Tannic acid and saponin for removing arsenic from brownfield soils：Mobilization, distribution and speciation

Plant biosurfactants were used for the first time to remove As and co-existing metals from brownfield soils. Tannic acid （TA）, a polyphenol, and saponin （SAP）, a glycoside were tested. The soil washing experiments were performed in batch conditions at constant biosurfactant concentration （3%）. Both biosurfactants differed in natural pH, surface tension, critical micelle concentration and content of functional groups. After a single washing, TA （pH 3.44） more efficiently mobilized As than SAP （pH 5.44）. When both biosurfactants were used at the same pH （SAP adjusted to 3.44）, arsenic mobilization was improved by triple washing. The process efficiency for TA and SAP was similar, and depending on the soil sample, ranged between 50%-64%. Arsenic mobilization by TA and SAP resulted mainly from decomposition of Fe arsenates, followed by Fe3＋ complexation with biosurfactants. Arsenic was efficiently released from reducible and partially from residual fractions. In all soils, As（V） was almost completely removed, whereas content of As（III） was decreased by 37%-73%. SAP and TA might be used potentially to remove As from contaminated soils.     

氧化还原循环过程中沉积物磷的形态及迁移转化规律

为研究沉积物在氧化还原循环过程中磷循环迁移转化机制,通过控制实验模拟分析氧化还原条件下,上覆水理化性质变化特征、沉积物各形态磷变化及机制研究,并量化沉积物中磷的重新分配和沉积物磷酸盐的释放通量影响.结果表明:(1)氧化还原电位Eh和p H体系、硫体系、碳体系以及与磷相关性密切的铁体系变化规律具有周期性,并对解释沉积物-水两相界面磷的迁移转化机制有重要作用;(2)在氧化还原循环过程中,各形态磷含量随着氧化还原条件和时间变化,根据水-沉积物磷素变化量化分析可得,可还原态磷(BD-P)和铁铝结合态磷(Na OH-rP)是可逆地重新分配到弱吸附态磷(NH4Cl-P)、聚磷/有机磷(Na OH-nrP)、残渣态磷(Rest-P)和间隙水溶解性活性磷(SRP)中,且沉积物中变化量93. 7%的磷在还原反应时不会释放到水体中;(3)上覆水总磷(TP)浓度变化的92%为上覆水的SRP,表明水-沉积物在该循环过程中以水溶性磷交换为主;(4)根据Fick第一定律得,还原阶段磷扩散通量最大值为0. 58 mg·(m~2·d)-1,而氧化阶段第7 d扩散通量约为0. 16～0. 22 mg·(m~2·d)-1;氧化反应阶段,扩散通量随时间逐渐降低,还原阶段的变化趋势相反,表明还原状态会加速沉积物磷的扩散程度,而曝氧降低了沉积物磷扩散通量.     

丹江口水库沉积物重金属形态分布特征及其迁移能力

以丹江口库区及其支流为研究对象,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb各形态的空间赋存特征和相对比例,探讨了各形态金属的稳定度并对其进行污染评价.结果表明,表层沉积物各形态金属分布都具有明显的空间差异性,高值集中于库区中部、西部入库支流和丹江库区西北部.沉积物中Pb的可还原态、Cd的弱酸提取态占总量的质量分数较高,分别达到54.91%和42.19%,其余重金属则以残渣态为主.重金属稳定度分析表明,8种金属稳定性顺序为Cr >Pb >As >Ni >Cu >Hg >Zn >Cd,Cd在大部分点位处于不稳定状态,快速解吸释放的风险较大.     

典型材料屋面积尘重金属形态分布与风险评估

以华南地区4种典型材料屋面(瓷砖、混凝土、金属和沥青)为研究对象,采用改进式BCR连续提取法对其屋面积尘中10种重金属(Ba、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Sr和Zn)进行形态分析与风险评估.结果表明,屋面积尘重金属平均含量明显高于道路积尘.形态分析表明,Zn的酸溶态比例明显高于其他重金属,Pb和Cu主要以可氧化态存在,其余重金属均以残渣态为主;屋面积尘重金属可移动态比例表现为PbZnCuMnCoSrSbNiBaCr,其中Pb、Zn、Cu、Mn和Co可移动态比例均超过50%.环境风险评估发现,污染指数(Cf)与风险评价编码指数(RAC)最大值均为Zn,其生态风险较高.健康风险评估表明,屋面积尘重金属对成人与儿童非致癌风险均表现为:PbCrSbZnMnCuBaNiCoSr,其对成人非致癌风险均小于安全限值,不构成威胁,但Pb对儿童的非致癌风险高于安全限值,形成威胁;屋面积尘中Cr、Co和Ni低于致癌风险阈值,对人体无致癌风险.     

北三河水系沉积物中金属的污染状况研究

北三河水系包括接纳了北京、天津大量再生水和污水的温榆河、凉水河和北运河等河流,其沉积物中金属的污染状况是水环境质量的重要指标之一.本研究调查分析了北三河水系8条河流沉积物中金属的污染状况及存在形态,采用地累积指数评价了金属的污染级别,利用相关性分析和主成分分析简要分析了金属的主要来源.研究结果表明,北三河水系沉积物中Fe、Mn、Zn、Cr、Cu、Ni、Pb、Co和Cd的平均浓度分别为24207、538、303、57、48、29、15.2、14和0.27 mg·kg-1.牛牧屯河部分沉积物中Fe、Zn、Cu、Cr和Ni的浓度高于沉积物质量基准(SQG)中的极有可能产生危害的浓度(PEC)值,很有可能对生物产生危害;而温榆河、还乡河、北运河、凉水河和潮白河中大部分金属浓度高于产生危害的阈值(TEC)而低于PEC水平,也应列入防控对象.河流沉积物中金属积累级别较高的河段多位于郊区和乡镇,可能因为这些区域污水处理率较低.Fe、Cr、Ni、Cu、Mn和Zn在沉积物中主要以残渣态存在,其比例分别可达92.5％、85.2％、87.9％、71.0％、63.4％和57.3％;Pb则主要以可提取态存在,其比例为62.6％.沉积物中Cu、Pb、Ni和Cd元素的存在主要受人类活动的影响,其在北三河水系沉积物中的分布主要受有机碳的控制;Cr和Co的存在则主要受自然因素的影响,其分布主要受铁锰氧化物或矿物质的影响.     

土法炼锌导致土壤中铅分布特征和形态变化的研究

对贵州省赫章县土法炼锌区土壤中Pb分布特征和形态变化进行了研究。各炼锌点表层土壤中全铅含量71.8~37247.4 mg.kg-1,远高于贵州省土壤背景值(29.3 mg.kg-1)。其分布特征表现为:土壤中Pb含量总趋势随着炼锌时间增加而增加,随着距废渣堆的距离增加而降低。剖面中全铅含量分析表明Pb主要累积在土壤表层,但随着冶炼时间增加深层土壤中Pb累积程度也逐渐加大。以CaCl2和DTPA作为提取剂的简化连续提取法对土壤中Pb形态进行分析,结果显示,土壤中CaCl2和DTPA提取态Pb占全量的比例很低,平均值分别为0.3%和5%,但是其绝对含量高达6.4~1037 mg.kg-1;并随着Pb在土壤中累积时间的加长,CaCl2和DTPA提取态Pb所占比例呈显著降低的趋势,但其绝对含量逐渐增加。     

三江平原典型区地下水铁的动态变化

为揭示地下水铁的时间变异规律和影响机制,对三江平原典型区不同深度的地下水水位和铁开展了动态监测,分析了总铁含量和形态的季节变化特征及其与地下水位波动的关系。结果表明:地下水为中性偏弱酸、强还原性环境,铁在浅层和中层富集。地下水铁的动态变化和水位关系密切,随着地下水位的上升、下降,总铁含量和Fe2+质量浓度也随之增加或降低。浅层地下水对水位变化响应迅速,中层地下水存在滞后。地下水位的季节波动导致含水层氧化还原条件改变,影响了水岩体系中铁的迁移和转化。     

左氧氟沙星对土壤中汞形态微生物转化的影响

为阐明左氧氟沙星(Levofloxacin)对土壤中汞形态转化的影响效应,探究了左氧氟沙星对2种能够影响汞形态转化的细菌—枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.spizizenii)和洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacian)的抑菌效果;并通过室内土培试验阐明了添加左氧氟沙星对土壤汞赋存形态的作用机制.结果表明,左氧氟沙星对2种细菌都有较好的抑菌效果,在添加0.1 mg·mL^-1左氧氟沙星时,枯草芽孢杆菌和洋葱假单胞菌的菌群数量都有显著降低.土壤培养实验中,接种枯草芽孢杆菌处理土壤中的Hg²⁺含量显著高于对照组(p<0.05),而洋葱假单胞菌则导致土壤中Hg⁰生成量明显升高(p<0.05).左氧氟沙星的添加减弱了土壤细菌对Hg²⁺和Hg⁰的转化作用;这主要归因于左氧氟沙星可以有效抑制土壤中菌群的数量及过氧化氢酶和汞还原酶的活性,从而导致2种菌对Hg的氧化和还原能力下降,降低了土壤中Hg²⁺和Hg^0...     

彩虹方头鱼(Paracheirodon innesi)鱼鳃微环境特性及铜的生物有效性

建立了测定小个体鱼种鳃部微环境特殊条件的高密度暴露方法，利用这种方法测定了彩虹方头鱼（Paracheirodon innesi）鱼鳃微环境的、 pH、碱度、粘液含量等参数， 并根据测定结果计算了鱼鳃微环境中铜的形态分布。结果表明：高密度暴露可在15s左右建立动态平衡，鱼鳃与外部水体平衡pH7.2。鱼鳃微环境中，碱度在碱性条件下迅速增加。计算并讨论了鱼鳃微环境与外部水相中铜的形态分布和有效态含量差异。     

典型黑色岩系地质高背景区土壤和农产品重金属富集特征与污染风险

土壤重金属污染是我国的重要环境问题,而区域地质高背景是土壤重金属富集的重要影响因素.黑色岩系风化土壤普遍存在重金属富集的现象,潜在生态环境风险较高,但目前农产品重金属富集的基础数据较缺乏,限制了黑色岩系地质高背景区的土地安全利用与农产品安全生产.对重庆典型黑色岩系地质高背景区313件土壤和289件主要农产品重金属的富集特征、污染风险和土壤重金属赋存形态进行研究.结果表明,相对于我国土壤环境背景值和重庆市表层土壤,研究区土壤Cd、 Cr、 Cu、 Zn和Se富集,Pb不富集;其中98.7%的土壤Cd含量超过风险筛选值,47.3%的土壤Cd含量超过风险管制值,Cd的污染水平和潜在生态风险最高,是研究区土壤的特征污染物.土壤Cd主要以离子交换态存在(40.6%),其次为残渣态(19.1%)和弱有机结合态(16.6%); Cr、 Cu、 Pb、 Se和Zn主要以残渣态存在,Se和Cu的有机结合态、 Pb的铁锰结合态也占较高比例;说明Cd的迁移能力和活性高于其它重金属.研究区主要农产品富集重金属的能力较弱,约18.7%的农产品Cd超标,超标倍数相对较低,重金属污染风险较低.研究可为黑色岩系地质高...