小尺度农田土壤Pb、Zn和Cd空间分布及污染评价——以云南沘比江沿岸某农田为例

以沘江沿岸面积为96 000 m2的整片农田作为研究对象,采集144个表层土壤样本,利用ICP-MS测定土壤中Pb、Zn和Cd的含量,使用地统计学方法分析Pb、Zn和Cd的空间分布,采用污染负荷指数评价土壤Pb、Zn和Cd污染程度,并对污染来源进行解析。结果表明研究区域农田土壤中Pb、Zn和Cd含量均超过当地土壤背景值,出现了污染富积。根据国家土壤环境质量标准,Pb未超标,Zn超标率为98.6%,Cd超标率为100%。普通克里金空间插值分布图显示,Pb、Zn和Cd高含量区域均沿着省道227和靠近居民区分布,而临近沘江的区域Pb、Zn和Cd含量相对较低,其中Pb、Zn含量变化基本呈现由省道227向沘江方向递减规律。Pb、Zn和Cd之间具有较好的相关性,三者同源概率较大。对Pb、Zn和Cd的污染评价表明,研究区域农田土壤57.78%为中度污染,42.22%为重度污染。从污染负荷指数法（PLI）空间插值图可见,重度污染区域位于省道227沿线与居民区东侧区域,其余区域为中度污染。本研究结果说明,小尺度空间分析方法用于农田土壤污染状况的分析,能有效预测重金属空间分布情况,在土地紧缺的情况下,该方法能有效指导对农田的不同区域进行选择使用和精准管理。     

有机酸对成都平原镉污染土壤的淋洗效果

以成都平原某化工厂附近受Cd污染的2种土壤为对象,采用振荡淋洗技术,研究了有机酸在不同浓度、固液比、振荡时间和复合淋洗条件下对重金属Cd的去除效果。实验结果表明：柠檬酸和酒石酸对Cd含量为22.78 mg·kg-1的SLT-01土壤具有更好的去除效果,分别达到73%和62%,而乙酸和草酸的去除能力较低;随着固液比的降低,有机酸对Cd的去除率逐步提高;随着时间的增加,Cd的去除率波动增加;柠檬酸和酒石酸复合淋洗并没有提高Cd的去除率;振荡淋洗前后土壤结构未发生明显变化。综合考虑土壤中Cd的去除效果和成本,选择柠檬酸作为最佳淋洗剂;最佳实验条件：溶液浓度为0.10 mol·L-1,固液比为1∶20,淋洗时间为8 h。     

采煤塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响

煤炭开采导致大面积的土地塌陷,使大量耕地出现常年积水或季节性积水,对塌陷地土壤氮素矿化过程产生一定影响。采集了某矿采煤塌陷地土壤样品,进行好气和淹水培养条件下间歇淋洗培养实验,研究了塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响。经过62d的培养,40d左右氮素的矿化过程趋于稳定,淹水培养条件下土壤氮素最终累积矿化量为68.99mg/kg,约为好气培养条件的10倍,且淹水培养条件下土壤氮素矿化势可达69.472mg/kg,均矿化速率为5.210mg/(kg·d),说明淹水对土壤氮素矿化过程有显著的促进作用。将实验所得累积矿化量分别代入简单指数模型及双因子指数模型进行拟合,发现简单指数模型能有效模拟好气和淹水培养条件下土壤氮素矿化过程,并获得了2种培养条件下土壤氮素矿化过程的模型参数。     

基于数据库的污染场地流程管理初步设计

污染场地是工业化发展的产物,中国的污染场地修复与管理尚处于起始阶段,如何实现国家层面对污染场地的有效监管是一个重要课题。在国家污染场地信息管理数据库框架基础上,提出了以流程管理(BPM)架构技术和业务流程引擎技术为基础构建支持跨平台和跨系统的数据采集、处理和分析的BPM运行平台,设定了污染场地管理的主要机构和相应主要角色,还设计了污染场地资料入库和分类评估的管理流程,以期为中国污染场地的计算机化和网络化监管平台建设提供参考和借鉴。     

固定化微生物修复石油污染土壤影响因素研究

针对石油污染土壤修复,利用实验室已筛选的高效石油降解单菌SM-3,以天然有机材料为载体,吸附法制备固定化微生物。将游离与固定化微生物应用于室内花盆模拟修复石油污染土壤,对C/N/P、微生物投加量、石油含量、氧化剂和表面活性剂设计5因素4水平正交实验,探讨不同修复时期各影响因素的重要性顺序,最佳条件下各菌株的修复效果。结果表明,不同微生物在不同降解时期,各影响因素的重要性会发生变化;经过21 d的修复,固定化单菌SM-3石油降解率为22.77%,修复过程中,接种量是最重要的影响因素,营养元素N、P投加影响较大,表面活性剂和氧化剂影响次之。     

Organic residue decomposition: The minicontainer-system a multifunctional tool in decomposition studies

The Minicontainer-test, first described by Eisenbeis (1993), was designed to study the kinetics of organic residue decomposition at a microsite level. It is derived from the litterbag technique and consists of polyethylene minicontainers (volume about 1.5 cm³) filled with a test substrate (litter, straw, cellulose, etc.). The minicontainers (MCs) are closed at either end with plastic gauze discs of variable mesh size (e.g. 20 μm, 250 μm, 500 μm or 2 mm). A definite number of such units are inserted into PVC-bars, which can be implanted into the soil horizontally or vertically, or be exposed on the soil surface horizontally. The bars are very stable and can be exposed in different environments for months to years. If required, the bars can be removed temporarily and stored, e.g. during soil cultivation. Should fresh litter be used, two phases of decomposition can be distinguished: a fast initial phase, which can be mainly related to the effect of leaching, and a second slow phase depending mainly on the activity of soil organisms and litter quality. Several questions can be addressed to investigations using MCs, e.g. 1) parts of the soil fauna which are involved in decomposition (nematodes, microarthropods, and smaller specimens of the macrofauna, e.g. enchytraeidae, diplopods and dipteran larvae) can be extracted from the litter substrate using a miniscale high gradient extractor, 2) the organic mass loss of litter can be determined, 3) microbial biomass (C_mic, N_mic) can be assessed by fumigation extraction and 4) microbial activity (respiration) in the test substrate can also be assessed by use of standardised methods. Compared to litterbag studies, the larger number of small replicate units improves the statistical evaluation. Until today the Minicontainer-test has been applied in forestry and agriculture, e.g. studying the effects of liming, soil restoration and the application of insecticides, e.g. Diflubenzuron (Dimilin) and Btk (Bacillus thuringiensis var.kurstaki).     

微米Cu／Fe对污染土壤洗脱液中有机氯农药的降解

以表面活性剂TritonX-100（TX-100）为洗脱剂,某有机氯农药（organochlorinepesticides,OCPs）污染场地土壤为对象,七氯、氯丹和灭蚁灵为目标污染物,研究微米Cu／Fe双金属对污染土壤洗脱液中OCPs的降解效果。考察了洗脱液中OCPs初始浓度、洗脱液pH值、微米零价铁加入量和cu负载量对Cu／Fe去除OCPs效果的影响。结果表明,微米Cu／Fe可以有效的去除土壤洗脱液中目标污染物。当微米零价铁加入量为1．0g（25g／L）,cu负载量为1．0％,洗脱液pH值为6．89时,Cu／Fe对2号土壤洗脱液中七氯、γ-氯丹、α-氯丹和灭蚁灵的去除效果最好,去除率分别为100．0％、99．3％、80．8％和71．1％。洗脱液中OCPs初始浓度越低,微米零价铁加入量越大,Cu／Fe对OCPs去除率越高;偏酸性条件有利于Cu／Fe对γ-氯丹和灭蚁灵的去除,而α-氯丹在中性条件下去除效果最好;1号土壤和2号土壤洗脱液的最佳铜负载量分别为2．O％和1．0％。     

典型铬渣简易掩埋场铬渣及土壤铬污染特征和处置分析

通过钻孔采样分析,研究了典型铬渣简易掩埋场地下铬渣及土壤铬中Cr6 、总Cr的分布特征和污染状况,结果表明,铬渣简易掩埋场铬污染程度严重,引起了周边和地下深部较大面积的土壤污染,深度达到了地下的基岩.铬含量在土壤层剖面中分布呈现规律性变化,即随土壤深度增加,Cr6 、总Cr含量逐渐下降,但绝大多数超过了危险废物毒性鉴别标准.从铬污染程度上看,总体上存在铬渣>土壤>人工填土.在此基础上,提出了铬渣及污染土壤的处置方式,为铬渣污染治理和资源化利用提供科学依据.     

高负荷人工土层地下渗滤系统处理生活污水中试工程的研究

对传统的地下渗滤系统进行改进,采用多层过渡结构的人工土层来增大对颗粒有机物的接触氧化表面积,同时设置曝气装置保证好氧过程的氧气供应,可以大大提高污水地下处理系统的水力负荷.以中国南方典型的红壤土、河沙和砾石为填充材料,处理广州地化所小区的生活污水,水力负荷达40 cm/d,远大于类似系统.试验结果表明,改进后的系统能创造良好的好氧/厌氧环境,对污染物去除效果良好,COD、BOD5、TN、NH 4-N、TP和SS去除率分别达到了76.7%～89.1%、83.3%～92.5%、50.3%～66.1%、65.2%～79.6%、75.4%～90.1%和77.0%～91.3%,出水主要污染物达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准或二级排放标准.     

河南省武陟县大田土壤重金属形态分布及潜在生态风险评价

为了解河南省武陟县大田土壤重金属Cr、Cd、Pb、As、Cu、Se、Ni和Co的形态分布和生态风险情况,在该区域采集了12个表层土壤(0～20cm)样品,采用修正的BCR连续提取法进行形态分析,探讨其生物有效性,并采用Hakanson指数法评价了重金属的潜在生态风险.结果表明,土壤中不同重金属的形态分布差异很大,其中,Cr、As、Ni和Co均主要以残渣态存在,分别占其总量的66.6％、61.4％、50.7％和41.8％;Cu和Se主要以可氧化态存在,分别占其总量的43.8％和67.8％;Pb主要以可还原态存在,占总量的61.1％;Cd主要以酸提取态存在,占总量的53.3％.生物有效性分析表明,Cd的可利用态K1为0.933,生物有效性是最大的,对土壤生态系统的潜在危害性较大,其次是Pb和Co;Cu和Se在土壤环境发生变化时,很容易再次释放到外界环境中;Cr、As和Ni不易被外界生物利用.潜在生态风险评价结果显示,以国家土壤环境质量标准二级标准为参比值时,Cr、Cd、Pb、As、Cu和Ni的单项潜在生态风险程度均为轻微,综合潜在生态风险处于轻微等级.