污泥稳定化过程中磷的转化规律和生物有效性

剩余活性污泥(简称污泥)作为污水生化处理的主要副产物,富集大量的磷元素,被认为是一种潜在的磷资源回收对象。本文系统地总结了污泥中磷的组成特征、分析表征方法,并综述了污泥不同稳定化过程中磷的转化规律和生物有效性。结果表明：(1)污泥中有机磷和无机磷含量分别占污泥总磷含量的10%～40%和60%～90%,无机磷主要为聚磷酸盐,有机磷主要为单酯有机磷和二酯有机磷;(2)污泥中磷可以采用顺序提取法分级,磷组成的分析表征方法主要有³¹P NMR、XRD法、XANES法、色谱法、FTIR法、FT-ICR MS法、酶解法等;(3)在污泥水热和热解过程中,聚磷酸盐和有机磷在高温高压条件下从污泥细胞中溶出,随着水热温度升高,有机磷逐渐分解为PO₄^3-,并在金属离子的捕获下生成稳定的难溶性正磷酸盐,而热解则会使得正磷酸盐进一步发生脱水脱氢反应,形成结构更加紧密和稳定的正磷酸盐矿物,在污泥厌氧消化过程中,厌氧微生物一方面会分解污泥细胞使得污泥中磷释放进入上清液,另一方面会将Fe³⁺还原为Fe²⁺,促...     

云贵地区磷矿分布区农田土壤重金属污染特征及对农产品质量的影响

为了解云贵地区磷矿背景下农田土壤重金属污染和生物有效性特征,对云贵地区重点磷矿分布区玉米、水稻和设施蔬菜3种农田土壤和作物可食部分重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)含量进行测定,分析农田土壤重金属污染特征,并探究其对农产品重金属含量的影响.结果 表明,云贵地区磷矿分布区农田土壤普遍富集Cd和Pb,与当地背景值相比,Cd和...     

广州市秋季PM2.5中重金属的污染水平与化学形态分析

采用消解法和连续提取法分析了广州市秋季PM2.5样品中10种重金属元素的总量和化学形态,对广州市PM2.5中重金属的污染水平和生物有效性进行了评价.结果表明,广州市PM2.5和重金属污染非常严重,其中PM2.5日浓度高达0.083 3～0.190 0mg·m-3,为1997年美国EPA相应标准的1.3～2.9倍.PM2.5中cd、Pb、Zn、Cu和Mo的富集因子K＞10,是典型的污染元素;而Ni、Mn、Co和Fe的K值为1-10,除部分来自人为活动外,主要还是自然作用来源.化学形态分析结果显示,超过80%的Al和Fe分布在有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态,而大部分zn、Pb、Cd和Cu分布在可溶态、可交换态、碳酸盐态、可氧化态和可还原态.生物有效性系数(k)分析结果说明,P2.5中重金属的生物有效性相对强弱顺序为:Cd＞Zn＞Pb＞Cu＞Mn＞Mo＞Co＞Ni＞Fe＞Al.其中Cd、Zn和Pb的k＞0.8,为生物可利用性元素;Cu、Mn、Mo、Co和Ni的k值在0.5左右,为潜在生物可利用性元素;Fe和Al的K＜0.2,为生物不可利用性元素.     

油菜-水稻轮作对作物吸收累积镉的影响

通过田间试验,利用不同吸镉特性的油菜与水稻轮作,研究镉污染农田土壤上不同轮作体系中植物对重金属的吸收累积规律,探索重金属污染土壤上农产品安全生产模式。研究结果表明:在镉污染农田土壤上,2个不同吸镉特性的油菜品种籽粒的产量没有显著性差异,高积累镉油菜品种朱苍花籽的籽粒中镉含量为0.29 mg/kg,超出食品污染物限量标准值的45%;而低积累镉油菜品种川油Ⅱ-93籽粒中镉含量为0.14 mg/kg,符合标准限值。2个油菜品种根系对根际土壤中的镉有不同程度的活化作用,川油Ⅱ-93的根际土有效镉含量由0.41 mg/kg上升到0.72 mg/kg,增长75.6%;朱苍花籽根际土中有效镉含量由0.45 mg/kg上升到0.55 mg/kg,增长22.2%。油菜收获后显著影响了下茬水稻糙米中镉的含量,油菜朱苍花籽成熟收获后种植水稻的轮作体系中,糙米中镉含量为0.22 mg/kg,超过标准限值10%,而其他轮作体系中糙米镉含量符合标准限值。通过品种筛选可以实现镉污染农田土壤的作物安全生产。     

重金属废水在线监测系统数据有效性审核研究

本文通过阐述重金属废水在线监测系统数据有效性审核的定义、条件及流程,指出有效性审核对保证数据准确性、可靠性、科学性及合法性所起的重要作用,提出信息化管理及预知性维修的建议.     

不同价态外源硒在石灰性土壤中的形态转化及其生物有效性

通过盆栽试验和连续浸提的方法,研究了外源硒酸盐(六价硒)和亚硒酸盐(四价硒)施入石灰性土壤后的形态转化及其对小白菜生物有效性的影响.结果表明,不同价态外源硒施入土壤后,土壤各形态硒含量均随外源硒添加量的增加而显著增大(p0.01).但两种外源硒在土壤中的形态变化明显不同,施入土壤的硒酸盐主要以可溶态形式存在,在土壤中的移动性相对较大;而亚硒酸盐主要以可交换态及碳酸盐结合态形式存在,并可由可溶态转化为其他土壤形态,从而降低了其生物有效性.Monod方程拟合结果表明,小白菜根系对六价硒的亲和能力显著大于四价硒,从而使得硒酸盐处理小白菜地上和地下部最大硒含量分别为亚硒酸盐处理的5倍和2倍,说明在石灰性土壤上硒酸盐比亚硒酸盐的生物有效性更高.另外,亚硒酸盐处理小白菜地下部最大硒含量是地上部的2.3倍,而硒酸盐处理小白菜地下部和地上部最大硒含量相近,说明小白菜根系吸收在硒累积和转运过程中起着至关重要的作用.     

毗邻铁矿的景区土壤重金属形态及生物有效性

采用三酸联合消煮法和Tessier连续提取法研究了毗邻铁矿的千山景区土壤重金属的总量和形态分布,同时通过对植物中重金属含量的检测,研究了土壤重金属的生物有效性。结果表明土壤中镉、铜含量均超过了国家自然风景区所需达到的土壤环境质量一级标准的上限,两者分别是一级标准的2.45～4.65倍和1.1～1.95倍,个别区域铅、锌也有超标;土壤中镉以残渣态和碳酸盐结合态为主,分别占总量的58.16%～83.17%和3.39%～22.91%,铜以残渣态和有机结合态为主,分别占总量的76.67%～88.82%和3.75%～20.38%,铅、锌以残渣态和铁锰氧化物结合态为主;植物吸收的重金属不仅包括可交换态和碳酸盐结合态,还包括了在一定条件下释放出来的铁锰氧化物态和有机结合态。     

2种湿地植物根表铁氧化物胶膜的形成及其对磷素吸收的影响

在田间条件下,运用土壤溶液原位抽提和毛细管电泳分析等技术,比较了芦竹(Arundo donaxLinn)和香蒲(Typhalatifolia)根表铁氧化物胶膜数量、土壤根际溶液磷质量浓度、根际土和根际溶液pH及根膜比等的差异,阐明了湿地植物根表铁氧化物胶膜对磷素从非根际土壤-根际土壤-根际溶液-根表铁氧化物胶膜-根系的迁移过程的影响以及在磷素净化中的根际调控机制.结果表明,芦竹和香蒲根表铁氧化物胶膜数量(以根系鲜重计)分别为20 170.8和7 640.3 mg/kg.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际土有效磷含量分别是28.85、34.99 mg/kg;各比其无铁氧化物胶膜增加了46.2%、21.9%.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际溶液磷质量浓度为0.65、0.56 mg/kg,分别比其无铁氧化物胶膜沉积高9.2%、33.9%.芦竹根表铁氧化物胶膜吸附的磷占根系吸附吸收磷的81.7%,香蒲是85.7%.根表有铁氧化物胶膜沉积的芦竹磷素利用有效性比无铁氧化物胶膜的植株高16.5%,香蒲高31.4%.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹和香蒲植株体内磷含量均比无铁氧化物胶膜高.同时,铁氧化物胶膜对磷酸盐的吸附提高了磷酸盐从非根际向根际、固相(根际土壤)向液相(根际土壤溶液)的迁移速率.有铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量累积,无铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量耗竭.     

基于有机污染物生物有效性的土壤环境质量基准的探讨

我国的土壤污染日益严重,由于污染物对土壤生物产生的毒性效应与其生物有效态含量相关,以污染物总量为指标的土壤环境质量标准已无法满足当前土壤管理的需求,亟需开展以生物有效性为基础的土壤环境质量基准的研究工作。目前对土壤中重金属的生物有效性的研究较为深入,但是针对有机污染物的土壤生物有效性研究相对匮乏。本研究综述了有机污染物在土壤中的结构形态、吸附吸收和迁移转化,以及影响土壤中有机污染物生物有效性的关键因素。从我国有机污染物的污染现状、土壤类型分布情况,以及物种选择3个方面对基于生物有效性的土壤环境质量标准/基准的制定进行探讨,以期为我国根据国情制定适合本土特征的生态安全土壤质量标准提供借鉴。     

湖北省铜绿山矿区农业土壤重金属形态及生物有效性

以铜绿山矿区农业土壤为研究对象,采用BCR连续提取法提取并测定了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd四种重金属的形态和含量,分析了重金属各形态、土壤p H和有机质之间的相关性;并对重金属分布特征和有效性进行了分析,探究土壤本身性质对矿区农业土壤重金属及其生物有效性的影响因子。结果表明:矿区农业土壤受到重金属不同程度的污染,重金属的污染程度大小为:CuZnPbCd;各重金属之间存在不同程度的相关性,Pb和Zn之间显著相关,二者可能属于同源污染物;四种重金属总量与土壤的p H和有机质不存在相关性;Pb与Cu、Zn和Cd有效态含量之间有显著相关性,表明矿区农业土壤中重金属Pb与Cu、Zn和Cd有效态含量之间相互促进、相互影响的作用较强;矿区农业土壤p H值与Pb_(可还原态)、Cd_(可还原态)、Cd_(弱酸提取态)、Cd_(可氧化态)之间均存在显著相关关系;有机质含量与Pb_(可还原态)、Pb_(残渣态)、Cu_(残渣态)、Cd_(弱酸提取态)、Cd_(可还原态)、Cd_(可氧化态)之间相关性显著,可见土壤的p H值、有机质都会对土壤中重金属的化学形态产生一定的影响;土壤中Pb、Cd的生物有效性主要受其全量、土壤p H和有机质的影响,而Zn和Cu受其全量、土壤p H和有机质的影响较小。