LED3A强化紫花苜蓿修复Cd污染土壤的效果研究

研究可生物降解螯合剂N-十二酰基乙二胺三乙酸盐(LED3A)诱导强化紫花苜蓿修复Cd污染土壤的效果,采用盆栽方法,考察LED3A对紫花苜蓿生理指标、Cd亚细胞分布和化学形态以及增效提取土壤中Cd的影响.结果表明,Cd胁迫显著抑制紫花苜蓿的生长及光合作用,增加丙二醛(MDA)的积累.而在土培体系中施用LED3A,可以提高植株生物量、光合色素含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,缓解细胞膜脂过氧化损伤和Cd诱导产生的氧化应激.LED3A的螯合强化作用能够增大紫花苜蓿细胞质中Cd的分布比例,促使植株中的Cd由高活性形态向低活性形态转化,通过细胞壁固持和液泡区隔化提高耐Cd性能,进而减轻毒害.与不添加LED3A组相比,最佳LED3A添加量(321.3 mg·kg^(-1))组紫花苜蓿植株中的总Cd含量和积累量分别提高了29.4%和69.1%,地下/地上富集系数及转运系数分别增加了28.6%,36.4%和10.5%.说明添加适量LED3A可有效提高紫花苜蓿对Cd的耐受性与修复Cd污染土壤的效果.

重金属-PAHs污染土壤植物微生物修复效果及机理

针对焦化厂等土壤中铬(Cr)、砷(As)重(类)金属和菲(Phe)、苯并[a]芘(BaP)等多环芳烃(PAHs)风险高、绿色低碳修复技术缺乏等突出问题,以黑麦草-玉米-食醚红球菌(Rhodococcus aetherivorans,BW2)开展植物微生物联合。结果表明,63 d后植物微生物联合修复组土壤中Cr、As、Phe和BaP浓度分别下降9.63%、5.28%、45.14%和26.87%,其中重金属的去除主要依赖于植物作用,而PAHs去除则在很大程度上取决于微生物与植物的共同作用;植物主要吸收可提取态重金属,63 d后不同修复组土壤中可交换态Cr平均下降2.19%,而As则由于降解作用使修复过程中可交换态增加;可交换态Cr和碳酸盐结合态Cr与土壤中放线菌门呈强正相关,2种形态As则与拟杆菌门、装甲菌门、FBP菌门和浮霉菌门呈正相关。污染物去除效率间存在明显的相互作用,同时受酶活性和不同功能微生物丰度的动态影响,反之土壤微生物群落结构和功能也在土壤污染物种类、浓度及理化性质等综合作用下发生改变。

两株耐铬菌的分离鉴定及对Cr(Ⅵ)污染土壤的治理

为实现高质量比铬污染场地的微生物修复,从华北某废弃铬盐厂取土样分离出两株高效铬还原菌,并对两株菌进行16S rRNA鉴定,分别命名为Agrobacterium sp. Cr-1(Cr-1)和Lysinibacillus sp. Cr-2(Cr-2)。将两菌株分别投入高质量比铬污染土壤中,通过分析土壤Cr(Ⅵ)质量比、pH值、铬形态的变化,探究两菌株对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的治理能力。通过细菌多样性和代谢组学分析,根据细菌种类、代谢物和代谢物通路的差异分析了两菌株的Cr(Ⅵ)解毒及还原的原理。当反应42 d后,投加Agrobacterium sp. Cr-1和Lysinibacillus sp. Cr-2的土壤Cr(Ⅵ)质量比分别由1 100 mg/kg降至33.49 mg/kg和92.29 mg/kg。研究显示:两种菌株均能够实现对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的高效修复。

微生物菌剂与植物协同修复铅污染土壤

为了有效修复和美化污染的土壤环境,降低重金属的污染,将培养生物菌剂与2种富集植物联合修复铅(Pb)污染的土壤,通过微生物培养、高效液相色谱、微生物群落多样性分析等方法,研究土壤中重金属残留、酶活性、叶绿素含量、重金属抗性菌、微生物数量和群落多样性。结果表明:Pb污染浓度为400 mg/kg,分别经过联合修复30 d和60 d,土壤中重金属浓度分别下降了19.61%、19.48%,60 d比30 d吸附率分别提高了16.82%、17.83%。过氧化氢酶由对照组的5.6 mg/kg增加到11.4、15.9 mg/kg;碱性磷酸酶的活性由45.6 mg/kg增加到88.4、93.4 mg/kg;蔗糖酶的活性由4.2 mg/kg增加到9.6、9.9 mg/kg;脲酶的活性由32.6 mg/kg增加到66.3、71.2 mg/kg。叶绿素的含量分别增加9.16%、9.18%。重金属抗性菌检出量分别减少21.31%和20.27%。细菌、真菌和放线菌的数量最高增加了97.68%、67.63%、210.09%。微生物群落多样性和丰度也相应增加2.7%、2.9%。可见污染土壤经过微生物菌剂与植物联系修复后,植物的光合作用增强,加快重金属的吸附和转运,提高酶活性,提升植物对重金属的耐受性,重金属抗性菌数量显著降低,微生物群落多样性增加;阐明微生物菌剂和植物协同作用下对重金属污染土壤的强化修复机制,为高效治理土壤污染提供科学依据。

麦饭石和硝酸钾添加对石油污染土壤的生物修复作用

为研究麦饭石和硝酸钾对石油污染土壤的生物修复作用,本试验通过向石油污染土壤中投加麦饭石和硝酸钾,比较了两种修复剂对不同污染时长土壤中石油烃的去除作用和毒性抑制效果。结果表明:对于新污染土壤,施加硝酸钾和麦饭石修复110 d后,总石油烃(Total petroleum hydrocarbon,TPH)的去除率分别为12.03%和17.09%。其中,施加硝酸钾修复45 d时主要增强了土壤微生物的硝化潜力,修复后期(第46~110天)主要通过强化好氧反硝化作用实现对TPH的去除。对于陈旧性污染土壤,投加硝酸钾和麦饭石修复110 d后,TPH去除率分别为24.41%和22.07%,石油烃的去除主要发生在修复后期(第46~110天)。陈旧性污染土壤中添加硝酸钾提高了土壤微生物固氮和硝化潜力。麦饭石的添加对不同污染时长土壤中石油烃的去除主要通过吸附作用实现。蚯蚓急性毒性实验结果表明,麦饭石处理组蚯蚓7 d平均死亡率为35%,显著低于对照组的60%和硝酸钾处理组的100%死亡率,表明施入硝酸钾修复显著增强了土壤的生态毒性,施入麦饭石可降低石油污染土壤的生态毒性。研究表明,相比硝酸钾,麦饭石兼具石油烃去除和降低土壤生态毒性的作用,可作为一种优质修复剂处理石油污染土壤。

铅锌冶炼重金属重污染土壤稳定化研究

针对部分铅锌冶炼场地遭受严重重金属污染的问题,采用基于铁的稳定化材料FeCl_(3)+CaCl_(2)+NaOH+Ca(OH)_(2),FeCl_(3)+CaCl_(2)+NaOH+Ca(OH)_(2)+Na_(2)S及FeCl_(3)+Na_(2)HPO_(4)进行修复。根据TCLP浸出法评估效果,选出最佳组合为FeCl_(3)+Na_(2)HP0_(4),该组合在3个场地中使Pd浸出浓度分别下降96%,63%,61%,显著减少重金属迁移。研究突显了合适材料的选择对有效土壤稳定化的重要性。

油泥污染土壤处理技术研究进展

“双碳”背景下,环境保护受到前所未有的关注,油泥污染土壤作为一种重要的行业危险废物,由于其产量大、污染重、具有资源回收价值等特点,其处理和回用已成为目前国内外亟待解决的环保难题,油泥污染土壤处理技术也成为了当前从业者的研究热点。本文基于当前油泥污染土壤的污染现状和处理现状,综述了油泥污染土壤处理技术方法中热化学清洗法、萃取法、热解法和电化学生物耦合处理技术的应用现状和研究进展,围绕这几类技术的优缺点以及改进性研究展开分析,列举了一些较为前沿的研究工作及其研究成果。文末,对油泥污染土壤处理技术进行了展望,并总结了油泥污染土壤处理技术的未来发展趋势,以期为相关研究者进行油泥污染土壤处理研究带来一定的参考。

异位建堆热脱附技术在有机污染土壤修复中的应用

以上海市某有机污染土壤热脱附修复工程为例,介绍建堆热脱附技术的工艺流程、建设方案和设备组成,并对热脱附运行过程中温度、天然气用量、废水废气处理等进行分析,评估建堆热脱附技术在有机污染土壤修复领域的有效性和适用性。应用结果表明,天然气加热34 d后,土壤堆体温度可达到150℃以上,可有效去除土壤中氯苯类和苯胺类有机污染物,每立方污染土壤天然气用量约为30.6 m^(3),采用“冷凝+吸附”工艺处理热脱附尾气、“氧化+混凝”工艺处理废水,可实现尾气和废水均达标排放。

化学氧化和化学淋洗修复污染土壤实例

本文以上海某污染场地为实例,针对存在的有机污染物、重金属污染土壤采用化学氧化和化学淋洗技术,利用生石灰激活过硫酸钠发生氧化反应去除有机污染物和柠檬酸淋洗去除重金属污染物的技术原理进行污染土壤修复施工。综合考虑工期、药剂使用成本、二次污染、修复效果等因素,通过施工现场中试试验确定规模化修复所需的化学氧化修复药剂生石灰和过硫酸钠的投加比例分别为1.5%、2.0%,化学淋洗剂柠檬酸添加浓度为40 mmol/L、水土固液比1:3、停留时间30 min,对氯仿、乙苯、萘、总石油烃(C10-C40)、锑、镍的污染土壤进行修复,去除率分别为99.99%、99.97%、99.49%、82.99%、93.98%、85.26%,修复后土壤经过监测达到修复目标值的要求。

焦化厂污染土壤中18种PAHs分布特征及健康风险评估

为研究焦化厂土壤中多环芳烃(PAHs)的污染特征及其健康风险,以某焦化厂为目标,布设260个点位,根据各点位污染情况,采集不同深度的土壤样品共780件。通过分析样品中18种PAHs含量,探讨了不同判定标准下厂区土壤中PAHs总体污染程度以及不同功能区污染状况特征,同时根据HJ 25.3—2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》对厂区内18种PAHs进行健康风险评价。结果表明:(1)该焦化厂污染水平较高,且厂区污染在空间上表现出强烈非均质性。厂区内PAHs以2~3环为主,占比为58.82%,4~6环PAHs占比为41.48%。厂区内以苯并[a]芘为基准的6种主要风险PAHs的毒性当量浓度(TEQ Bap)分布特征与总PAHs(∑18 PAHs)含量分布具有一致性。(2)不同功能区表层土壤PAHs含量均值从高到低依次为污水处理区>化产区>焦炉区>锅炉发电厂>煤炭储存区>办公区。不同功能区低环与中高环PAHs含量比值不同,表明各区域污染物来源存在差异。(3)厂区内主要健康风险来源于化合物的致癌风险,不同功能区的致癌风险水平差异较大,污水处理区致癌风险超标倍数及超标率远超化产区及焦炉区。由于苯并[j]荧蒽的加入,PAHs总致癌风险增加0.93%~204.46%,厂区内总致癌风险超标点位增加5个。

菊芋(Helianthus tuberosus)对镉、铅、锌复合污染土壤的修复潜力

菊芋是一种生物量大、生长旺盛、易于栽培的能源作物。为探究菊芋对镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)复合污染土壤的修复潜力,利用土培盆栽和原位大田试验,研究菊芋对Cd、Pb、Zn复合胁迫的生长特性、富集特征、去除率及修复潜力。结果表明:随着盆栽土壤中Cd、Pb、Zn含量的增加,菊芋的株高、生物量先降低再升高再降低,SOD酶活性先升高再降低再升高,CAT酶活性先升高再降低,POD酶活性总体表现为逐渐升高。菊芋对Cd的富集系数范围为1.08~1.79,转运系数范围为2.05~6.27,地上部Cd最大积累量达到98.25 mg/kg;Pb富集系数范围为0.77~1.31,转运系数范围为3.41~5.67,地上部Pb最大累积量为585.81 mg/kg;Zn富集系数范围为0.44~0.79,转运系数范围为1.69~3.33,地上部Zn最大累积量为2668.04 mg/kg。原位大田试验中,菊芋地上部Cd、Pb、Zn含量范围分别为125.79~201.08 mg/kg、1075.99~1525.46 mg/kg、6896.21~7443.66 mg/kg,每亩受污染土壤种植2茬菊芋对Cd、Pb、Zn的年去除率分别为5.16%~9.04%、10.84%~16.90%、4.60%~5.46%。菊芋具有较好的Cd、Pb、Zn复合胁迫耐受性和修复潜力,可作为Cd、Pb、Zn复合污染土壤修复的潜在超富集植物种质资源,具有较好的应用前景。

焦化场地多环芳烃污染土壤修复技术研究进展

为明确焦化场地多环芳烃(PAHs)污染土壤修复技术研究现状及未来发展趋势,采用文献计量学方法统计分析了Web of Science(WoS)数据库中关于焦化场地PAHs污染土壤修复技术的文献资料,并从发文数量及其年度变化、发文国家及机构、发文作者、论文关键词、发文期刊以及共被引文献等方面进行分析。结果表明:WoS数据库中焦化场地PAHs污染修复技术研究型论文共419篇,近年来世界范围内该领域总体发文数量总体呈上升趋势;中国、美国和法国是该领域发文数量位居前三的国家,共计98家研究机构、1070名作者参与焦化场地PAHs污染修复领域研究;研究主要集中在自然科学领域,发文量排名前3的期刊分别是Science of The Total Envionment、Chemosphere和Environmental Science and Pollution Research;关键词分析表明,焦化场地PAHs的源解析、风险管控、修复技术将会成为未来主要研究方向。

重金属污染土壤原位固定修复研究进展

本文深入研究了原位固定修复技术,它是一项至关重要的土壤治理方法,旨在削减土壤中重金属的生物有效性,减轻其对生态系统和人类的潜在危害。我们探讨了重金属污染的特性和多方面影响,涵盖了重金属的不同形态、生态传播、食物链中的积累,以及与此相关的土壤酸化、水体污染和生态系统破坏等问题。此外,我们详细介绍了主要的原位固定修复技术,包括氧化还原法、石灰固化法、生物修复法和离子交换树脂法。特别值得关注的是,新一代高效修复技术如生物炭和石墨烯氧化物也在取得显著进展。这些技术提供了有力的工具,为处理重金属污染土壤问题提供了希望,同时为未来的研究方向开辟了新的前景。

改性磷石膏对镉铅污染土壤修复改良效果研究

为探索改性磷石膏对镉铅污染土壤修复改良的效果,实现农产品安全生产,采用田间试验,共设CK(不施加改性磷石膏)、T1(改性磷石膏施用量为3000 kg·hm^(-2))和T2(改性磷石膏施用量为6000 kg·hm^(-2))3个处理,研究改性磷石膏对镉铅污染土壤修复改良效果。结果表明,与原始磷石膏相比,改性磷石膏表面纹理更加粗糙,结构也更加松散,表面附着更多生物炭颗粒。与T1处理相比,T2处理更能显著提升土壤pH值、EC值、有机质和速效养分含量,显著降低土壤有效态镉铅和玉米籽粒镉铅含量。另外,T2处理对提高玉米单产、百粒重、粗蛋白含量、钙含量、磷含量和叶绿素含量效果也最显著,较CK分别显著提高33.73%、21.43%、20.21%、52.63%、19.35%和24.66%。相关性分析结果表明,青贮玉米产量与土壤pH,EC,有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量呈显著正相关,与土壤有效态镉铅含量呈显著负相关。综上所述,改性磷石膏施用量为6000 kg·hm^(-2)时更能有效修复改良镉铅复合污染土壤,提升土壤肥力,阻控农产品中镉铅吸收转移。研究结果可为镉铅污染土壤的农产品安全生产提供理论依据,促进资源与环境的循环利用。

吸附-包埋固定化微生物修复盐渍化石油污染土壤

为克服土壤中盐对微生物降解石油烃的不利影响,实验利用生物炭(BC)吸附石油烃降解菌后,再用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)包埋,制备固定化微生物,用于修复盐渍化石油污染土壤。将制备的PVA-SA-BC固定化微生物(PSBB)用于石油无机盐液体培养基中及NaCl质量分数10 g/kg的石油污染土壤中,并考察其对石油烃降解率。研究结果表明:添加PVA能显著提高固定化载体的机械性能;吸附-包埋固定化能提高微生物耐盐能力,在无机盐液体培养基中,当NaCl质量浓度由20 g/L提升至40 g/L时,添加PSBB的石油烃降解率下降9.0%,降幅小于添加游离菌(下降13.5%)和添加BC固定化微生物(下降15.6%)的培养基。且添加PSBB的无机盐液体培养基中微生物浓度最高。经过120 d的土壤修复实验,PSBB组对石油烃的降解率达到61.5%,而游离菌(FB)组和BC固定化微生物(BCB)组的石油烃降解率分别为35.3%、45.9%,这表明添加PSBB对盐渍化石油污染土壤具有显著的修复效果。

黑麦草-AMF联合修复铀污染土壤的根际效应

为探究丛枝菌根真菌对植物根际铀的迁移和形态的影响,以铀矿山周边土壤为基础配制多种铀浓度土壤,选取黑麦草作为供试植物,根内球囊霉(Glomus intraradice,Gi)为供试菌株进行盆栽试验。结果显示:黑麦草接种Gi后会促进土壤中的铀向根际和植物根部迁移,铀浓度分布由高到低依次为黑麦草根部、根际土和非根际土;接种Gi改变了根际土中铀的存在形态,黑麦草根际土中的活性态铀占比由32.6%降到30.0%,惰性铀占比由24.9%降至16.3%,潜在活性铀占比由42.5%升至53.7%。接种Gi能促进黑麦草根部对活性态铀的吸收和根际土中惰性态铀向潜在活性态铀的转化。

Gm-柠檬酸联合植物对矿山污染土壤的修复

以典型铀矿山周边放射性核素污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,分析螯合剂与丛枝菌根真菌联合植物对强化修复放射性污染土壤的影响,揭示螯合剂和丛枝菌根真菌联合植物修复污染土壤的特征。结果表明:施加柠檬酸(CA)与摩西球囊霉菌(Glomus mosseae,Gm)对黑麦草-空心菜间作模式下的生长、铀富集存在不同程度的促进作用,以二者联合处理效果最明显;联合修复不仅增强了植物地下部分对放射性核素的固定,同时也降低了土壤中有机质的浓度,增强了放射性核素的附着能力;根际土样、植物灰样的扫描电镜分析和能谱图显示,接种Gm或施加CA对植物修复起到积极作用,以联合修复效果最好。

富里酸改性FeMnNi-LDH对砷镉污染土壤的钝化修复

选用腐殖质活性组分富里酸(FA)作为铁锰镍层状双氢氧化物(FeMnNi-LDH)的修饰物,采用共沉淀法制备出稳定层状FA@FeMnNi-LDH复合材料,并运用于As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染土壤的钝化修复.通过小白菜盆栽实验研究了在不同砷镉复合污染水平及不同初始土壤pH值条件下,复合材料对土壤As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的钝化效果、各形态含量变化及对小白菜根部和地上部As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)转运、富集系数的影响,并进行相关性分析.结果表明,FA@FeMnNi-LDH复合材料对As和Cd具有显著的同步钝化效果.当复合材料添加量由0%增加到1.0%,促进了土壤非专性吸附态和结晶铁铝氧化物结合态As向专性吸附态、无定型铁铝氧化物结合态和残渣态As转化,土壤可交换态Cd主要向残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Cd转化;土壤初始pH对As和Cd的钝化效果影响明显,酸性和中性土壤的pH分别增加了1.65和0.64个pH单位,土壤有效态As的降低率分别达到69.74%和63.31%,有效态Cd的降低率分别为60.25%和61.78%;小白菜的鲜重和株高随复合材料添加量的增加而提高,并且复合材料添加量的增加降低了小白菜各部位对As和Cd的转运和富集系数,使小白菜地上部As、Cd的浓度均低于国家食品安全标准限值.相关性分析显示,非专性吸附态As、可交换态Cd与土壤pH值呈极显著负相关性,残渣态As和Cd与土壤pH呈现极显著正相关,小白菜地上部分和根部中As和Cd的含量与土壤残渣态As和Cd呈极显著负相关关系.FA@FeMnNi-LDH复合材料能提高土壤pH值,促进土壤As和Cd向残渣态的转化,从而降低土壤As和Cd生物有效性和在小白菜植株中的累积,为土壤中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染的同步修复提供了新的参考.

石油污染土壤微生物修复技术及机理研究进展

综述了环境微生物技术在石油污染土壤修复中的应用方法,介绍了人为干预提高石油降解微生物治理油污土壤的原位和异位修复技术和微生物去除石油组分的作用机理。针对微生物修复的研究热点多为石油降解微生物的选取及多种微生物的复合菌对石油组分的去除效果,但对微生物技术的实际应用和机理研究相对较少。提出了未来微生物技术修复石油污染土壤的研究和发展方向,包括特定材料对微生物的固定化、利用宏组学与示踪技术进一步明确微生物的降解机理和质粒拼接手段构建高效基因工程菌。

酒石酸与农艺刈割联合辅助象草植物修复镉污染土壤的效应以及对土壤微生物群落的影响

针对重金属镉(Cd)污染耕地,选择适宜的经济作物并配套低生态风险辅助技术边生产边修复,对保持耕地种植属性和区域经济水平意义重大.为研究酒石酸和农艺刈割辅助象草(Pennisetum purpureum Schum)植物修复Cd重度污染的效果,在湖南东部地区某Cd污染农田开展象草的田间种植试验,分析酒石酸施用(单次施用0、1.25和2.5 mmol/kg)和农艺刈割(0、1和2次)单一或联合处理对土壤基本理化性质、象草Cd含量、象草生物量、象草Cd提取量和土壤微生物群落结构的影响.结果表明:①与实验田背景值相比,象草种植、酒石酸和刈割处理能够使土壤pH降低0.07~0.47个单位、土壤总Cd含量降低0.62%~39.72%,同时土壤有效态Cd含量增加1.25%~27.25%.②酒石酸施用有利于象草总生物量的增加,刈割则相反,但二者都增加了象草茎Cd含量,尤其是刈割处理,均是最后一茬收获的象草茎Cd含量较前茬更大,最高达8.94 mg/kg.③酒石酸施用量为1.25 mmol/kg且未刈割时,象草地上部位生物量最大,单位面积生物量最高达99.67 t/hm^(2)(单株达3.80 kg);同时象草地上部位Cd提取量达到最大,单位面积象草地上部Cd提取量达到213.58 g/hm^(2)(单株达8.14 mg).④酒石酸和刈割处理均对土壤微生物α-多样性无显著影响,但1.25 mmol/kg的酒石酸施用联合刈割2次的处理显著影响了土壤微生物β-多样性.研究显示:施加酒石酸和刈割均可提高象草茎和叶的Cd含量,且单一低剂量酒石酸处理下植物Cd提取量最大,同时试验处理一定程度上影响了土壤微生物群落的组成;在利用象草植物修复Cd污染土壤污染时,建议施用1.25 mmol/kg的酒石酸提升修复效率.