杀扑磷在土壤色谱柱中的迁移及其模型拟合

基于液相色谱原理,建立了土壤色谱系统.在红壤和砂质灰潮土色谱柱中分别对杀扑磷在3种不同模拟土壤溶液(分别为0.01 mol·L-1 CaCl2溶液、0.001 mol·L-1柠檬酸和0.01 tool·L-1CaCl2,的混合溶液、0.001 tool·L-1苹果酸和0.01 mol·L-1CaCl2的混合溶液).2种孔隙水流速度(11.46和22.92 cm·h-1)下的迁移行为进行了实验研究,获得了示踪剂Cl-和杀扑磷的穿透曲线(BTCs).通过CXTFIT2.1软件,用局部平衡(LEA)对流一扩散方程(CDE)和化学非平衡两点模型(TSM)拟合了杀扑磷的BTCs,获得了物理和水动力学参数.研究表明,用TSM对本实验条件下杀扑磷迁移的仿真具有较高的精度,这为预测和控制有机磷农药在土壤环境中的迁移与归宿行为提供了理论依据.     

模拟酸雨条件下垃圾填埋的重金属地球化学迁移模型——以徐州为例

为研究酸雨沉降条件下垃圾中重金属迁移过程,以重金属浓度变化为基础,建立了生物反应器填埋场重金属浸出和淋出的地球化学迁移过程模型和地球化学迁移的数学预测模型。研究表明,重金属的浸出顺序为As、Ni、Cr、Co、Cd、Mn、Cu、Zn、Sn、Hg、Pb、Fe,淋出顺序为Mn、Co、Ni、Cr、Cu、Cd、As、Fe、Zn、Hg、Pb、Sn;对生活垃圾重金属浸出所建立的数学模型大多为指数函数、幂函数、二次函数,对模拟酸雨条件下的生物反应器填埋场重金属的淋出建立的数学模型大多为二次函数、幂函数,数学模型的相关系数在0.9以上,模型拟合效果较为理想;通过引进重金属元素释放系数建立了生物反应器填埋场重金属淋出累积总量的模型,修正后的模型的计算结果和实测值的误差在千分之一以内,可用于预测填埋场内重金属溶出总量。     

Cd在无瓣海桑模拟湿地系统中的分布迁移及净化效应

在温室中建立红树林植物无瓣海桑模拟湿地系统,分别用正常、5倍和10倍浓度3种人工配制的生活污水定时定量对模拟系统污灌4个月,研究重金属Cd的分布、迁移以及湿地系统对Cd污染的净化效应。结果表明,污水中的Cd主要存留在土壤子系统中(约90%),只有很少部分迁移到植物体和凋落物中;无瓣海桑各器官中Cd含量在根部最高;模拟系统对污水中Cd的净化效果显著,在植物-土壤-水系统中,正常、5倍和10倍浓度组的净化率分别为96.04%、85.19%和92.24%,在无植物系统中,对应组分别为81.18%、85.46%和80.96%。     

2种水生植物根际溶液磷素时空变异及有机酸分泌

利用根际土壤溶液的原位抽提和微量样品分析技术,比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和香蒲(Typhalatifolia)2种水生植物根际土壤溶液磷素含量的时空变异和根系分泌有机酸种类及数量的差异,从植物吸收磷素、根系分泌有机酸和根际土壤pH值变化等角度探讨了植物磷素高效净化的根际调控机制.结果表明,2种水生植物的根际溶液磷素含量均明显低于非根际溶液;喜旱莲子草的根际溶液磷酸根离子质量浓度(2.53 mg.L-1)显著低于香蒲的根际溶液(5.43mg.L-1)(p<0.05),且喜旱莲子草根系对土壤溶液磷酸根的影响范围大于香蒲.与香蒲相比,喜旱莲子草分泌了较多的苹果酸(浓度27.33μmol.L-1),在活化土壤磷素、促进根系对磷素的吸收方面起了更大的作用.喜旱莲子草吸收磷素的根际效应强于香蒲.     

土壤-植物系统中铬的环境行为及其毒性评价

由于铬及其化合物的使用和含铬废弃物的大量排放,空气、土壤、水和食品都不同程度地受到了铬污染.对于铬污染,尤其是与人体健康密切相关的土壤系统铬污染的研究,已成为国内外相关领域的热点.其中铬在土壤-植物系统中的迁移转化规律备受关注.本文详细介绍了铬的基础化学、土壤-植物系统中铬迁移转化的影响因素(土壤理化性质、铬的供给形态、浓度、植物种类等)以及该系统中铬的生态毒性,总结了通过综合分析土壤-植物系统中植物、土壤微生物、土壤动物的生态毒理数据来评估土壤-植物系统中铬生态风险的方法,并指出了这一领域研究工作的不足之处,对今后的研究重点进行了展望.     

模拟沉积磷迁移转化行为的铁盐影响机制研究

室内模拟研究了沉积物中不同形态磷在不同浓度铁盐影响下,在沉积层中的垂直迁移转化行为.结果表明,分别向模拟系统投加的10 mL和50 mL的1 mol/L FeCl_3溶液,沉积层中磷的含量降低,投加30 mL的1 mol/L FeCl_3溶液时,沉积层中磷含量增加.沉积物中适当的铁盐会阻止沉积物磷向水体释放,铁盐浓度过高或过低,在一定程度上都会促进沉积物中磷的释放,实验结果对研究内源磷释放与湖泊富营养化有重要的意义.     

α-HCH在太湖地区环境中的长期迁移与残留的动态模拟

根据太湖地区1/4°×1/6°经纬度网格的地表特征及α-HCH施用量,建立了一个基于同精度网格系统, 包含迁移和传输2个模块的质量平衡模型. 迁移模块使用逸度方法描述α-HCH在每一个网格的多介质环境中的迁移过程,传输模块使用拉格朗日方法描述α-HCH在不同网格间的大气平流和水体径流. 模型模拟了α-HCH在研究区域开始施用至今(1952~2007年) α-HCH在5类4层土壤、气、水和底泥23个环境相中的积累、迁移和残留情况. 模拟值与实测α-HCH浓度对比验证表明两者吻合得很好. 环境温度是影响α-HCH在各环境介质中浓度的最重要因素. 模拟结果表明,在α-HCH使用时期,在土壤中的年积累趋势约为年使用量趋势的5.7%; 在停止使用后,其减少趋势为积累趋势的50%. 在α-HCH使用期间,太湖流域α-HCH的年使用量与其水-气界面沉积通量存在显著的相关性,而与土-气界面通量则无显著相关性. α-HCH停止使用后,太湖流域水-气界面通量表现为向大气的挥发,且自1985年其年挥发通量大于土-气挥发通量. 底泥是α-HCH水-气界面挥发的主要补给源. 2007年太湖流域内α-HCH大气浓度普遍高于流域外大气浓度. 整个模拟时段α-HCH的主要输出途径是流出太湖地区,且以大气平流为主;其次的减少途径是在环境介质中的降解,其中土壤降解量占绝大部分. 2007年环境中残留的α-HCH为总使用量的0.005%,以土壤残留量为主,其次是底泥.     

川西平原水稻土中SMX迁移行为的影响因素研究

磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMX)这类有机污染物(Organic Contaminants,OCs)可以通过多种途径进入农田生态系统,对人类健康和生态环境构成危害。采用批量平衡试验方法,运用高效液相色谱分析技术,研究了不同因素(土壤性质和外在因素)对SMX在水稻土中迁移行为的影响;结合多种方法,掌握SMX在水稻土中的吸附特征,探讨不同因素与SMX行为改变的关系。结果表明:SMX在水稻土中的吸附量与其比表面积呈线性正相关(r=0.996,p0.001);随水稻土粒径减小,SMX的吸附量呈增大趋势,随溶液酸碱度增大,吸附量逐渐减小;pH7的水稻土吸附量较pH7的水稻土高;H/C、O/C、(N+O)/C原子数的比值及O+N+S质量分数较高的水稻土会发生一定变异性;不同形态SMX在水稻土中的吸附能力从大到小依次为阳离子形态、中性分子形态、阴离子形态;不同影响因素在一定程度上控制了农田土壤中SMX的环境地球化学行为。     

回归模型法推导油菜田土壤Cd限值的不确定性

为研究土壤-作物迁移模型推导农田土壤环境基准的不确定性,以油菜为例,通过贵州省4种典型微酸性土壤——红壤、黄壤、石灰土和黄棕壤进行Cd盐添加的盆栽试验,除全量Cd外,选择5种有效态提取剂,分别与油菜籽w(Cd)建立土壤-作物迁移模型. 参照GB 13078—2001《饲料卫生标准》w(Cd)限值(0.5 mg/kg),采用模型预测中位值和95%预测上限进行土壤Cd限值推导并分析模型的不确定性. 结果表明:全量和各提取态Cd质量分数与油菜籽w(Cd)均能建立极显著的一元(R2为0.907~0.946)或多元(考虑pH)回归模型(R2为0.875~0.962). 5.550(以多元模型中位值推导的农田安全种植油菜的Cd限值)随pH的升高从0.93 mg/kg增至1.45 mg/kg,HNO₃提取态、HCl提取态、DTPA提取态的Cd的质量分数也分别从0.81、0.97、0.73 mg/kg升至1.39、1.79、1.66 mg/kg. 基于CaCl₂提取态Cd的一元模型对pH不敏感,SEQS₅₀不受其影响. 对所有模型而言,SEQS₅₀是SEQS₉₅(基于模型95%的预测上限推导的限值)的1.1倍左右. 其中,CaCl₂提取态Cd的SEQS₅₀和SEQS₉₅分别为0.052和0.049 mg/kg,小于福建省CaCl₂提取态Cd标准限值(0.15 mg/kg). 为降低不确定性,需要选择合适的提取剂,使用全量Cd,HNO₃、HCl或DTPA 3种提取态Cd建模时须兼顾pH的影响. 研究显示,SEQS₉₅能够降低土壤Cd限值达标而作物Cd含量超标的可能性.      

炼油厂固废金属来源分析及迁移路线

以某典型炼油厂为实验样地,通过对原油炼制过程中各生产装置固体废物排放情况进行调研并检测固废中金属元素含量,对炼厂固废金属来源及迁移规律进行了分析。研究结果表明:炼厂外排固废中主要包含As、Cu、Ni、Cr、Hg、Pb、V等金属元素,其中Ni元素和V元素含量较高,覆盖面广。催化裂化装置外排固废中Ni、V两类金属元素含量较高,汽油吸附脱硫装置固废中Ni、Zn元素含量较高,催化重整装置外排固废中主要含有As、Cu、Ni、Cr、Hg等元素,柴油加氢装置外排固废中主要含有As、Pb、Cu等元素。原油中的V元素除少部分随常减压装置电脱盐废水排出外,大部分沉积在催化裂化催化剂中,并随催化柴油和直馏柴油积累在柴油加氢精制催化剂中;Ni元素主要累积在废催化裂化催化剂,并随相应工艺路线进入汽油吸附脱硫废吸附剂、重整催化剂、柴油加氢精制催化剂和柴油加氢裂化催化剂中;Zn元素的迁移路线为:催化裂化催化剂、重整催化剂中以及脱氯剂的Zn元素随催化汽油进入加氢脱硫装置,并大量沉积在汽油吸附脱硫吸附剂和柴油加氢精制催化剂中;原油中的As、Cu、Pb元素随相应的工艺路线,最终大量沉积在加氢精制废催化剂中。