热脱附对有机氯农药污染土壤微生物响应效应

有机氯农药六六六会对土壤中敏感微生物菌群产生毒性效应,导致敏感微生物菌群种类与数量发生变化。该研究针对不同浓度水平下六六六污染土壤和对应异位热脱附修复后的土壤中微生物的响应及变化进行分析,筛选出了可以作为六六六污染土壤指示生物的微生物。以清洁土壤（CK）、不同六六六污染土壤（H1、H2和H3）和修复后土壤（AR）为供试土壤,基于细菌数量和多样性生物学指标,探究不同污染浓度土壤与修复前后土壤中微生物的差异性。结果表明：（1）与CK土壤相比,梯度污染土壤H1、H2和H3中的细菌数量比CK分别降低95.31%、94.17%、94.06%(P<0.05),AR中细菌数量有所恢复,但显著低于CK,低98.86%(P<0.05);(2)清洁土壤、污染土壤和修复后土壤的细菌多样性存在显著差异,在H3土壤中,特征菌门-变形菌门和特征菌属-假单胞菌属富集明显,占比分别达到99.43%和97.97%,其他物种占比不到1%,AR中微生物的物种组成相比H3有了一定的恢复,群落组成的多样性增加,但是短期内仍比清洁土壤群落多样性低;（3）清洁土壤中Methylomirabilota、硝化螺旋菌门和浮霉...     

中国城镇污水处理厂温室气体排放趋势及驱动因子识别

为实现我国城镇污水处理厂绿色发展,助力实现“双碳”目标,通过测算2014-2020年我国各省(自治区、直辖市)城镇污水处理厂温室气体排放量(不包括西藏自治区和港澳台地区数据,下同),分析各省份污水处理厂水-能关系及空间格局变化趋势,并基于随机森林模型识别影响城镇污水处理厂温室气体排放的驱动因子,探究各因子对碳排放总量的影响程度.结果表明：(1)我国2020年城镇污水处理厂温室气体排放总量(以CO₂当量计)为33.26 Mt,较2014年增长了45%.全国人均排放量为22.9 kg/a,单位GDP排放强度为3.19 kg/(10⁴元),吨水排放强度为0.589 kg/m³,均存在北高南低的特征.(2)华北地区城镇污水处理厂温室气体间接排放占比最高,天津市水-能关系最为合理,GWFRE(灰水足迹削减率)与eGWFR(单位能耗下的灰水足迹削减效率)分别为4.57、9.14.(3)全国城镇污水处理厂温室气体排放的空间自相关性逐年加强,热点区域面积逐年减小,冷点区域面积逐年增加,局部格局呈显著的南北分异.(4)驱动因子中人口数量、...     

生石灰强化机械通风法修复三氯乙烯污染土壤

机械通风法是一种操作简单、效果好、成本低的土壤修复技术,特别适合大型挥发性有机化合物(VOC)污染场地的土壤修复,但在环境温度低、土壤含水率高、土壤黏性大等情况下,其修复效果和修复周期会受到极大影响,且土壤中高浓度的污染物残留将严重影响场地修复目标的实现。为了解决这一问题,采用了在土壤中添加一定量生石灰的强化措施。结果表明:(1)生石灰可以显著提高机械通风法修复三氯乙烯(TCE)污染土壤的效果,缩短修复周期,降低污染物在土壤中的残留浓度。(2)生石灰对TCE的强化作用与生石灰的添加量和土壤类型有关,粉质黏土的强化效果要好于粉土和细砂,生石灰添加量越多,强化效果越好;(3)生石灰强化处理TCE的主要机制是提高土壤温度、降低土壤含水率、增加土壤通透性,促进土壤中TCE的解吸和挥发。     

NAPLs污染物垂向指流迁移分形表征中图像处理的影响研究

染色示踪技术是研究多孔介质中指流形态的主要手段之一,而如何更精确地对所采集的图像数据进行分析,是该研究工作中非常重要的组成部分.分形理论在染色示踪影像的基础上对指流形态进行定量描述,以质量分形维数(D m)表征渗流面积,以界面分形维数(D s)表征渗流驱替边界长度,对于识别和预测指流形态有一定的实际意义.而分形维数的计算基于二值化图像完成,因此明确图像二值化过程对分形维数表征的影响对分形维数的应用有重要意义.本研究以4种非水相流体在二维砂箱中迁移的130幅染色图像为目标影像,详细比较了图像预处理过程中不同饱和度(红色)阈值、不同亮度(灰度)阈值以及图形中"湖"的填充3个因素分别对D m和D s的影响.结果表明,在砂箱实验中,与田间实验相比由于染色污染物与石英砂颜色对比度较大,红色阈值调整对两种分形维数影响相对较小;随着灰度阈值的提高D m平均降低0.02,D s平均增加0.05;图形中"湖"的填充对D m几乎没有影响,而使D s平均降低0.10.研究发现与D s相比,D m在图像处理过程中受各种因素影响较小,建议在进一步研究中以D m为指流形态指示指标以避免图形处理过程中主观因素的影响.     

典型农药污染地块土壤中异味物质的筛查与分布特征研究

针对我国农药污染地块修复过程中异味扰民的突出环境问题,开展地块土壤中异味物质的筛查,明确异味物质在土壤中的分布至关重要. 本文以某典型农药污染地块土壤为研究对象,通过对土壤气样品全扫描分析、异味清单比对、异味活度值计算、累计异味贡献率分析等方法,筛查确定土壤中主要的异味物质;基于筛查结果,通过土壤样品采集,应用GC-MS分析,查明土壤中主要异味物质的污染程度和空间分布. 结果表明:①该典型农药污染地块土壤中涉及二甲基硫醚、二甲基二硫醚、甲苯、三氯乙烯、二硫化碳、氯仿、邻-二甲苯、间/对-二甲苯、苯、噻吩、甲基环己烷、正己烷、四氯乙烯、乙苯和四氯化碳15种异味物质,异味活度值分别为7 287.5、2 755.6、714.8、676.7、438.5、294.5、229.4、74.7、55.4、50.0、49.6、18.9、3.1、1.7和0.6. ②累计异味贡献率超过90%的主要异味物质为二甲基硫醚、二甲基二硫醚、甲苯和三氯乙烯,四者最高含量分别为10.9、48.5、797.7和33 000.0 mg/kg,主要分布在除草剂车间、菊酯车间、敌敌畏车间、氧化制氯车间、百草枯车间和氧乐果车间等生产区域. ③异味物质含量普遍随土壤埋深的增加表现为先增后降,主要分布在1.8~6.8 m的粉质黏土和6.8~10.6 m的粉土中. 研究显示,农药污染地块土壤中异味物质种类复杂,可采用累计异味贡献率分析法进行筛查;地块土壤中异味物质的空间分布主要与生产过程、土壤埋深和土壤性质有关.      

采用分层采样技术对场地地下水污染物进行三维空间描述

地下水单一混合层采样所需建井及采样技术较简单,曾被广泛应用于地下水监测,但根据该技术所得地下水污染物数据进行污染场地地下水污染羽和污染程度描述,常常存在较严重的偏差。以某氯代烃污染场地为例,详细阐述了巢式监测井的建井及分层采样技术,并以该场地主要污染物氯乙烯和氯仿为例,对比了来自不同采样技术的两个主要污染物数据,证实了采用分层采样技术对污染场地地下水进行调查,具有更好的准确性和可靠性。     

多孔介质中NAPLs流体毛细管指进形态及分形表征

非水相流体(non-aqueous phase liquids,NAPLs)如石油烃类和有机溶剂类污染土壤和地下水引起了广泛关注.不同粒径多孔介质中不同性质流体入渗形态的识别是确定污染范围、有效修复土壤和地下水的前提.本研究选取不同性质的4种NAPLs流体,建立可视化砂箱模型,比较4种流体在不同粒径石英砂中指流形态差异,并引入分形理论对迁移形态进行定量描述.结果表明,NAPLs流体指进过程属于毛细管指进,主要驱动力为毛细力;同种污染物或同一黏度数量级污染物之间指流宽度和渗流面积变化趋势与毛细管数和邦德数变化趋势呈负相关;指流宽度和渗流面积随着介质粒径的减小和流体黏度的增大而增加;指流宽度和渗流面积与渗流面的质量分形维数呈正相关,质量分形维数可以作为指流宽度和渗流面积的指示指标.     

近20年中国表层土壤中多环芳烃时空分布特征及源解析

随着中国经济社会的快速发展,表层土壤多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）污染问题受到了全社会的高度关注.本研究通过搜集2000~2020年间有关我国表层土壤PAHs污染的相关研究,并对筛选得到的166篇文献采样数据综合运用统计学、空间插值分析和污染物特征比值源解析方法,定量分析了我国表层土壤PAHs污染水平、时间变化特征、空间分布特征以及来源特征.结果表明,我国表层土壤普遍存在人为因素的PAHs污染,其含量中位值为675.70 μg·kg^-1,总体情况良好但部分采样点位污染情况较为严重,单体含量中荧蒽（Fla）和芘（Pyr）含量较高,而苊烯（Acy）和二氢苊（Ace）含量较低;调查时段中,表层土壤PAHs含量数据大体稳定在313.10~1070.45 μg·kg^-1的中度污染水平范围内,其年度变化受石油生产与消费的影响相对较小,且不存在明显波动;统计学以及空间插值结果表明,我国表层土壤PAHs污染存在明显区域特征,地区含量从西北、华北、华东、东北、西南和中南依次递减,多数省份的PAHs污染水平处于"中度污染"或"轻度污染";源解析结果表明,我国大部分地区表层土壤PAHs污染来源于石油、生物质和煤等化石燃料的高温燃烧,但黑龙江以及新疆、西藏等西北地区主要表现为石油源污染.本研究对我国土壤环境管理和PAHs污染治理工作开展有一定参考价值.