不同土地利用方式下的场地土壤环境容量评价

从土壤功能和环境风险的角度出发,结合我国具体实际,对场地土壤的不同土地利用方式进行分类,以人体健康、地下水安全、土壤生物为敏感受体,研究在不同土地利用方式下基于不同敏感受体的综合土壤环境阈值计算方法,构建场地土壤环境容量的评价方法.在此基础上,以重金属Cd为模式污染物,计算了我国红壤区不同土地利用方式下的土壤环境容量,对场地土壤环境容量的评价方法进行验证.公园用地、居住用地、工矿用地和商服用地的土壤Cd环境容量分别为11.68kg/hm^(2)、28.89kg/hm^(2)、40.84kg/hm^(2)和40.84kg/hm^(2).本研究为基于不同敏感受体的场地土壤的环境阈值和环境容量评估提供了参考方法和案例,为场地土壤环境容量的评价奠定科学基础,对提升我国场地土壤的环境管理水平具有重要意义.

生物可降解螯合剂GLDA强化电动治理镉铅砷复合污染土壤研究

以镉铅砷复合污染土壤为研究对象,将生物可降解络合剂谷氨酸二乙酸四钠[tetrasodium N, N-bis(carboxymethyl)glutamic acid, GLDA]应用于电动治理技术,同时结合投加方式和阴极pH值控制技术,以研究电动治理对土壤中不同重金属的同步去除效率并探讨其去除机制。结果显示:(1)GLDA明显提高了土壤溶液中重金属的质量浓度,有利于土壤重金属在电场作用下移出土体;(2)阳极投加GLDA有利于As的去除,土壤As总去除率可达60.7%,但土壤环境过碱时不利于Cd和Pb的移除;(3)阴极投加GLDA结合pH值控制处理中Cd和Pb的总去除率分别可达35.9%和23.7%,在所有处理中最高,且As的去除率(42.3%)也仅低于阳极投加GLDA处理,是一种较优的同步去除Cd、Pb和As的方法;(4)电动处理后土壤pH值和电导率依处理不同会发生较大变化,总体趋势为阳极附近土壤pH值低于阴极附近,且土壤电导率普遍升高。研究结果为GLDA在重金属复合污染土壤电动治理中的应用提供了理论基础和技术支持。

赤子爱胜蚓处理畜禽粪的最适湿度和接种密度研究

采用室内接种法研究了赤子爱胜蚓处理牛粪、猪粪及鸡粪和药渣混合物的最适湿度和接种密度。结果表明 :赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪、未腐熟猪粪及未腐熟鸡粪和药渣混合物的最佳湿度分别为 70 %、75 %、6 5 % ,最佳接种密度为 8条·(10 0g) -1(风干物料 ) ;赤子爱胜蚓的繁殖在未腐熟牛粪中最好 ,而其生长在未腐熟猪粪中最好 。

生物质炭中的污染物含量及其田间施用的环境风险预测

生物质炭在碳固定、污染修复和酸性土壤改良中的应用非常广泛,但对生物质炭中所含污染物的研究甚少,其在田间应用中的环境风险并不清楚。该文选择松针和麦秆为原料,采用不同制备方法,研究了不同条件下获得的生物质炭中的重金属和多环芳烃含量,并初步评估了其田间应用的环境风险。研究表明,不同有机废弃物来源制备的生物质炭中均含有一定量的重金属(0.301～128mg/kg)和多环芳烃(1.48～5.48mg/kg);松针制备的生物质炭中的重金属含量普遍高于麦秆制备的生物质炭,而多环芳烃含量则相反,且高温制备有助于降低生物质炭中的多环芳烃含量;在低施用量的田间条件下,生物质炭的施用不易对土壤造成多环芳烃的环境风险,但在高施用量条件下,生物质炭中含有的多环芳烃容易使土壤中多环芳烃含量达到中度或重度污染的程度;生物质炭中的重金属在土壤中的积累量比较有限,环境风险较小。

蚯蚓堆制处理牛粪的腐熟度指标初步研究

在最适湿度、接种密度和20℃的室内培养条件下,以赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)处理未腐熟牛粪,蚯蚓堆制产物的多种生物学和化学指标及相关分析表明:种子发芽指数、脲酶活性、NH+4 N、NO-3 N/NH+4 N可作为反映蚯蚓堆制处理腐熟度的优选指标;NO-3 N、磷酸酶活性可作为一般性指标;蔗糖酶活性,水溶性碳、氮和挥发性固体不宜作为腐熟度的指标。

柠檬酸和EDTA对Cr(Ⅵ)在黄棕壤和红壤上吸附行为的影响

采用室内实验方法研究了Cr(VI)在黄棕壤和红壤上的吸附等温线以及平衡溶液酸度、不同浓度柠檬酸和EDTA存在时对Cr(Ⅵ)在2种土壤上吸附过程的影响。结果发现,柠檬酸的存在均降低了Cr(Ⅵ)在2种土壤上的吸附量,表现出明显的竞争吸附;而EDTA对Cr(Ⅵ)在黄棕壤上的吸附几乎没有影响,而对其在红壤上的吸附有抑制作用。该研究结果将有助于理解Cr(Ⅵ)的土壤溶液平衡过程。

施加不同电压对铬污染黄棕壤电动过程的影响

研究了在控制阴极液酸度条件下,施加不同电压对铬污染黄棕壤中铬的电动过程的影响,结果表明增加应用电压显著提高了处理电流和电渗流量,所有电动处理后土柱中土壤pH均在3左右,低pH环境引起土柱中铬的氧化还原和沉淀反应并导致土柱中电压降的不均匀分布。施加20 V电压处理获得了较好的铬去除率和较低的能耗,576 h后土壤中总铬和六价铬的去除率分别达到41.1%和77.7%。控制阳极池溶液酸度将是一个能够显著提高土壤铬去除的有效方法。

场地环境污染的电动修复技术研究现状与趋势

在综述国内外场地污染土壤电动修复技术的研究现状和趋势的基础上,针对场地土壤电动修复中常见问题,包括电极设置方式、化学增强试剂的选择、土壤类型和污染程度等影响去除效率的因素及处理效果和能耗等进行阐述,探讨当前我国场地土壤电动修复技术研发的重点,以促进场地污染土壤修复技术的发展和应用。

直流电场对印度芥菜体内镉亚细胞分布和化学形态的影响

为了研究电场作用对植物吸收重金属的直接影响,同时避免土壤和溶液性质变化对植物吸收重金属的影响,设计了一种新型电场-植物效应试验装置,并应用此装置通过水培试验研究了不同强度的直流电场对印度芥菜体内镉质量比和镉亚细胞分布、化学形态的影响。结果表明：应用该装置可实现电场作用下水培体系中pH值、电导率EC和Cd浓度的恒定和均匀分布;不同强度的电场处理对印度芥菜叶中Cd质量比影响不大,但显著增加了印度芥菜根对Cd的吸收,其中以20 mA处理中根Cd质量比最高（52.1 mg/kg）,是对照处理的2倍,且显著提高了根细胞壁对Cd的积累（从对照的47.1%增加到63.3%）,降低了细胞质和细胞器组分对Cd的积累（从对照处理的31.3%降低到20.3%）。中等强度的电场（如10 mA和20 mA）能够促进根中Cd从易移动的FNaCl态向活性较低的F（HAc）态和F（HCl）态转移,同时电场处理还明显增加了印度芥菜体内F（HCl）态和Fr态的分布率,增加了印度芥菜对Cd的固定和积累。

接种蚯蚓对秸秆还田土壤碳、氮动态和作物产量的影响

通过为期 2年的小区 (2 .8m× 1.0m)试验 ,研究了旱作水稻 小麦轮作条件下接种蚯蚓对施用玉米秸秆 (第一季用量 15 0 0g·m-2 ,以后各季为 75 0g·m-2 )农田土壤碳、氮动态和作物产量的影响 .结果表明 ,接种 10条·m-2 或 2 0条·m-2 环毛蚓 (Pheretimasp .)对土壤有机碳和全氮含量无显著影响 ,蚯蚓活动未造成土壤C库的衰减 ,土壤碳、氮基本维持平衡 .接种蚯蚓处理土壤N的矿化作用增强 ,矿质N含量提高 ,NO3 - N含量增加 ,而且稻季比麦季增加更为明显 .接种蚯蚓在稻、麦季均能提高微生物量碳、氮含量 ,蚯蚓具有扩大土壤微生物量N库和促进有机N矿化的双重作用 .这种作用在有效C源供应丰富的作物生长发育旺盛期更为明显 .接种蚯蚓对旱作水稻和小麦有一定的增产作用 ,其中水稻的增产幅度达 9.3% ,小麦为 5 .1% .接种蚯蚓后土壤容重明显降低 ,孔隙度显著增加 .蚯蚓在保持土壤C库平衡的同时 ,对于促进秸秆有机肥N素养分的再循环和作物生产力的提高具有重要的生态学意义 .

不同的增强试剂对重金属污染场地土壤的电动修复影响

选择重金属污染场地土壤为修复对象,研究了添加络合剂EDTA?有机酸乳酸和柠檬酸以及无机酸硝酸对电动修复该污染土壤的影响.结果表明,增强试剂的加入,显著促进了铜?铅?镍和六价铬在电场中的迁移和去除,电动过程促进了土壤重金属向有效态(醋酸铵提取)转化.其中,在阴极加入乳酸并控制p H3.5的处理,土壤中铜的去除率最高,达78.7%.在阴?阳极都加入EDTA的处理中,土壤中重金属的去除率在30%左右,重金属在靠近阴极的部分发生聚集.在阴极加入柠檬酸的处理中,土壤中铜?镍和六价铬的去除率均较高,分别为68.5%?53.3%和52.9%.阴极加入硝酸控制p H3.5对土壤中六价铬的去除率最高,达93.3%.

重金属-有机复合污染土壤的电动强化修复研究

许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,给修复带来了困难和挑战。以红壤为供试土壤,以铜和芘为代表性污染物,研究了添加表面活性剂羟丙基-β-环糊精(HPCD)和氧化剂H2O2对电动修复该复合污染土壤的影响,其目的是实现重金属和有机污染物的同时去除。结果表明,在所有的处理中,芘和铜都有向阴极迁移的趋势;当提高土柱的pH时降低了芘的氧化和降解,同时也阻碍了土壤中铜的迁移和去除;阳极加10%HPCD,阴极控制酸性条件pH3.5有助于土壤中污染物的解吸和迁移,芘和铜的去除率分别可达到51.3%和80.5%;由于H2O2的不稳定性,添加6%H2O2并未明显提高芘和铜的去除率。

模拟酸雨对太湖地区水稻土铜吸附—解吸的影响

以太湖地区三种典型的水稻土 (黄泥土、白土、乌泥土 )为例 ,利用模拟—培养试验 ,着重研究模拟酸雨对土壤的铜吸附解吸能力的影响。研究结果表明 :与未淋溶土壤相比 ,经模拟酸雨淋溶的三种土壤对铜的吸附量有所增加 ,随着淋溶液 pH的降低 ,增幅减小 :易解吸态铜的解吸量则随淋溶液 pH的降低而增大 ,模拟酸雨降低了土壤对重金属污染的缓冲能力 ;虽然黄泥土、乌泥土对铜的吸附量远大于白土 。

土壤中铜、铅离子的竞争吸附动力学

研究了Cu^2＋、Pb^2＋在2种土壤上的竞争吸附动力学过程．结果表明，Cu^2＋、Pb^2＋在乌栅土上的吸附量均高于在红壤上的吸附量，Pb^2＋又较Cu^2＋在土壤上的吸附量大．分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程和幂函数方程对该吸附动力学过程进行了拟合，其中幂函数方程拟合结果最好．Cu^2＋、Pb^2＋在乌栅土上的吸附主要是通过与土壤中的Ca^2＋、Mg^2＋进行交换，其累积吸附量与Ca^2＋、Mg^2＋的累积解吸量线性关系显著（R^2为0．990～1）；在红壤上是通过与土壤中的H^＋进行离子交换而吸附，Pb^2＋对Ca^2＋和Mg^2＋的交换能力比Cu^2＋强，其存在显著降低了Cu^2＋在2种土壤上的吸附量；Cu^2＋的存在略降低Pb^2＋在土壤上的吸附量。

蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响

在最适的湿度和接种密度条件下,室内接种赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪,同时以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和自然堆制的腐熟牛粪为对照,研究了蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响。结果表明,赤子爱胜蚓处理显著增加了未腐熟牛粪中矿质氮和速效磷的含量,提高了碱性磷酸酶的活性,降低了微生物量碳、氮的含量和脲酶的活性,对蔗糖酶活性无显著影响。赤子爱胜蚓处理的牛粪中细菌在短期内(15d内)数量显著增加,真菌和放线菌的数量变化不明显。蚯蚓处理产物与自然堆制的腐熟牛粪对照相比较,矿质氮和速效钾要高于腐熟牛粪,但速效磷无显著差异;微生物量碳氮和酶活性均显著高于自然腐熟牛粪;细菌、真菌和放线菌的数量也高于自然腐熟牛粪,但波动较大。

土壤及土壤-植物系统中复合污染的研究进展

土壤复合污染是土壤污染的主要存在形式 ,在分析中 ,主要从土壤重金属复合污染和土壤重金属 有机污染物复合污染方面进行了较为全面的综述 ,评价了土壤复合污染的多种表征方法 。

除草剂草甘膦在几种土壤和矿物上的吸附研究

通过批平衡实验考察了草甘膦在几种性质不同土壤和矿物上的吸附行为。研究发现土壤对草甘膦有较强的吸附能力,草甘膦在土壤上吸附量的大小与土壤理化性质密切相关。草甘膦在土壤和矿物上的吸附符合Freundlich吸附方程,其在土壤上的吸附常数K与土壤粘粒含量呈正相关,并随土壤氧化铁和氧化铝含量增加而增加,而与土壤的pH呈显著负相关。草甘膦在高岭石上的吸附量要比在蒙脱石上大,而草甘膦在金属离子饱和的蒙脱石和高岭石上的吸附研究结果表明,草甘膦在钠、钙、铁离子饱和的矿物上的吸附能力依次为Fe-蒙脱石>Ca-蒙脱石>Na-蒙脱石和Fe-高岭石>Ca-高岭石>Na-高岭石。

不同粒径羟基磷灰石对污染土壤铜镉磷有效性和酶活性的影响

为研究不同粒径羟基磷灰石对重金属污染土壤的修复效果,采用向污染土壤添加常规磷灰石(150μm)、微米(3μm)和纳米(40 nm)羟基磷灰石的田间原位试验方法,考察其钝化修复5 a后对土壤铜镉磷有效性和酶活性的影响.结果表明:3种粒径羟基磷灰石均提高了土壤p H,降低了土壤交换性酸和交换性铝的含量,且微米羟基磷灰石处理效果最好.常规磷灰石、微米和纳米羟基磷灰石处理分别使w(离子交换态铜)降低了62.6%、74.3%和70.4%,w(离子交换态镉)降低了15.7%、25.3%和26.7%.3种材料均增加了土壤w(TP),其中4.61%~17.4%和73.4%~89.8%分别转化为树脂磷和稳定态磷.微米羟基磷灰石处理分别使土壤脲酶活性和微生物量碳含量提高了4.66和0.66倍.研究显示,微米羟基磷灰石更有利于铜和镉由活性态向非活性态转化,增加土壤磷的有效性,提高土壤微生物活性,在我国南方重金属污染红壤区具有较好的应用潜力.

原位土壤溶液采样及可溶性有机碳(DOC)的紫外吸收光谱直接测定探讨

首次采用管壁过滤孔径为微米级(0.1～O.3 μm)的水处理用多孔聚丙烯(腈)空心纤维细管,与注射器或真空管相连,自制成土壤溶液采样器,将空心纤维管埋置或插入土壤中抽取层面土壤溶液,所得溶液无须过滤即可进行各种理化分析和测定,且可连续采样,提出了一种价廉实用的原位土壤溶液取样方法.并根据可溶性有机碳(DOC)在紫外光区的吸收特征,将土壤溶液在254 nm波长处的吸光度(UVA254)与DOC浓度(TOC仪法)进行比较,发现两者有较好的相关性(DOC=38.84×UVA254,n=37,R2=O.82),即直接测定土壤溶液的UVA254,再乘以系数38.84可以估算DOC浓度.与复杂的氧化-比色和昂贵的TOC仪测定法对比,UVA254能快速便捷地估计土壤溶液中DOC的浓度.UVA254也适用于水体DOC的估计.