农田重金属污染修复新技术展望与探索

目前,土壤重金属污染已成为全球各国共同面临的棘手问题。土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性、积累性、持久性等特点,已严重危害到人类的健康。本文在全面了解国内外重金属污染土壤修复研究动态的基础上,对纳米多孔磁性螯合材料用于农田重金属污染土壤修复的新技术进行展望与探索研究,为国内这一领域的工作开展提供借鉴参考。     

四川省马边磷矿区水环境中典型重金属污染分析

马边磷矿区磷矿资源丰富,区内磷矿开采企业较多。在开采的过程中难免会对当地的河水造成一定的影响。为了进一步了解马边磷矿区的环境影响问题,本文通过对磷矿区采集的水体样品和同一地点的水系沉积物样品进行分析测试,共检测了Cd、As、Cu、Cr、Pb、Zn六种重金属元素的含量,采用潜在生态危害指数法对沉积物中的重金属污染程度进行了综合评价。结果如下:马边磷矿区河水中的重金属元素的浓度较低,6种重金属元素含量均低于国家标准(GB3838-2002)。水系沉积物中的重金属元素含量较高,其中:Cd、Pb、Zn分别为2. 06mg/kg、182. 39mg/kg、479. 13 mg/kg。与四川省土壤元素背景值相比:Cd元素超标25. 7倍,Pb元素超标5. 9倍,Zn元素超标5. 5倍,其余元素未超标。与马边地区1∶20万区域水系沉积物背景值相比:Cd元素超标3. 12倍,Pb元素超标3. 3倍,Zn元素超标2. 5倍,As元素超标1. 6倍,Cu、Cr元素含量在背景值以内。与“中国土壤元素背景值”相比:Cd元素超标29. 4倍,Pb元素超标7. 7倍,Zn元素超标7. 1倍。潜在生态危害指数法评价结果表明:Cd的生态危害指数最大,其次为Pb和As,其余Cu、Cr、Zn等元素属于轻微生态风险。     

大亚湾海产中重金属的健康风险与海产消费建议

为了解大亚湾常见野生海产品中重金属的含量及其摄食的健康风险,本文分析了大亚湾10种野生海产品可食用部分中7种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn)含量,并采用单因子污染指数(P_i)、综合污染指数(P_c)方法评价其污染程度,进一步采用美国环保署推荐的健康风险评估模型评估其摄食的健康风险.结果表明,7种重金属含量分别为4.28×10~(-2)—1.31×10~(-1)、8.58×10~(-5)—2.19×10~(-2)、2.69×10~(-3)—9.54×10~(-3)、1.92×10~(-2)—3.05×10~(-1)、ND—2.14×10~(-2)、8.40×10~(-4)—2.75×10~(-1)、1.92×10~(-1)—6.13×10~(-1) mg·kg~(-1)(湿重).与国内外其它地区相比,处于相对较低水平;与历史数据相比,呈现降低趋势.P_i及P_c结果表明,金钱鱼、平鲷、口虾蛄和棒锥螺中As处于轻度污染水平,其余重金属均处于无污染水平.风险评估结果表明,大亚湾海产品可食用部分中总砷的摄食致癌风险较高,儿童/青少年的致癌风险高于成人1.5倍.金钱鱼、口虾蛄、杜氏枪乌贼、近缘新对虾、蟹和棒锥螺的日均消费量(成人57.4 g·d~(-1),儿童/青少年42.4 g·d~(-1))均高于消费建议中给出的相应安全阈值,建议消费者适当控制这些海产品的日食用量和月食用餐数.As在海产品中较高的检出,需予以进一步关注.     

UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料的制备及对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)的去除

本文采用多孔陶瓷作为基体制备了锆基金属有机骨架UiO-66@多孔陶瓷复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对比了氢氧化钠脱硅和乙二胺表面改性等基体活化方式对UiO-66(Zr)在多孔陶瓷表面负载情况的影响.结果表明,经过乙二胺表面改性的多孔陶瓷对UiO-66(Zr)的负载更均匀,负载效果更好.以EDTA-Cu(Ⅱ)为考察对象,研究了UiO-66(Zr)@乙二胺表面改性多孔陶瓷复合材料对络合态重金属的净化效能.结果表明,UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料在较宽的酸碱条件下(pH=3—9)对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)均表现出良好的吸附性能,饱和吸附量为1.17 mg·g~(-1),并可通过NaOH解吸再生,从而实现材料的重复利用.     

观赏性植物对土壤重金属的修复效果及其环境效应分析——以开封市菊花为例

为了解观赏性植物对土壤重金属污染的修复效果,以开封市5种菊花(金皇后、墨菊、孔雀草、粉旭桃、玛格丽特菊)为研究对象,分析菊花以及土壤样品中镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)等5种重金属元素的含量,分析菊花对土壤重金属的富集、转移能力.采用单因子指数法、内梅罗综合指数法评价土壤环境质量,并采用模糊综合评价法进一步分析菊花带来的环境效益.结果表明,土壤中5种重金属的含量由大到小为:Zn Pb Cu Cr Cd,土壤重金属为轻度污染,且Cd对综合指数贡献最大;富集能力方面,所选菊花对5种重金属均能够富集;转移能力方面,金皇后的能力最强,其由强到弱的排序为Cr Cd Pb Zn Cu;环境效益分析,以开封菊花为例,2016—2018年开封菊花日滞尘量、日释氧量、日固碳量随着菊花的增多而增强.     

宜兴市典型道路灰尘(＜150 μm)组分中重金属污染特征及风险评价

粒径小于150μm道路灰尘是生态系统及人类健康风险的主要来源.本文于2016年11月采集宜兴市主城区10条典型交通道路灰尘样品,分析并评价150μm灰尘颗粒中Zn、Cu、Pb、Ni和Cr等5种重金属污染及风险水平.研究结果表明,宜兴市道路灰尘中重金属含量均高于当地土壤背景值,平均含量(mg·kg~(-1))大小依次为:Zn(408.2±108.0)Pb(263.3±582.4)Cr(161.7±77.1)Cu(128.0±43.4)Ni(90.2±32.4).地累积指数(I_(geo))表明,道路灰尘中重金属Zn和Cu为中-中/重度污染水平,Pb表现为中度污染水平,Ni和Cr则表现为无污染/中-中度污染水平.潜在生态风险指数(RI)表明,研究区域(宜兴市)大部分道路的灰尘中重金属对当地生态系统造成潜在中度风险,重金属Cu、Cr和Pb为潜在生态风险主要来源(85%).健康风险评价表明,道路灰尘中非致癌重金属对儿童可能构成潜在非致癌风险,对成人不造成非致癌伤害, Ni和Cr对暴露人群不会造成严重致癌危害.研究同时发现,宜兴市道路灰尘中重金属污染程度严重,亟需采取有效措施加以控制.     

硫化锰纳米颗粒高效去除重金属镉

中国镉污染问题日益严峻,开发高效的镉吸附剂,是解决环境镉污染问题的重要技术手段。采用共沉淀方法合成了硫化锰纳米颗粒,研究了其对重金属镉的吸附行为,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、比表面积(BET)等技术手段探究了硫化锰纳米颗粒的形貌、化学组分以及镉的去除机制。结果表明,MnS纳米颗粒呈球状,平均粒径100 nm,比表面积30.56 m~2·g~(-1)。MnS纳米颗粒对Cd~(2+)的吸附动力学数据较好地符合伪二级动力学模型;吸附等温线数据较好地符合Langmuir模型,说明MnS对Cd2+的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附。使用Langmuir拟合的MnS饱和最大镉吸附量为349.6 mg·g~(-1),在众多镉吸附材料中处于前列。对于模拟工厂重金属废水的处理,MnS纳米颗粒可以在5 h内使镉的浓度由60 mg·L~(-1)降至国家规定排放线以下(0.1 mg·L~(-1)),且吸附过程中水体pH稳定,对水体干扰小。在多种重金属离子共存的情况下,仍可以达到接近100%的Cd~(2+)去除率。硫化锰相对稳定,在空气中放置30 d仍有80%的镉去除率。较高的离子交换量形成CdS沉淀是MnS高效去除镉的主要原因。     

土壤中7种重金属和砷测定的精密度控制指标研究

通过对浙江省近700组实际土壤样品进行分析,研究了土壤中铜、铅、锌、铬、镍、镉、砷、汞7种重金属和砷测定的精密度控制指标(实验室内相对偏差和实验室间相对偏差),并与行业标准分析方法和文献进行了比较,旨在为环境监测质量控制与质量保证工作提供参考。经统计分析,建议实验室内相对偏差控制指标如下:铜,≤15%;铅,≤15%;锌,≤15%;铬,≤15%;镍,≤15%;镉,≤20%;砷,≤15%;汞,≤50%。建议实验室间相对偏差控制指标如下:铜,≤25%;铅,≤25%;锌,≤20%;铬,≤20%;镍,≤25%;镉,≤35%;砷,≤25%;汞,≤55%。