧浓度的高温液态铅铋合金中长期浸泡后腐蚀产物的变化规律。方法 在550 ℃静态液态铅铋合金(饱和氧状态和贫氧状态)中对SIMP钢进行500、1 000、2 000、3 500、5 000 h的腐蚀试验。通过观察腐蚀后试样的表面和截面形貌,进行物化分析,对比不同时间下腐蚀层厚度以及腐蚀产物结构的变化,得出溶解氧浓度和浸泡时间的变化对腐蚀产物的影响规律。结果 在贫氧环境中,SIMP钢的腐蚀类型主要为氧化腐蚀,氧化腐蚀产物具有双层结构,外层为Fe-Cr尖晶石氧化层,内层为富铬氧化物与基体的混合物层;在饱和氧环境,SIMP钢腐蚀产物则具有3层结构,外层为Fe3O4磁铁矿层,中层为Fe-Cr尖晶石氧化层,最内层为富铬氧化物与基体的混合物层。结论 溶解氧浓度和浸泡时间的变化对腐蚀产物的结构和厚度产生了显著影响,SIMP钢在贫氧环境中呈现出优异的耐腐蚀性能。     

好氧微生物降解林丹过程中碳-氯二维稳定同位素的分馏特性

六氯环己烷 (HCH) 是一种持久性污染物,环境存量较大时会造成污染,定量研究其在环境中的迁移转化过程具有重要意义。研究了3种好氧微生物Sphingobium quisquiliarum P25、Sphingobium ummariense RL-3和Sphingobium sp. F2降解γ-HCH (林丹) 的过程,应用单体稳定同位素分析技术 (CSIA) 探究了不同微生物对HCH的降解效果,及其对HCH转化与迁移行为的影响。结果表明：1) 3种微生物降解γ-HCH的过程符合一级反应动力学原理;2) 降解过程中碳分馏系数 (ε_C) 分别为−(4.3±0.4)‰,−(1.6±0.1) ‰和−(5.7±0.5) ‰,氯同位素分馏系数 (ε_Cl) 分别为−(1.1±0.6) ‰,−(1.5±0.2) ‰和−(1.5±0.4)‰;3) 二维同位素分馏系数 (Λ_C-Cl) 分别为(3.0±0.3),(1.1±0.1)和(2.7±0.2)。本研究结果可为应用单体稳定同位素分析技术解析复杂环境中HCH的迁移转化过程并评估HCH污染场地修复效果提供参考。     

夏季白洋淀颗粒的有机质碳氮同位素特征及其来源解析

为阐明白洋淀颗粒有机质碳氮同位素空间分布差异及其来源,于2022年9月测定了白洋淀夏季悬浮颗粒物样品中颗粒有机碳 (POC) 、颗粒有机氮 (PON) 、δ¹³C和δ¹⁵N,并运用MixSIAR模型对颗粒有机质来源进行分析。结果表明,白洋淀内POC和PON质量分数分别为3.55%~21.91%和0.44%~2.93%,全淀区POC和PON整体水平处于8.60%±5.52%和1.14%±0.72%,受入淀河流的影响,POC、PON整体空间分布存在较大差异;δ¹³C和δ¹⁵N的范围分别为−25.27‰~−32.95‰和3.86‰~7.32‰,呈由淀南向淀北逐渐偏正的趋势,表明由南向北外源贡献升高,自生源贡献降低。贝叶斯混合模型计算结果表明,悬浮颗粒有机质主要来源于浮游植物 (28.60%~37.40%) 、陆源植物 (22.40%~34.30%) 和水生植物 (30.20%~31.30%) ,内源自生贡献率高达59.90%。基于上述研究,提出在适当的时期通过收割淀内芦苇等挺水植物及适当的对沉水植物及藻类残体进行打捞的工程措施,可有效降低自生源对于有机质的贡献,进而切断有机质对于水环境中有机碳氮的贡献,确保水质的达标和稳固提升。本研究结果可为白洋淀的水质保护及修复提供理论参考。     

含磷材料对矿区铅镉污染土壤重金属形态转化的影响

以湖南郴州东江湖风景区矿区遗留地重金属污染土壤为研究对象,研究了3种含P材料,及其与蒙脱石的组合材料,对矿区土壤铅镉污染的修复效果。实验设6组处理,分别为P1组、P2组、P3组、P1+M组、P2+M组、P3+M组,通过添加5%的稳定剂,稳定2d后,分析土壤中铅镉的形态变化。实验结果表明:添加含P材料,及组合材料后,土壤中铅镉的离子交换态、铁锰结合态、有机结合态大幅度降低,残渣态显著升高。对Pb离子转化效果均在90.00%以上, Cd离子的转化效率相对较差,最优P1处理效果为74.20%。离子交换态的减少,有效地降低了重金属的生物有效性,有效地降低了环境风险。同时,含P材料均增加了土壤有效磷的含量,对矿区土壤的肥力也有一定提升。     

壳聚糖Pb2+螯合吸附剂的性能表征

用先印迹和后印迹方法制备了2种壳聚糖Pb2+螯合吸附剂(Pb-TMCS和TMCS-Pb),考察了吸附剂对 Pb2+的吸附性能。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X 射线能谱仪 (EDS)对吸附前后的Pb-TMCS,TMCS-Pb及壳聚糖(CS)分别进行形貌、结构及组成的表征。结果表明, 与TMCS-Pb和CS相比,先印迹方法制备的Pb-TMCS对Pb2+的吸附容量最大,可达45.38 mg/g;表面更加粗糙;包覆了磁性物质Fe3O4,具有磁性,能够迅速从吸附后的溶液中分离出来;对Pb2+的吸附机理是—NH2、—OH和CS与Pb2+发生了螯合反应;先印迹能留下更多印迹空穴,对Pb2+的吸附选择性更好。     

小花南芥与玉米间作对Pb化学形态及富集特征的影响

间作植物根与根之间的相互作用影响根际土壤理化性质。目前关于超富集植物与作物间作根际土壤pH是否引起Pb赋存形态的变化,不同赋存形态与超富集植物和作物富集Pb的差异机理尚不清楚。设置不同Pb处理浓度,小花南芥和玉米间作、单作为对照的土培实验。随着Pb处理浓度增加,间作小花南芥生物量显著增加,范围为19.00%~181.08%,Pb富集系数为2.78,显著增加74.02%,转运系数为1.46,变化不显著,其中Pb含量显著增加25%。Pb赋存形态主要以难溶态果酸盐、蛋白质和磷酸盐结合态存在,约占总量的50%,间作显著降低小花南芥根际土壤溶液、根和茎叶中的pH;间作玉米生物量随着Pb处理浓度先显著增加后降低,增加范围为18.59%~49.48%,Pb富集系数平均为0.53,显著降低34.57%,转运系数平均为0.56,显著降低12.51%,Pb赋存形态以草酸盐结合态存在,约占30%,间作显著增加玉米根际土壤溶液、根和茎叶中的pH。揭示间作改变2种植物根际土壤溶液、根和茎叶中pH,从而引起Pb化学形态不同,这是导致超富集植物小花南芥吸收富集Pb,降低玉米体内Pb的主要原因。     

改性拜耳法赤泥颗粒的制备及对土壤铅的稳定化处理

拜耳法赤泥产量大且成分复杂,碱性强,难处理,易引起环境污染。而近年土壤重金属污染形势严峻,儿童血铅中毒事件时有发生。针对上述问题,以拜耳法赤泥为主要原料,加入少量水泥等添加剂改性制备赤泥基颗粒材料,并将其应用于土壤中铅的稳定化。结果表明,材料配方为2%水泥+5%石膏+5%粉煤灰+5%磷酸二氢钙+83%,水灰比为0.5,圆盘造粒参数为28°﹣1﹣1时为颗粒最佳条件。按此配方制备的赤泥颗粒对铅污染浓度为100、250、500 和 800 mg·kg﹣1的模拟污染土壤进行修复,当投加5%的颗粒,稳定10 d后,土壤中铅的生物可利用态分别降低了72.52％、65.38％、64.73％和40.03％,而残渣态增加了43.4％、35.13％、43.42％和43.97％,有随着污土浓度增加而增加的趋势,表明赤泥制备成颗粒材料后能有效稳定土壤中不同浓度的铅。