老化作用对生物炭钝化白云鄂博矿区碱性土壤中Cd2+的影响

生物炭虽然已经广泛用于酸性和中性土壤重金属污染修复,然而当生物炭应用于碱性土壤中经历不同程度的老化后是否会改变其结构和固定重金属的能力却关注较少.因此,以玉米秸秆为原料制备生物炭,采用冻融和干湿这两种人工加速老化培养和一种短期自然老化方法对生物炭进行老化实验.老化后测定土壤的pH和Cd²⁺的有效态含量、总量和形态,并从土壤中分离生物炭进行表征,探讨老化作用对生物炭钝化矿区碱性土壤中Cd²⁺的影响.结果表明,白云鄂博矿区碱性土壤中添加生物炭处理不具有显著的石灰化效应,冻融和干湿加速老化处理中pH整体呈下降趋势.与对照相比,添加生物炭后Cd²⁺有效态含量降低了19.32%~30.67%,总Cd²⁺含量下降了5.02%~7.18%.老化作用未能显著改变Cd²⁺的形态,但降低了酸可提取态与可还原态的比例,说明生物炭即使经历老化,依然能够长期固定Cd²⁺,这与生物炭老化后含氧官能团和孔隙结构的增加有关.研究可为生物炭在矿区环境中的长期应用提供理论依据.     

土壤中砷的污染控制技术研究

土壤砷污染修复是世界性的难题,日益受到人们的密切关注。本文阐述了土壤砷污染的现状、危害及其来源,探讨土壤砷污染的传统物理化学和生物修复技术的研究现状及特点的同时,重点阐述了纳米材料修复技术,尤其是纳米铁技术,并对土壤砷污染修复研究方向进行了展望。     

某焦化厂污染场地环境损害评估案例研究

以某大型焦化厂土壤和地下水多环芳烃、苯污染损害评估为例,采用资源等值分析法分别开展场地土壤和地下水污染环境损害评估,并对评估结果的不确定性进行分析.结果表明,损害评估的数额（27.1亿元）与实际污染修复成本（20.5亿元）具有较大差异,损害评估额明显大于污染治理修复成本;社会贴现率的取值（1%~5%）选择对土壤污染损害评估结果影响最大,污染含水层厚度（3m~9m）、含水层孔隙度（0.25~0.35）、社会贴现率（1%~5%）和单位地下水修复成本（4000~5000元/m²）等因子对地下水污染环境损害评估的结果影响较大.资源等值分析的方法作为评估工业场地土壤和地下水污染理论和技术上较为可行,但需要精细化的立法和明确的技术导则来规范损害评估的内容、程序和方法.     

Adsorptive removal of mercury from acid mine drainage: a comparison of silica and maghemite nanoparticles

Mercury adsorption by silica and maghemite nanoparticles (NPs) was studied with the aim of comparing their performance in the remediation of acid mine drainage (AMD) contaminated water. Calculated distribution coefficients (K_d) showed that both NPs are exceptional adsorbents. However, adsorbate coverage per unit area was 30 times higher for maghemite than for silica NPs, despite the latter having a surface area ～15 times greater. Maghemite adsorbed 75% of available Hg compared to 56% by silica, making it a more efficient sorbent than silica under AMD conditions. Kinetics and isotherm data for both adsorbents were fitted by the pseudo-second-order (R² = 1) and the Freundlich (R² ≥ 0.98) models, implying that adsorption to both NP types was by chemisorption. Adsorption increased with NP concentrations and pH and was enhanced in the presence of manganese and sulfate ions although adsorption to silica was inhibited in 1:2 Hg-to-Mn systems. Importantly, trends in simulated wastewater were replicated in actual AMD-contaminated water samples. This study highlights the fact that properties besides surface area and charge of adsorbents determine adsorbent performance, and superior attributes may not always lead to higher adsorption efficiencies.     

滆湖东岸生态修复试验区的水质净化效果

在滆湖东岸的小庙港湾,构建由沉水、浮叶和挺水植物组成的生态修复试验区,研究其水质净化效果.于2009年12月至2010年11月,跟踪监测敞水区(对照区)和试验区的水体理化指标.结果表明:(1)试验区水体悬浮物(SS)的去除效果较好,周年平均去除率达24.85％.(2)试验区水体透明度改善较明显,比敞水区提高11.24％. (3)试验区水体总磷(TP)和叶绿素a(Chl-a)的去除效果明显,两者浓度周年平均值分别比敞水区下降21.90％和22.83％.(4)试验区水体总氮(TN)、氨氮(NH3-N)和高锰酸钾盐指数(CODMn)的周年去除率较低.与敞水区相比,CODMn和NiH3-N浓度的周年平均值分别仅下降9.49％和3.52％,TN浓度周年平均值比敞水区增加6.69％.(5)试验区水体水质的净化效果受季节、水生植物生长状况等因素的影响.     

螯合剂和表面活性剂辅助金福菇修复重金属污染土壤

通过温室大棚盆栽试验,研究螯合剂和表面活性剂单独或复合处理辅助金福菇修复重金属污染土壤的效果.结果表明,单独添加EDTA(乙二胺四乙酸)时,高浓度的EDTA(E2,5 mmol kg-1)使金福菇的生物量比对照降低26%,子实体Pb、Cu和Cd的浓度分别比对照提高15～88倍、0.8～3.3倍和0.5～0.6倍.单独添加表面活性剂时,各处理生物量与对照没有显著差异,且重金属浓度变化幅度没有单独添加EDTA的处理大.低浓度的表面活性剂对金福菇吸收各种重金属的影响较小,而高浓度则影响较大,但与表面活性剂及重金属种类有关.共同添加EDTA和表面活性剂时,只有当EDTA和CTAB(溴化十六烷基三甲铵)共同添加时,EC2(EDTA:CTAB=1:1)和EC3(EDTA:CTAB=2:1)的生物量显著降低,其余处理与对照差异不明显.EC3的子实体Pb和Cu浓度达到所有处理中的最大值,分别为(1 533.61±131.34)、(1 786.11±328.33)mg kg-1.EDTA和SDS(十二烷基磺酸钠)浓度比为2:1(ES3)时,子实体Cd浓度达到最大值,为(50.56±11.55)mg kg-1.此外,还分析了不同处理的重金属总积累量和富集系数.结果显示,在螯合剂和表面活性剂辅助下,金福菇修复复合重金属污染土壤具有很大的潜能.     

基于健康风险的场地土壤修复限值分析

以某有机污染场地为研究对象,综合选择USEPA、ASTM和VROM等认可程度较高的健康风险评价方法,结合我国的人群特点和场地特征修正风险评估参数,对该场地污染土壤进行健康风险分析。监测结果表明,土壤中苯、苯并(a)芘和苯并(a)蒽3种有机污染物分别超过了其风险筛选值。通过口腔摄入、皮肤接触和呼吸吸入污染物3种暴露途径计算健康风险,污染土壤对人体产生的叠加致癌风险概率CR和非致癌危害HQ分别达到了9.59×10-5和15.46,会对该场地上的居民产生较大健康危害。根据CR和HQ的可接受风险水平10-6和1,将土壤中苯并(a)芘和苯并(a)蒽的修复目标值确定为0.033 mg/kg和0.33 mg/kg。     

固定剂对土壤中Cr形态变化及生物可利用性的影响

为了考察固定剂对土壤中重金属Cr形态变化及生物可利用性的影响,用天然沸石、FeSO4、MgO质量比为2∶1∶1的物质组合作为固定剂,取一定量风干后的Cr污染棕壤土样,按照5%的比例加入固定剂。在封闭的体系里培养1周后,用Tessier序列提取法提取土壤中添加固定剂前后不同污染程度时各形态的Cr,并对生物可利用性进行评价。结果表明,Cr在土壤中的存在形态以残渣态比例最高,固定剂的添加使Cr向稳定的铁锰结合态和有机结合态方向转变,降低了碳酸盐结合态的比例,从而使Cr的生物利用性和迁移性降低,减小了Cr进入生物链的几率,一定程度保证了土壤使用的安全性。     

三种表面活性剂对高浓度DDTs污染土壤的洗脱作用

以高浓度滴滴涕(DDTs)污染场地土壤为研究对象,采用表面活性剂洗脱试验,比较研究了聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯(Tween60)、辛基酚聚氧乙烯醚(TritonX 100)、十二烷基硫酸钠(SDS)对污染土壤中DDTs的洗脱效率.试验结果表明,三种表面活性剂对污染土壤中DDTs均具有一定的洗脱作用,去离子水对DDTs几乎没有洗脱效果.随着洗脱液中Tween60和SDS质量浓度的逐渐升高,土壤中DDTs的总洗脱效率逐渐增大,一次性洗脱时最大洗脱效率分别为43.60%和34.62%.随着洗脱液中TritonX 100质量浓度的逐渐升高,土壤中DDTs的总洗脱效率出现先增大后降低再升高的变化现象,最大为15.46%.土壤中六种DDT组分的洗脱效率不完全一样,其中Tween60对2,4'-DDD的洗脱效率可达55.12%,对4,4'-DDD的洗脱效率为54.09%;SDS对2,4'-DDD的洗脱效率为59.99%,对4,4'-DDD的洗脱效率为57.10%.试验结果可为筛选适宜的表面活性剂及质量浓度,研发高浓度DDTs污染场地土壤表面活性剂洗脱修复技术的工程应用提供理论依据.     

土地利用/覆被变化（LUCC）与土壤重金属积累的关系研究进展（Research Review of the Relationship between Land Use/Cover Change and Heavy Metal Accumulation in Soil）

土壤重金属污染是世界性环境问题之一.土地利用/覆被变化(LUCC)是最主要的环境演变驱动因子之一.为明晰LUCC对土壤重金属积累和污染的影响,根据前人研究,从场地、县域和流域/区域尺度总结了LUCC和土壤重金属污染的关系.研究发现,三个尺度上土地利用方式和覆被类型/格局是控制土壤重金属空间积累和分布的重要因子,土地利用/覆被可以直接吸纳或吸附重金属,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的移动性和活性,造成土壤中重金属的积累直至污染.此外,论文阐明了LUCC在土壤重金属污染风险预测、规避和污染土壤修复中的重要作用,最后提出了在实践中通过调整土地利用/覆被类型进行污染土壤修复的建议.寓景观生态学思想于土壤重金属污染防治过程是一种新的有效途径.