平板光极技术的基本原理及其在环境中的应用

平板光极具有原位、实时、高分辨及多时空尺度定量观测等优点,在生物医学、海洋科学、环境科学及植物营养学等领域具有广泛的应用前景.本文详细综述平板光极技术的基本原理、近二十年荧光染料的开发、成像手段的发展历程,并简要回顾了平板光极技术在环境科学研究中的应用.系统概述了当前平板光极技术遇到的一些挑战,对其未来的发展趋势提出了展望.     

多环芳烃类污染场地应用原位电热脱附技术的能效分析

针对华东某多环芳烃类污染场地,通过应用原位电热脱附修复技术,系统分析了运行过程中加热温度、加热时间、气相抽提密度等关键参数的变化规律,并对修复效果、抽提气体浓度、能耗等运行参数进行分析。结果表明:原位电热脱附对多环芳烃类污染物具有良好的去除效果,加热运行250 d后,场地土壤温度均可达到300 ℃以上,污染物去除率达到99.99%以上,修复后土壤污染物浓度值低于修复目标值的要求。土壤加热温度、加热时间、气相抽提密度是影响原位电热脱附修复效果的关键因素,进而提出了降低修复成本的施工经验,为高温原位电热脱附的推广和工程化应用提供借鉴。     

原位化学还原技术修复铬污染土壤及其工程应用

该文选用硫酸亚铁、亚硫酸钠和葡萄糖作为还原剂将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),采用清洗和土培实验考察铬污染稳定化效果。结果表明,硫酸亚铁有较好的稳定化效果,清洗和土培还原方式下最大去除率分别达到83.8%和91.1%,土培方式优于清洗。在此基础上,以硫酸亚铁为还原药剂,采用SEM-EDS、XRD和FTIR等表征手段分析确定六价铬转化机理,通过实验优化,确定最优投加量(n[Fe(Ⅱ)]∶n[Cr(Ⅵ)]=10∶1)和时间(18 d),并进行工程化应用,处理后降低到《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)中第一类用地的筛选值3.0 mg/kg以下。     

新型硫酸盐还原菌的分离鉴定及其对六价铬污染物的原位修复效果

利用微生物将六价铬[Cr(Ⅵ)]还原为三价铬[Cr(Ⅲ)]是一种具有前景的铬污染土壤修复方法。从新型的分离和分子生物学鉴定着手,通过含铬溶液和铬污染土壤试验探讨了菌株对Cr(Ⅵ)的修复效果。结果表明：分离得到能够还原Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌S-7,其16S rDNA全长序列与Desulfovibrio desulfuricans DSM 642T存在98.89%相似度,属于新型脱硫弧菌种,命名为Desulfovibrio desulfuricans S-7。D.desulfuricans S-7生长繁殖的最适合生长温度为30℃,最适合pH值是7.0,耐NaCl浓度范围为0～10%。D.desulfuricans S-7修复铬溶液的结果表明：对25 mg/L的Cr(Ⅵ)去除率为79.74%,在100 mg/L的Cr(Ⅵ)条件下D.desulfuricans S-7的生长繁殖受到抑制。Cr(Ⅵ)污染土壤实验的结果表明：土壤中Cr(Ⅵ)含量50.0 mg/kg降到3.1 mg/kg,去除率达到93.8%,修复后的土地质量符合GB 36600—2018一类建设用地的标准。研究表明：D.desu...     

原位掩蔽对底泥汞释放的抑制效果及中试评估

为解决贵州省百花湖底泥中的汞污染问题,研究了原位掩蔽对底泥中汞释放的抑制效果. 选择沸石、高岭土和赤铁矿为掩蔽材料,通过模拟试验,确定原位掩蔽的最佳覆盖厚度为2.0 cm,此时沸石、高岭土和赤铁矿对底泥汞释放的控制率分别为47.1%、64.9%和62.3%,说明最佳掩蔽材料为高岭土. 以高岭土为掩蔽材料的情况下,试验实施7 d后,水体扰动对控制率的影响不足6.7%. 中试区位于百花湖重度污染区,面积约为22 000 m2,采用驳船少量多次撒布高岭土原位掩蔽汞污染底泥,控制覆盖厚度为2.0~3.0 cm,按月连续监测6次. 结果显示,高岭土对汞污染底泥的控制率达到47.1%. 模拟试验及中试效果显示,高岭土原位掩蔽可有效抑制底泥中汞的释放,并且较薄的覆盖厚度可降低工程成本和对湖底生态系统的影响.      

不同退耕还草方式下宁夏南部山区土壤氮素转化速率与微生物变化的耦合关系

为了明确不同退耕还草方式下土壤养分转化的机理及其影响因素,以宁夏南部山区(下称宁南山区)天然草地、人工草地和撂荒地土壤为研究对象,运用PVC顶盖埋管法对3种类型草地土壤中氮素的净转化速率、微生物区系和氮素微生物生理群进行了研究,探讨土壤氮素净转化速率与微生物的关系. 结果表明:①在培养过程中,3种草地类型土壤中细菌、放线菌和真菌数量平均值分别为9.6×105、3.8×104和4.0×101 CFU/g(以干土计),氮素微生物生理群数量表现为氨化细菌(4.5×104 CFU/g)>自生固氮菌(4.3×103 CFU/g)>硝化细菌(6.5×102 CFU/g)>反硝化细菌(3.9×102 CFU/g)>亚硝化细菌(1.7×102 CFU/g),其中,人工草地土壤中微生物数量最高;②细菌、真菌、反硝化细菌与亚硝化细菌数量的峰值均出现在培养第120天,放线菌和自生固氮菌数量的峰值均出现在第240天,硝化细菌数量的峰值出现在第60天,而氨化细菌数量在各类型草地土壤中出现峰值的时间不统一;③各类型草地土壤氮素的净矿化速率、净氨化速率、净硝化速率均在61~120 d内最低,净矿化速率与净硝化速率在181~240 d内最高,净氨化速率在241~360 d内最高,微生物固氮速率的峰值出现在121~180 d,最低值出现在241~360 d. 在该区土壤氮素转化速率与微生物数量紧密相关,土壤温度、土壤水分通过影响微生物数量而成为影响土壤氮素矿化的主要因素;土壤氮素的生物固持过程比有机氮矿化过程更为活跃;种植苜蓿的人工草地比天然草地和撂荒地更有利于微生物的繁殖与土壤氮素的矿化.      

煤制气遗留场地修复后再开发安全利用评估

随着社会经济发展和城镇建设加快,原有土地使用性质发生改变,其中工业遗留场地的污染物可能对土壤和地下水造成污染。但由于修复技术的局限性以及水文地质的复杂性,修复后场地仍然可能存在不利于安全利用的物质残留或异味等风险隐患。为了进一步完善污染地块修复后再利用评价方法,对可能存在的污染风险进行识别,现选取了一块经原位化学氧化和原位热脱附修复后的煤制气遗留场地,从感官可接受度、工程安全性和环境质量3个方面系统全面地评估场地修复后再开发安全利用的适宜性。评估结果表明,在感官可接受度方面,硫化氢的质量浓度是其嗅阈值的1.6～4.8倍,氨、甲苯和三氯甲烷质量浓度均低于其嗅阈值,臭气浓度低于检出限,感官可接受程度高;在工程安全性方面,地块经原位热脱附和原位化学氧化修复后,基本土性参数、压缩系数和渗透系数未发生明显改变,但是原位化学氧化区MH2点位浅层土壤硫酸盐残留浓度达到中腐蚀等级;在环境质量方面,修复后场地土壤中和地下水中污染物的质量浓度均低于相应评价标准限值。在场地后期开发建设中,应进一步对土壤中硫化氢气体和土壤硫酸盐腐蚀性进行监测,确保地块安全开发利用。研究结果可为其他污染地块修复后的再利用提供有效、科学的指导。