New best estimates for radionuclide solid–liquid distribution coefficients in soils. Part 3: miscellany of radionuclides (Cd,Co, Ni,Zn, I,Se, Sb,Pu, Am,and others)

New best estimates for the solid–liquid distribution coefficient (K_d) for a set of radionuclides are proposed, based on a selective data search and subsequent calculation of geometric means. The K_d best estimates are calculated for soils grouped according to the texture and organic matter content. For a limited number of radionuclides this is extended to consider soil cofactors affecting soil–radionuclide interaction, such as pH, organic matter content, and radionuclide chemical speciation. Correlations between main soil properties and radionuclide K_d are examined to complete the information derived from the best estimates with a rough prediction of K_d based on soil parameters. Although there are still gaps for many radionuclides, new data from recent studies improve the calculation of K_d best estimates for a number of radionuclides, such as selenium, antimony, and iodine.     

Americium,plutonium and uranium contamination and speciation in well waters,streams and atomic lakes in the Sarzhal region of the Semipalatinsk Nuclear Test Site,Kazakhstan

New data are reported on the concentrations, isotopic composition and speciation of americium, plutonium and uranium in surface and ground waters in the Sarzhal region of the Semipalatinsk Test Site, and an adjacent area including the settlement of Sarzhal. The data relate to filtered water and suspended particulate from (a) streams originating in the Degelen Mountains, (b) the Tel′kem 1 and Tel′kem 2 atomic craters, and (c) wells on farms located within the study area and at Sarzhal. The measurements show that ²⁴¹Am, ^239,240Pu and ²³⁸U concentrations in well waters within the study area are in the range 0.04–87 mBq dm⁻³, 0.7–99 mBq dm⁻³, and 74–213 mBq dm⁻³, respectively, and for ²⁴¹Am and ^239,240Pu are elevated above the levels expected solely on the basis of global fallout. Concentrations in streams sourced in the Degelen Mountains are similar, while concentrations in the two water-filled atomic craters are somewhat higher. Suspended particulate concentrations in well waters vary considerably, though median values are very low, at 0.01 mBq dm⁻³, 0.08 mBq dm⁻³ and 0.32 mBq dm⁻³ for ²⁴¹Am, ^239,240Pu and ²³⁸U, respectively. The ²³⁵U/²³⁸U isotopic ratio in almost all well and stream waters is slightly elevated above the ‘best estimate’ value for natural uranium worldwide, suggesting that some of the uranium in these waters is of test-site provenance. Redox analysis shows that on average most of the plutonium present in the microfiltered fraction of these waters is in a chemically reduced form (mean 69%; 95% confidence interval 53–85%). In the case of the atomic craters, the proportion is even higher. As expected, all of the americium present appears to be in a reduced form. Calculations suggest that annual committed effective doses to individual adults arising from the daily ingestion of these well waters are in the range 11–42 μSv (mean 21 μSv). Presently, the ground water feeding these wells would not appear to be contaminated with radioactivity from past underground testing in the Degelen Mountains or from the Tel′kem explosions.     

固定化脱色菌－活性污泥的脱色性能研究

将所筛选的高效脱色菌群,采用聚集－交联法固定在活性污泥上,形民絮状立体网状微观结构。固定化脱色菌－活性污泥的脱色酶活力较未经固定的活性污泥提高７０％左右。经厌氧条件下处理针织厂印染废水,色度平均去降率为７７．３％,ＣＯＤＣｒ平均去除率为６５．１％。     

铁矿石对脱除烧结废气中NOx的催化效应

向混合料中加添加剂能够在烧结过程中脱除烧结废气中的NO。实验研究了铁矿石对NO脱除反应的催化效应。在900℃下,分别以5种不同铁矿石作为填料层,用2种标准气体和压缩空气配制的混合气体模拟烧结废气。试验结果表明,铁矿石种类对铁矿石的催化能力有重要影响。D型铁矿的催化能力最强而且不会发生弱化,NO转化率接近100%;其它几种铁矿石的催化能力较差,随着反应时间的延长有明显的弱化现象,但很快即基本趋于稳定状态,NO转化率达到了60%~70%。     

调理剂-植物栽培协同降低矿区农田土壤中重金属有效态含量

定量评估重金属有效态含量是明确农田土壤修复过程中重金属生态环境风险的重要步骤。针对硫化物矿区重金属污染土壤开展添加蚕沙-铁粉及蚕沙-伊蒙土-铁粉调理剂条件下油葵、孔雀草、香茅草和桑树4种经济作物的盆栽试验,并测定经济作物与调理剂共同作用下土壤中pH、有机质及镉砷铅锌铜有效态的含量。结果显示作物栽培与调理剂共同作用下,土壤pH值在两季中均有增加,土壤有机质在第一季中增加。第一季种植4种经济作物添加蚕沙-铁粉可显著降低土壤中多种重金属有效态含量,各重金属的最高钝化效率分别为Cd 30.3%、As 49.5%、Pb33.6%、Zn 52.1%、Cu 45.7%,优于蚕沙-伊蒙土-铁粉的调理效果。第二季种植时调理剂的钝化效率普遍降低。两季综合来看,蚕沙-铁粉联合香茅草时有效态镉、砷、铅、锌、铜的降低幅度最大。因此,添加蚕沙-铁粉调理剂的四种作物单季种植时能同时降低镉、砷、铅、锌、铜有效态的含量,香茅草两季种植时能同时降低以上5种重金属有效态含量,具有潜在应用价值。     

丹江口水库水质空间异质性多指标监测综合分析技术及效果

为深入分析丹江口水库水质时空差异性,探索影响水质的重要因子,提供更具综合性的水质分析方法,基于5个不同观察点,监测水质理化指标和浮游细菌(真菌)群落多样性指标,并采用判别分析法、配对T检验法、直接相关和典型相关分析法进行分析。结果表明：丹江口库区5个观察点的水质在2016年和2017年分别属于良好状态和优秀或良好状态,但是判别分析法显示水质理化指标在5个观察点上整体存在显著差异;浮游细菌(真菌)群落多样性指标在5个观察点上整体存在显著差异; 5个观察点水质理化性质在2 a的2个时期上均无显著性差异,即水质营养状态无显著变化,但两者之间存在显著相关性;对丹江口库区的水质理化指标群与浮游细菌(或真菌)群落多样性指标群按照2个不同时期分别进行典型相关分析,发现水质理化指标的变化趋势与浮游细菌群落多样性指标变化趋势一致;依据所有水质理化指标和浮游真菌(或细菌)群落多样性指标进行综合判别分析,可对不同观察点进一步精细分类;通过典型相关分析发现浮游真菌(或细菌)群落多样性指标可以间接指示或反映水质变化的特点;环境因子（水质理化指标）中重要指标包括X₃(COD)、X₅(NH₃-N)、 X₇(Chl-a)和X₈(SD);浮游细菌群落多样性重要指标包括Y₁(序列条带)、Y₂(OTU数)、Y₃(Ace指数)和Y₄(Chao1指数);浮游真菌群落多样性重要指标包括Y₁(序列条带)、Y₂(OTU数)和Y₃(Ace指数) 。本研究采用的多指标综合分析技术较单指标逐一分析更能全面客观地反映水质变化全貌,可为完善和丰富水质环境监测数据综合分析技术手段提供一定的参考。本研究结果可为相关管理部门监测和改善南水北调中线水源区水质并制定政策提供基础数据和参考依据。     

光生物反应器中活性污泥和藻类的共培养及微生物群落分析

利用污水处理厂好氧池活性污泥和来自二沉池壁的藻类构成菌藻生物反应器用以处理实际生活废水,探讨了不同泥藻接种比对废水处理效果的影响,并分析了稳定运行后的微生物群落组成。结果表明：泥/藻质量比为1∶0.75的混合系统对污染物质(COD、TN和TP)的去除效率最高;当HRT为2 d时,按泥/藻质量比为1∶0.75接种的光生物反应器(初始TSS为1.12 g·L−1)在搅拌和太阳光照射的条件下,对${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除率可达99.7%,对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率约为70%。利用高通量测序技术对运行42 d后反应器内(SRT为15 d)的细菌群落进行分析发现,优势细菌为厚壁菌门的微小杆菌属(Exiguobacterium),蓝菌门的光合产氧蓝细菌属(Cyanobium)和变形菌门α-变形菌纲的不产氧光合好氧异养固氮红杆菌属(Rhodobacter),其相对丰度分别为23.32%、15.23%和5.77%。同时,反应器内还存在氧化亚硝酸盐的硝化螺旋菌(Nitrospira),以及除磷的不动杆菌(Acinetobacter)和能进行好氧反硝化的副球菌(Paracoccus),其相对丰度分别为1.19%、0.58%和0.35%。     

涉重危废概念的提出及其资源化利用

危险废物作为具有较高危害特性的固体废物,近年来受到国内外学术界、政府管理部门和公众的极大关注。危险废物的产生和排放呈现量大、面广、源多、物杂的特点,因此,科学分级分类既是其精细管理、精确监控、精准处置的现实需求,也是环境科学与工程领域危险废物和固体废物学科体系构建和健康发展的必然要求。危险废物中有一重要类别,其共有的危险特性源于重金属的毒性。重金属的不可降解性决定了该类危险废物的环境风险和环境危害具有持久性;重金属的不可再生性又决定了该类危险废物的资源属性具有稀缺性。为此,探讨并定义了以重金属毒性为危险特性的这一重要而独特的危险废物细分领域,明确了其内涵和外延;提出了金属五分法及该类别危险废物资源化利用的实现路径;分析了不同重金属提取工艺的适用性,并论述了该类别危险废物资源化利用的核心要务和技术原理。     

含污泥坑生活垃圾填埋场竖向扩容工程稳定沉降分析

为减少生活垃圾填埋场内污泥坑的存在给填埋场后期竖向扩容工程带来的难度,以辽宁省某含污泥坑生活垃圾填埋场为例,对其竖向扩容工程进行了工艺设计和验证分析。根据工程目标和相关规范,合理确定了扩容后填埋场整体平面布置和填埋堆高等参数,选用原位固化技术对污泥进行了加固处理,并确定了处理后污泥的力学参数设计值。使用Geo-Slope软件,建立了扩容后填埋场堆体边坡的计算模型,并分析和评价了3种不同工况边坡抗滑稳定性的影响。基于理正岩土软件,对填埋场垃圾堆体进行了沉降计算,并根据沉降分析结果进一步确定了防渗系统设计方案。结果表明：污泥坑加固处理后,各工况下的垃圾堆体边坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求;固化处理后污泥的相关强度等指标均满足垃圾堆体竖向扩容设计要求;防渗系统最大伸长率为0.4%,满足规范要求;防渗结构中设置了抗沉降加筋层,可抵抗垃圾堆体的不均匀沉降。本研究成果可为国内同类型生活垃圾填埋场的竖向扩容工程工艺设计提供参考和借鉴。     

熟石灰强化热脱附修复重质石油污染土壤

针对热脱附技术修复石油污染土壤存在能耗高的问题,采用添加Ca(OH)₂实现在相对较低的温度下强化热脱附重质石油污染土壤,以降低能耗。通过室内模拟实验,研究了热脱附温度、停留时间和Ca(OH)₂添加量对重质石油污染土壤中总石油烃(total petroleum hydrocarbon, TPH)去除率的影响。结果表明,当热脱附温度为400 ℃、停留时间为30 min、加入1% Ca(OH)₂时,石油污染土壤中TPH的去除率相比无Ca(OH)₂热脱附的土壤提高了23.6%;土壤中饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质的去除率分别增加了17.3%、29.3%、18.1%和46.7%,对沥青质的去除效果最佳。Ca(OH)₂能够降低热反应活化能且增加活性位点是其显著促进土壤中重质石油烃的热脱附去除的主要原因。Ca(OH)₂强化热脱附后土壤粘性降低,分散性增强,粒径变小,且在表面生成一层类焦炭的物质。该研究结果可为热脱附技术在石油污染土壤修复中的应用提供参考。