碳中和视域下矿山生态环境修复路径研究

为突破矿山生态环境修复困境,推动矿山生态环境可持续发展,最终实现碳中和目标,本文对碳中和视域下矿山生态环境修复路径展开研究,不仅要保证生态环境修复标准规范与碳中和要求相适应,同时要优化生态环境修复管理机制推进协同目标的实施,并且要创新生态环境修复技术体系,从而助力全过程减排增汇。

血粉刺激修复DDTs污染农田土壤的现场实验

通过田间现场实验,研究了血粉激活土著微生物修复DDTs污染老化农田土壤的修复效果以及不同条件对血粉修复效果的影响,分析了DDTs4种主要的同分异构体/同系物的降解特征.结果表明,添加血粉刺激土著微生物原位修复DDTs污染老化农田是切实可行的.与葡萄糖相比,血粉可以长期、有效的提高土壤过氧化氢酶和转化酶活性,进而刺激土著微生物更好的修复DDTs污染土壤.添加血粉辅以定期翻土后,DDTs的5个月降解效率提高到43.41%,同时PP'-DDE去除效果较好,环境风险得到显著降低.结果表明添加血粉辅以定期翻土在DDTs污染农田土壤原位修复中具有较大的应用前景.

草酸联合东南景天修复镉污染土壤实验研究

为了解草酸淋洗联合东南景天修复镉污染土壤的效果,选取矿山生态型东南景天根系分泌物中的草酸作为淋洗剂,联合矿山生态型东南景天进行镉污染土壤修复的实验.通过4种浓度的草酸分别对土壤进行了4次淋洗后,可以看出草酸浓度达到25 mmol/L时,东南景天干重最大,地上部镉含量最多,总去除量最大,去除效率可以达到51.34%,与不淋洗组对比高35个百分点.实验表明草酸浓度在25 mmol/L时联合东南景天修复镉污染土壤的效果达到最佳.实验证明使用草酸淋洗联合矿山型东南景天修复镉污染土壤,镉的去除效果比较显著,且生态型东南景天生长健康,从而为草酸联合东南景天修复镉污染技术的推广和应用提供了科学依据.

沈阳市政污泥中重金属污染特征及其生态风险评价

测定了沈阳市15座污水处理厂污泥中8种重金属的质量分数,对污泥中重金属质量分数进行相关性分析和主成分分析,并采用3种评价方法进行生态风险评价。结果显示:沈阳市政污泥中重金属质量分数较高,Cr、As、Hg、Ni、Zn平均质量分数高于全国平均水平。重金属Cd、Cr、Cu、Zn之间呈现出显著正相关,表明这4种重金属之间具有较高的同源性,主成分1~3的累积方差贡献率为81.793%,能够反映原始指标所包含的大部分信息。3种重金属的生态风险评价结果均显示Hg为污染程度最高因子,但不同评价方法的分析结果略有差异。内梅罗指数评价法表明污泥中重金属污染程度主要分为3个等级,其中13%的采样点污泥污染程度为轻污染,47%的采样点污泥污染程度为警戒级,40%的采样点污泥污染程度为安全级;潜在生态风险评价法表明生态风险程度分为重度和严重2个等级,其中53%的采样点生态风险程度为重度,47%的采样点生态风险程度为严重;地累积指数法表明Hg在80%的采样点污染程度为偏重污染和中度污染,在20%的采样点污染程度为偏中度污染,其他重金属的生态风险程度较低。

不同固废基载体材料固定化菌剂的制备及其对复合污染土壤的修复效果比较

为了更加高效绿色地修复重金属多环芳烃复合污染土壤,将3种PAHs高效降解菌毛霉、黑曲霉和分枝杆菌复配后,选择不同的固废基材料作为载体制备固定化菌剂,考察了不同固定化菌剂对土壤中重金属和多环芳烃的修复效果。结果表明:小麦秸秆在马弗炉700℃无氧煅烧2 h制得的生物炭作为载体的固定化菌剂,对土壤中镉和多环芳烃的修复解效果最好;当投加的固定化菌剂的质量分数为1%时,复合污染土壤中phe(菲)的降解效率高达86.78%以上,pyr(芘)的降解率高达60.77%;污染土壤中Cd的钝化率达到23.99%。

燕川采石场云母矿山生态修复研究

本文针对燕川采石场云母矿山的生态问题,采用生态工程技术进行修复研究,发现矿山周边土壤侵蚀和水源污染情况严重,且生物多样性减少。本文根据矿山周边的生态环境,确定生态修复的措施和方式,采用植被恢复、水土保持、生物多样性保护等技术手段对矿山进行生态修复,矿山周边生态环境得到了有效改善。

冷适应菌剂在土壤污染修复中的应用

近年来,利用微生物菌剂处理土壤污染逐渐成为研究热点,但在实际应用中,在多数研究菌剂以中温菌为主,在低温下容易失去活性。对于季节更替温差较大的地域或常年处于寒冷条件下的地区,有必要研究耐低温菌剂来应对这种环境干扰。本文综述了微生物菌剂的制备条件及国内外低温菌剂治理环境污染的进展,提出将菌剂的安全性评估作为发展微生物菌剂的首要因素,为未来低温环境中冷适应微生物菌剂的发展与施用创造良好前提。

土壤、地下水中重金属和多环芳烃复合污染及修复研究进展

随着人们对环境污染调查研究的不断深入,对其认识也不断加深。目前,仅对某单一污染物的研究已经无法解决日趋复杂的环境污染问题,多种污染物的复合污染得到越来越多的关注。重金属和多环芳烃是环境中常见的污染物,其复合污染的情况在环境中广泛存在,而且二者之间复杂的相互作用,增加了复合污染的修复难度。土壤和地下水是重金属和多环芳烃的主要富集场所,同时也是生物生存的重要依托,一旦被污染将严重威胁人类及其他生物的生存。对重金属和多环芳烃复合污染的来源、分布、迁移、转化及其生态毒性进行了介绍,简要概括了重金属和多环芳烃复合污染之间的相互作用机理及其修复方法,并对重金属和多环芳烃复合污染的进一步研究提出展望。

土壤和地下水环境中胶体与污染物共迁移研究进展

天然胶体在土壤和地下水环境中广泛存在。由于胶体不仅具有粒径小、比表面积大、表面带有电荷等基本特点,而且具有独特的双电层结构和丰富的表面官能团,这些特点使得胶体成为地下环境中最为活跃的组分,并对土壤与地下水中污染物的迁移产生重要影响。近年来,土壤与地下水环境中的胶体及其对污染物的促进迁移作用受到越来越多研究者的关注。综述了地下环境中的胶体来源、可移动胶体的释放与沉积、胶体自身的特征与环境行为以及胶体对不同污染物的促进迁移作用,分析了各种环境因子对胶体-污染物共迁移的影响。在此基础上,对地下环境中胶体与污染物共迁移的过程与机理等尚需深入研究的关键科学问题提出了研究展望。

沈阳市新民设施菜地土壤重金属污染特征分析

为调查沈阳新民蔬菜基地土壤重金属污染状况,探讨蔬菜基地种植方式、种植年限等因素对设施菜地土壤重金属含量的影响,以沈阳市新民蔬菜基地不同种植年限的设施菜地土壤为研究对象,以露天菜地和玉米大田土壤为对照,采用原子吸收分光光度法和原子荧光法测定菜地土壤中镉(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)和汞(Hg)8种《温室蔬菜产地环境质量评价标准》(HJ/T 333—2006)中控制的重金属含量并分析污染特征,同时,测定土壤pH值、有机质、总氮和总磷含量等土壤基本理化指标。对不同种植年限的设施菜地土壤重金属的污染状况进行评价,对土壤重金属含量与土壤理化性质进行相关性分析。结果表明,新民地区设施菜地的重金属平均含量从大到小顺序为Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>As>Hg>Cd,其中Cu、Cd和Hg含量存在超标现象,超标率分别为2.4%、26.8%和22.0%。与露天菜地和大田相比较,设施菜地土壤中Cd、Cu、Zn、As和Hg的平均含量高于露天菜地和大田对照,而Pb、Ni、Cr的平均含量低于露天菜地土壤。设施菜地土壤重金属污染的内梅罗综合污染指数约为0.87,评价等级为警戒限,重金属Cr、Cd含量与种植年限具有极显著正相关关系(P<0.01);相关分析表明,土壤中Cu、Zn、Cd、Cr的含量与土壤有机质含量显著正相关(P<0.05),Cu、Zn、Cr的含量同时又与总氮含量显著正相关(P<0.05);土壤中重金属Cu与Zn,Cr与Zn,Cd与Zn,Pb与Ni,Cr与Ni,Cd与Cr具有极显著的正相关关系(P<0.01)。研究表明,新民设施菜地土壤呈微酸性至酸性,Hg含量达到污染水平,其他重金属处于尚清洁状态,重金属含量处于警戒和污染等级的点位占53.7%,重金属污染问题应引起重视。

水土环境中微生物胞外聚合物对污染物迁移和归宿影响的研究进展

在土壤和水环境中存在大量微生物,附着在其表面的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)在重金属及有机污染物等的迁移和转化中发挥着重要作用。以保护水土环境、提升污染水土修复效率的科学和工程问题为目标,针对近年来国内外对EPS的组成和结构、影响微生物EPS分泌的因素、EPS的提取方法以及其生物降解性等方面的研究成果进行了综合评述,系统分析了EPS参与土壤和水环境中金属及有毒有机物质生物降解和去除的微观机制,进而针对现有研究中存在的问题,对EPS在土壤和水环境中的进一步研究空间,特别是如何提高理解EPS的生物和化学修复工程意义提出展望。

雌激素在地下环境中的归宿及其生态调控

综述了环境中典型的结合态与游离态类固醇雌激素的来源、危害以及环境归趋,探讨了其在地下环境(土壤和浅层地下水系统)中的吸附、微生物降解等迁移转化过程及其影响因素,总结了常见的环境雌激素处理方法与危害控制措施.最后,针对目前环境中类固醇雌激素在包气带与浅层地下水中的穿透过程及其生态效应研究工作的基础上,对未来相关方面的研究进行了展望.

表面活性剂强化微生物修复DDTs-PAHs复合污染农田土壤影响研究

滴滴涕(DDTs)和多环芳烃(PAHs)是土壤中典型的持久性有机污染物,环境毒性强,可对生物体产生不利影响。采用田间试验,研究阴-非离子混合表面活性剂[十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80),混合质量比为2∶3]和生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对混合菌[球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus),混合体积比为2∶1]在农田土壤滴滴涕-多环芳烃(DDTs-PAHs)复合污染修复过程中的强化作用。结果表明,SDBS-Tween80和RL均能不同程度地促进混合菌对农田土壤中DDTs-PAHs的降解。在SDBS-Tween80强化混合菌处理中,当SDBS-Tween80处理量为100 mg·kg^(-1)时,土壤中DDTs和PAHs的150 d降解率最高,分别达到57.8%和35.6%,比单独混合菌处理分别提高了14.9%和11.9%。在RL强化混合菌处理中,当RL处理量为5 mg·kg^(-1)时,土壤中DDTs和PAHs的150 d降解率最高,分别达到50.3%和28.6%,比单独混合菌处理分别提高了7.4%和4.9%。因此,SDBS-Tween80的最佳用量比RL更有利于提高DDTs-PAHs复合污染土壤的生物修复效果,DDTs和PAHs降解率提高8%左右,且SDBS-Tween80的修复成本更低。当100 mg·kg^(-1)SDBS-Tween80能显著提高p,p'-DDE和高环数PAHs的降解率,分别为63.0%和30.6%,比单独混合菌处理分别提高了18.8%和12.7%,该方法在复合污染土壤修复中具有良好的应用前景。

柠檬酸对重金属复合污染土壤的淋洗修复效果与机理

土壤淋洗修复是永久性的污染土壤修复方法之一.以Cd、Cu、Pb复合污染土壤为研究对象,采用振荡淋洗法结合形态分析技术研究了柠檬酸对重金属复合污染土壤的淋洗修复效果及其去除机理.结果表明,柠檬酸对复合污染土壤中的Cd和Cu具有较好的洗脱效果,而Pb的淋洗去除率相对较低.80mmol.L-1的柠檬酸对Cd、Cu、Pb的去除率分别能够达到90.4%、82.5%和38.6%.柠檬酸淋洗去除的重金属在土壤中主要以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的形式存在.

城市工业污染场地土壤修复技术研究进展

城市工业污染场地是我国城市化进程中面临的新环境问题,制约着城市土地资源的安全再利用。分析了我国城市工业污染场地的主要污染物及其主要工业企业来源,综述了应用于污染场地土壤修复的主要技术及其优缺点,在此基础上提出了我国城市工业污染场地修复的研究重点及发展趋势。

寒区石油污染场地浅层地下水原位增温强化空气扰动修复

原位空气扰动技术(air sparging,AS)常被用在治理地下水与土壤的有机污染,在寒区,由于低温环境,污染物传质过程的多种基本参数受到影响,导致修复结果不理想。本文基于野外原位空气扰动实验结果,以甲苯为代表性污染物,进行室内土柱模拟实验,并构建增温空气扰动下污染物迁移模型,对野外场地增温强化空气扰动效果进行模拟,以预测采用增温方式时寒区污染物的去除效果。结果表明,甲苯的挥发速率与温度之间存在正比例关系;在室内柱实验中,高温注气条件下甲苯浓度衰减速率更快;野外数值模拟中的增温强化空气扰动修复过程中温度传导半径为2~4 m,曝气场污染物去除半径达10 m,比非增温强化条件污染物去除范围扩大3~5 m,进而将去除率有效提高40%~50%。

基于土壤酶活性变化的铅污染土壤修复基准

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓。为了推进我国该领域的工作,对铅胁迫下土壤酶活性(如过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶)随时间的变化进行了研究,以确定棕壤土中铅的土壤修复基准。结果表明:土壤中的铅能够刺激土壤中过氧化氢酶活性的增加,但随着土壤铅浓度的增加,这种刺激作用逐渐减小。土壤过氧化氢酶活性不宜作为铅污染土壤的生物标记物。土壤磷酸酶活性没有一致的变化规律,土壤磷酸酶活性不能作为铅污染土壤的生物标记物。在整个实验时间范围内,土壤脲酶活性与土壤中铅的浓度具有明显的剂量-效应关系(P<0.01),土壤脲酶活性可以作为铅污染土壤生物标记物。以土壤脲酶抑制率降低25%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为94mg·kg-1,以土壤脲酶抑制率降低45%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为178mg·kg-1。

草酸强化超富集植物东南景天修复镉铅污染土壤研究

为提高超富集植物对土壤中镉(Cd)、铅(Pb)污染的修复效率,以超富集植物东南景天为研究对象,通过向重金属污染土壤中添加不同浓度的草酸,探明草酸强化超富集植物东南景天对表层土壤(0~20cm)和底层土壤(20~40cm)中Cd、Pb含量的影响,并考察草酸添加对土壤理化性质的影响。结果表明:草酸能够显著地增加东南景天对土壤中Cd、Pb的吸收富集,进而提高东南景天对Cd、Pb污染土壤的修复效率;并且随着草酸添加浓度的升高,表层土壤中Cd、Pb的削减率不断提高。当草酸添加量为20mmol·kg^-1土时,东南景天地上部的Cd、Pb含量分别为305mg·kg^-1和40.5mg·kg^-1,表层土壤中Cd、Pb的削减率分别为52.6%和34.6%,底层土壤中Cd、Pb的增加率仅为3.1%和3.6%;当草酸添加量继续增加至50mmol·kg^-1土时,东南景天地上部的Cd、Pb含量并没有显著增加,而表层土壤中Cd、Pb的削减率却提高至63.5%和47.5%,底层土壤中Cd、Pb增加率也升高至10.5%和14.8%。因此,适量的草酸添加能够促进东南景天对表层土壤中Cd、Pb的吸收富集,而且不会产生淋滤作用使Cd、Pb向下迁移而污染底层土壤。此外,长期来看,草酸的添加对土壤p H值、有机碳以及全氮、全磷、全钾含量影响微小。

PAHs污染土壤生物修复强化技术研究进展

为提高生物修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效率,从PAHs生物修复的原理和强化措施出发,综述了PAHs污染土壤生物修复的物理化学强化技术和生物强化技术,分析了各种技术的原理与适用条件,提出了植物强化微生物修复足PAHs污染土壤生物修复的重要发展方向。在进行强化修复的过程中,要注重现场应用和安全性评价。

沈阳细河流域土壤和作物中汞的潜在生态危害及健康风险评价

为研究沈阳市细河流域土壤汞(Hg)的污染和健康风险状况,对该区土壤和农作物中Hg的含量和分布进行了调查和分析。采用Hakanson潜在生态风险危害指数法评价土壤Hg的污染状况,并利用健康风险评价模型对Hg通过不同暴露途径所引起的健康风险作出评价。研究结果表明,细河流域土壤Hg的潜在生态危害相对较大,其中43.21%样品处于中等危害程度,26.62%属于强及以上风险级别。健康风险评价模型计算表明,人体经食物摄取是土壤Hg暴露的主要途径,Hg日平均暴露剂量依次为食物摄取>呼吸暴露>皮肤暴露;成人和儿童的非致癌危害指数分别为0.315和0.713,均低于风险阈值1,表明Hg不会对人体造成健康危害。