钝化剂对中碱性农田土壤重金属镉及其在小麦中累积的影响

通过田间实验探讨了钝化剂对中碱性农田土壤中镉含量及其在小麦不同生长期镉累积的影响。结果显示,钝化剂能降低中碱性农田土壤有效态镉含量。在有效态镉含量为1.24 mg·kg^(-1)的新乡农田土壤中,添加w=0.20%的钝化剂,60~240 d后土壤二乙烯三胺五乙酸(DTPA)有效态镉含量较对照(CK)降低28.09%~53.15%,140 d后小麦根、茎、叶镉含量较对照分别降低43.20%、53.00%、53.00%,200 d后分别降低48.92%、53.82%、39.20%,240 d后分别降低47.92%、29.46%、21.41%,说明钝化剂能降低土壤中有效态镉含量和小麦中镉含量,使小麦不同生长期各部位镉累积量降低,小麦籽粒镉含量从0.22降低至0.09 mg·kg^(-1),满足GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求。

有色金属冶炼厂周边砷镉复合污染土壤的钝化材料研究

为筛选适宜有色金属冶炼厂周边砷(As)镉(Cd)污染土壤修复的复合钝化材料,通过室内模拟试验,研究了包含2,4,6-三巯基均三嗪三钠(TMT)、铁盐、黏土矿物、铝基材料等材料的最优复配配方。结果显示:相同试验条件下,添加C1(黏土矿物+TMT)、C2(钙镁磷肥+铁盐+沸石+TMT)、C3(铁盐+铝基材料+TMT)三种钝化材料后,有色金属冶炼厂周边土壤中酸浸提态As、Cd浓度均达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准。随着时间的推移,添加1.0%的C3材料钝化重金属As、Cd效果最好,其中,酸浸提态As、Cd含量降低率最高可达96.95%、99.37%。通过Tessier法形态分析可知,C3钝化材料能使重金属As、Cd的形态从可交换态、铁锰氧化物结合态慢慢向残渣态转化,起到同时钝化As、Cd的效果,降低As、Cd的迁移能力,从而降低冶炼厂周边As、Cd重金属污染环境风险。

钝化剂对冶炼厂周边中碱性农田土壤重金属及其在小麦中累积的影响

通过冶炼厂周边田间试验,探讨了钝化剂2,4,6-三巯基均三嗪三钠(TMT)对冶炼厂周边中碱性农田中小麦生长末期重金属累积的影响。结果显示:在污染土壤中,添加w=0.10%(质量分数)TMT55材料,60~240 d后土壤DTPA有效态镉含量较对照降低效率为18.50%~41.53%;DTPA有效态铅含量较对照降低效率为21.06%~28.43%。在有效态镉含量为0.97 mg/kg的污染土壤中添加w=0.10%(质量分数)TMT55材料,200 d后小麦根、茎、叶镉含量较对照分别降低32.04%、27.38%、35.39%,240 d后小麦根、茎、叶、籽粒镉含量较对照分别降低18.12%、34.86%、12.39%、20.81%。在有效态铅含量为56.72 mg/kg的污染土壤中添加w=0.10%(质量分数)TMT55材料,200 d后小麦根、茎、叶铅含量较对照分别降低26.84%、23.84%、29.32%,240 d后小麦根、茎、叶、籽粒铅含量较对照分别降低14.34%、46.36%、19.29%、42.40%。TMT55材料能抑制小麦在生长末期对重金属镉和铅的累积,是潜在重金属污染的冶炼厂周边中碱性农田土壤修复材料。

复配材料对中南地区冶炼厂周边镉铅复合污染土壤的影响

研究旨在探讨中南地区冶炼厂周边土壤镉铅复合污染问题,降低冶炼厂周边土壤污染风险。通过筛选3种复配钝化材料,进行土培试验模拟,探讨复配材料对株洲冶炼厂周边重金属污染土壤的钝化效果。结果显示:相同试验条件下,通过3种(C1、C2、C3)钝化材料处理后的土壤浸出溶液中镉、铅浓度均未超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准,可溶性土壤重金属含量符合环境质量标准。从3种材料对湖南株洲冶炼厂周边土壤镉和铅第7、15、30天的钝化效果看,添加1.0%的C1(黏土矿物+TMT)材料钝化镉铅效果最好,酸浸态镉含量降低率最高达到了97.02%,酸浸态铅含量降低率最高达到99.37%。C1钝化材料对土壤中镉铅影响随着时间的推移从可交换态、铁锰氧化物结合态慢慢向残渣态转移,大大降低了镉铅向周边环境迁移转化的能力,减少了中南地区冶炼厂周边镉铅环境污染的风险。该试验筛选出了镉铅复合污染土壤钝化材料,为解决中南地区冶炼厂周边污染治理的提供了参考。

伴矿景天和经济作物间作在耕地修复中的应用

文章介绍了伴矿景天和经济作物间作技术在镉污染耕地治理修复中的应用研究。结合伴矿景天超富集的特性和经济作物高经济价值的优势,实现了镉污染耕地边生产、边修复的目的。通过试点项目筛选出的伴矿景天和油葵间作种植的模式修复效果好、经济价值高,易被农业生产者接受,是一种易复制、可推广的实用修复技术。

镉污染灌溉水入田前快速净化材料和装置研究

为开发灌溉水入田前低成本、快速净化技术,创制了一套农田Cd污染灌溉水的快速净化装置,筛选出四类低成本、环保、高效的Cd净化材料以及材料配比方案。研究表明,不同材料Cd静态和动态吸附效果为赤泥粒>石灰石>沸石>油菜秸秆。模拟灌溉时长3 h,灌水Cd浓度60μg·L^(-1),过水流量53.3 m3·h^(-1)(内径40 cm圆形过水断面),保障净化后水中Cd浓度低于农田灌溉水安全标准(10μg·L^(-1)),Cd污染水净化率≥83.3%,上述四类材料对Cd吸附总量变化范围为344.4~358.2 g·m^(-3),各材料间Cd吸附量无显著差异。净化装置主要工艺参数:进水口径10 cm,壳体内径40 cm,壳体高度65 cm,最大处理水量64.8 m3·h-1,滤层高度45 cm,材料承载体积56.5 dm^3,滤层分为三层,每层由10 cm厚单一材料构成,材料粒径5~8 mm。灌溉水推进速度1.4 m·s^(-1),组合材料处理Cd污染水(10~60μg·L^(-1))净化率>85%,材料一次装填可净化Cd 15.2~20.1 g,预计可处理水507~671 m^3,满足0.13~0.18 hm^2单季稻田灌水净化需求(灌水Cd浓度和灌水定额分别以40μg·L^(-1)和3750 m3·hm^(-2)计)。

四种材料对灌溉水中镉净化性能的比较

基于前期筛选的4种材料——石灰石、沸石、赤泥粒和油菜秸秆,通过设计等温吸附实验和动态模拟实验,探讨了材料对灌溉水中Cd的快速吸附能力,应用Langmuir、Freundlich和Tempkin方程及BDST(Bed depth service time)模型分别对材料Cd等温吸附和动态吸附性能进行表征,旨在为材料进一步应用提供理论基础。结果显示,4种材料对Cd有不同吸附能力,平衡液Cd浓度10μg·L^(-1)时,材料Cd等温吸附量Qv(EC=0.79 m S·cm^(-1))依次为石灰石175.7 g·m^(-3)>沸石46.2 g·m^(-3)>赤泥粒20.7 g·m^(-3)>油菜秸秆3.7g·m^(-3);对Cd动态吸附量N0为赤泥粒1776 g·m^(-3)>石灰石1767 g·m^(-3)>沸石1704 g·m^(-3)>油菜秸秆837 g·m^(-3)。材料对Cd吸附过程中提升溶液pH的能力表现为赤泥粒>>石灰石和沸石>油菜秸秆。溶液离子强度对石灰石和沸石对Cd吸附有显著影响,并且随平衡液Cd浓度增加影响扩大,但是对油菜秸秆、赤泥粒对Cd吸附的影响较小。油菜秸秆对水中Cd吸附亲和力很强,但饱和吸附容量较低,吸附效率随净化时间延长衰减较明显。

土壤镉食品卫生安全阈值影响因素及预测模型——以长沙某地水稻土为例

镉(Cd)是我国农田土壤首要污染物,在南方一些地区稻米Cd超标严重,土壤Cd风险评估十分必要。采用长沙某地稻田土壤—糙米Cd点对点数据,通过生物富集系数(BCF)和Burr-Ⅲ物种敏感性分布(SSD)方程,构建了基于稻米食品卫生标准(GB2762-2012)和保护95%稻米品种的土壤Cd限值(HC5),探讨了HC5与土壤性质参数的量化关系和预测模型,并与我国土壤环境质量标准(GB15618-1995/2008)进行了比较。结果表明,pH、有机质(OM)和土壤全镉(TCd)对HC5影响显著,分别可控制HC5变异的62.2%、19.4%和18.3%。基于土壤pH和OM(TCd)的两因子模型能对HC5较为准确地预测,决定系数R2可达0.817(0.802)。土壤pH、TCd与HC5呈正相关,而OM与之呈负相关。随着数值的增大,TCd和OM对HC5的影响降低,而pH影响相对稳定。本研究可为科学合理地进行稻田土壤风险管控及产地土壤环境质量基准研究提供一定依据。

农田土壤镉生物有效性及暴露评估研究进展

随着工业化和城市化进程的发展,我国在农田土壤污染领域面临较大挑战,其中镉(Cd)为最优先控制元素之一。农田土壤Cd污染风险类型为健康风险,其主要暴露途径为经土壤-植物系统,并经膳食进入人体。在当前的土壤Cd风险评估中,一般不考虑生物有效性问题,这使得风险评价中实际暴露评估的不确定性普遍偏高。所以,近年来欧洲国家有许多研究者提出将生物有效性因素放在土壤污染物风险评价框架内。基于此,本文立足于农田系统,并从土壤、植物、污染物及环境因素等4个方面详细综述了农田土壤Cd生物有效性的影响因素及其作用机理。其次,分别综述了近年来土壤Cd生物有效性预测模型和土壤Cd膳食暴露评估模型研究进展。最后,分析了我国土壤重金属风险评价中存在的不足,并对农田土壤Cd暴露评估发展态势和研究方向进行了初步预测,以期为农田土壤Cd健康风险评估及安全基准研究提供一定参考。

有机结合态磷肥的生物有效性研究

通过玉米盆栽试验，并用传统无机磷肥作为对比，比较了新型有机结合态磷肥OP1（淀粉基磷肥）和OP3（秸秆基磷肥）的生物有效性。试验结果表明：新型有机结合态磷肥在改善玉米长势、增加植株含磷量和吸磷量、提高肥料利用率上的效果明显优于无机磷肥。与磷酸二氢钙相比，有机结合态磷肥可提高玉米含磷量16．8％～40．0％和玉米吸磷量约1．0倍，可提高磷利用率1．60～2．70倍；与焦磷酸钠相比，有机结合态磷肥可提高玉米吸磷量41．9％和玉米含磷量29．6％，可提高磷利用率61．9％。有机结合态磷肥在施用量减半时，即可达到无机磷肥高水平的效果，是一种优势突出、前景光明的新型肥料。

我国土壤锑污染特征研究进展及其富集植物的应用前景初探

我国是世界上锑储备量最高的国家,由于不合理的开发利用,大量的锑进入环境之中。锑作为一种致癌元素,其含量的超标严重危害着环境中生物及人类健康。但由于人们对锑污染关注程度不高,以及相关修复技术的不成熟(尤其是植物修复技术),我国所面临的锑污染形势不容乐观。本文对我国锑资源的分布、污染状况与特征以及相关锑富集植物进行综述,同时根据锑富集植物野外筛选工作的研究进展,对其进行应用评估,为今后应用植物修复降低土壤锑污染的环境风险提供一定的科学依据。

覆膜对伴矿景天生长和吸镉动态影响研究

为探讨覆膜对伴矿景天生长和吸镉动态影响,以湖南某休耕地试验区为供试农田,研究了镉锌超积累植物伴矿景天在垄上覆膜和未覆膜两种栽培条件下,移栽后不同时间的植物生物量、地上部镉浓度变化与吸取修复动态。结果表明:伴矿景天的单株鲜质量和干质量在移栽后157～214 d范围内增速最快。覆膜和未覆膜处理的单株鲜质量增速分别为3.92 g·d^(-1)和3.25 g·d^(-1),单株干质量增速则分别为0.23 g·d^(-1)和0.17 g·d^(-1)。随着生长时间的延长,伴矿景天地上部镉浓度呈先降低后升高再降低的变化趋势;而吸镉量则因生物量的增加而呈现逐渐增大的趋势,其中在30～63 d范围内的日平均吸镉量较高(覆膜和未覆膜处理分别为3.62 g·hm^(-2)·d^(-1)和3.10 g·hm^(-2)·d^(-1)),最小值为移栽初期的0～30 d(覆膜和未覆膜处理分别为0.90 g·hm^(-2)·d^(-1)和0.26 g·hm-2·d^(-1))和生育后期的214～240 d(覆膜和未覆膜处理分别为0.20 g·hm^(-2)·d^(-1)和0.25 g·hm-2·d^(-1))。覆膜和未覆膜处理下,伴矿景天的镉总吸收量分别为447.00 g·hm^(-2)和329.85 g·hm^(-2);供试田块0～20 cm土层土壤镉去除率分别为16.18%和12.16%。研究表明,相对于未覆膜处理,覆膜能显著提高伴矿景天地上部生物量、镉吸收量及对污染土壤中镉的吸取修复效率。

中南有色金属冶炼场地与周边土壤重金属污染概况及稳定化修复技术研究进展

中南地区作为中国有色金属冶炼的主要聚集区,由于长期的冶炼活动,导致冶炼场地与周边土壤重金属污染严重,对当地的生态环境带来严重的风险,迫切需要治理。为了探究中南冶炼场地与周边土壤的污染特征以及目前主要有效的稳定化修复技术,笔者概述了中南地区湘鄂赣皖四省有色金属冶炼区分布和污染状况,具有污染面积大、以复合污染为主、污染途径多样、污染程度各异和重金属活性高的污染特征。从稳定化机理和材料类型两个不同的方向综述了稳定化材料的研究进展,并在高性能、可持续、谱适、绿色的复合污染稳定化材料的研究方向上提出展望,以期为中南有色金属冶炼场地与周边土壤重金属污染稳定化修复提供参考依据。

土壤锑、砷污染风险评估与富集植物筛选——以湖南某锑矿山为例

以湖南省某锑矿山为研究对象,应用地积累指数法评估矿山土壤锑、砷污染状况,并对矿山优势植物进行筛选,研究各植物对锑、砷的富集转运特征及评估其在实际工程中的应用潜力。结果表明:(1)该矿山土壤锑污染程度已达到严重污染水平,同时伴随有中轻度的砷污染;(2)共筛选出苎麻、小蓬草、艾草、芒、商陆、狗尾草等6种优势植物,各植物体内锑和砷含量分别为57.11~429.71 mg/kg和24.39~111.33 mg/kg,远远超过植物体内锑、砷含量的正常值,表现出较好的耐性;各优势植物地上部富集系数均小于1,表现出较弱的迁移能力,不属于锑、砷的超富集植物;应用潜力评估表明,6种优势植物对锑和砷的移除率较低(均小于1),在实际植物修复应用中潜力不大。

“双碳”目标下“合同双碳服务”模式的探索

作为碳排放大国,中国为实现碳达峰与碳中和(简称“双碳”)目标将面临巨大挑战,同时也将催生广阔的双碳市场机遇。中国碳减排空间巨大,如何创新市场运作机制,解决企业和工业园区实现“双碳”目标面临的困难和问题,有效推动碳减排项目的实施尤为重要。基于目前较成熟的应用在节能领域的“合同能源管理”和环保领域的“合同环境服务”两种模式,探索创新一种基于市场的、全新的双碳项目市场运作机制——“合同双碳服务”模式,助力“双碳”目标的实现。