矿业城市煤矸石山周边土壤重金属分布特征与影响因素研究

以阜新海州井工矿煤矸石山为研究对象,在矸石山东南、东北、西南和西北4个方向50 m范围内共采集表层土壤样品32个,研究煤矸石堆放对周边土壤重金属污染的危害程度,分析土壤中重金属的生物有效性,评价土壤中重金属的污染程度及影响其分布的因素。结果表明:研究区域土壤中5种重金属Zn、Pb、Cu、Cr和Ni中,Pb、Cu、Cr和Ni含量的平均值均高于土壤背景值,其中Ni和Cu的含量分别为土壤环境质量Ⅱ级(GB15618—1995)标准值的1.49倍和1.76倍。土壤中重金属含量基本呈现出随着距煤矸石堆距离的增加而下降的趋势。单因子污染指数和内梅罗综合污染指数法评价结果为重金属Ni单项污染水平最高,有28.1%的样本处于轻度污染水平,研究区域土壤中5种重金属综合污染指数大于1,土壤处于轻度污染。BCR顺序提取法对研究区域土壤中重金属形态的分析结果显示,5种重金属都以残渣态为主要存在形态,弱酸溶态含量仅占总量的2.09%~10.8%。统计分析结果显示,研究区域32个土壤样品中重金属的形态分布未呈随土壤pH值变化而变化趋势,土壤有机质与相应土壤中重金属形态分布相关性分析数据表明,土壤有机质不是影响研究区域土壤中重金属分布的主要因素。

三种零价铁对土壤中六氯联苯PCB138降解研究

采用纳米级零价铁、镍铁双金属和微米级零价铁在常温常压条件下还原降解土壤中的六氯联苯PCB138,GC-MS分析降解产物。结果表明,3种零价铁对土壤中的PCB138均有明显的降解效果。在实验条件下,随着3种零价铁投加量的增大,土壤PCB138的降解率也随之升高。反应体系初始p H值越低,3种零价铁对土壤中PCB138的降解效果越好。在20~60℃实验条件下升高温度对土壤中PCB138含量影响不大。动力学分析显示,纳米级零价铁、镍铁双金属和微米级零价铁对土壤中PCB138降解过程均符合一级反应动力学,反应速率常数分别为0.015 46/h、0.019 37/h和0.009 89/h。3种零价铁粉比表面积和扫描电镜分析结果显示,纳米级零价铁和镍铁双金属的比表面积比微米级零价铁粉大600~800倍,其表面形态更利于污染物质发生还原降解反应。