三种紫色土表面电荷性质的研究

采用恒流置换法测定了酸性、中性、石灰性紫色土表面电荷总量、表面电位、表面电荷密度、表面电场强度以及比表面积 ,并讨论了电解质浓度、类型、环境温度以及pH对这些电性参数的影响。结果表明 :(1)在 2∶1型电解质体系 (Mg(NO3 ) 2 )中 ,三种紫色土的表面电位分别约为 - 0 .16～ - 0 .18V、- 0 .17～- 0 .19V、 - 0 .18～ - 0 .19V ;表面负电荷密度分别为 - 0 .2 6～ - 0 .4 4Cm-2 、- 0 .37～ - 0 .5 9Cm-2 、- 0 .5 8～ - 0 .6 7Cm-2 ;(2 )随电解质浓度的增加 ,三种紫色土的表面电位的负值都表现出下降的趋势 ,而表面电荷密度负值则表现出稍微增加趋势 ;(3)在 2∶1型电解质体系中三种紫色土的表面电位都约为在 1∶1型电解质体系 (KNO3 )中的一半 ,而表面电荷密度、表面电场强度和比表面积则在两种体系中基本相等 ;(4 )随温度的升高 ,三种紫色土的表面电位的负值。

加速溶剂-固相萃取-高效液相色谱法测定土壤及蚯蚓样品中多环芳烃

研究了加速溶剂萃取（ASE）、固相萃取柱净化（SPE）、高效液相色谱（HPLC）联合（ASE-SPE-HPLC）测定土壤及蚯蚓样品中7种多环芳烃（PAHs）的分析方法,确定了以正己烷-丙酮（4∶1,V/V）作为萃取剂,用ASE对土壤及蚯蚓进行萃取,提取液经SPE柱净化（土壤样品用硅胶柱净化,蚯蚓样品用Al_2O_3-硅胶柱净化）,正己烷-二氯甲烷（9∶1,V/V）进行洗脱,洗脱体积为10 m L,旋转浓缩蒸干后,乙腈定容,过0.22μm有机滤膜,最后用HPLC对提取液中7种PAHs进行定量的分析方法。土壤样品方法回收率在83.5%~110.2%之间,相对标准偏差为1.0%~4.6%;蚯蚓样品回收率在81.2%~97.1%之间,相对标准偏差为1.6%~4.2%。方法检出限为0.15~0.85μg/kg,且重现性好。可满足样品分析的质量控制要求,表明本分析方法具有良好的准确性与可靠性。

Tenax提取预测老化土壤中多环芳烃的生物有效性

利用聚2,6-二苯基对苯醚（poly（2,6-diphenyl-p-phenylene oxide）,商品名Tenax-TA）提取来自9个老化农田土壤中的多环芳烃（PAHs）,并应用Tenax-TA评价老化土壤中PAHs对赤子爱胜蚓（Eisenia Fetida）的生物有效性.结果表明,多年老化土壤中污染物的主要组成为4环以上的PAHs;蚯蚓较易富集低环PAHs,对高环PAHs富集能力较差;400h Tenax连续提取实验得出快速、慢速和极慢速吸附速率常数数量级分别为：10-1~10-2、10-2~10-3、10-4~10-6;而快速、慢速和极慢速解吸比率分别为0.02~0.27、0.01~0.33和0.40~0.95.Tenax 6h单点提取PAHs的量与蚯蚓体内PAHs富集量显著相关,表明6h Tenax对多年老化土壤中PAHs的提取量可以用来作为其生物有效性的评价方法.

多环芳烃在土壤-蔬菜界面上的迁移与积累特征

研究了南京市工业区周边污染农田土壤中16种优先控制的多环芳烃(PAHs)污染物由土壤向蔬菜迁移的特征及其在蔬菜体内的积累规律.结果表明,蔬菜体内PAHs的浓度与其生长土壤环境中PAHs的浓度呈正相关关系,且土壤中PAHs的浓度显著高于生长在该土壤上的蔬菜根和茎叶组织中的浓度(p<0.05),根中PAHs的浓度显著高于茎叶组织中的浓度(p<0.05).蔬菜根中低环PAHs与PAHs总浓度的比值(∑LMW-PAHs∑PAHs)显著高于其土壤中相应的比例(p<0.05).与高环PAHs(HMW-PAHs)相比,LMW-PAHs易被蔬菜根部吸收,表现出较高的生物有效性.生长在同种污染土壤中的4种叶菜类蔬菜体内PAHs的浓度差异不显著,即这4种蔬菜吸收积累PAHs的差异较小.

施肥对花红苋菜吸收和积累土壤中PAHs的影响

施用农业生产中广泛使用的无机氮肥和有机肥,以花红苋菜为典型叶菜类蔬菜,研究了不同施肥方式对蔬菜吸收和积累土壤中多环芳烃(PAHs)的影响.结果表明,蔬菜根部积累的PAHs总浓度显著大于其地上部分积累的浓度.有机肥处理下,低环PAHs在蔬菜根中的生物富集因子(RCFs)显著小于其余处理的对应值,表明添加有机肥更有利于降低低环PAHs的生物有效性.土壤低环PAHs的RCFs值显著大于高环PAHs的RCFs对应值.种植蔬菜后,根际土壤PAHs的总浓度显著降低;有机肥处理比无机氮肥处理有利于根际土壤中PAHs的消解.

持久性有机污染场地土壤淋洗法修复研究进展

持久性有机污染场地土壤淋洗法是污染场地土壤物化修复方法中一种常用的技术。淋洗法是指运用特定淋洗剂对污染土壤进行深度洗涤,通过分离净化淋洗剂,实现回用集成,达到去除土壤中污染物的目的,并最终安全化处置污染物和修复土壤的过程。本文根据污染场地土壤处理位置、淋洗剂种类和淋洗剂施用方式的差异,将持久性有机污染场地土壤淋洗法划分为不同的种类;总结了为达到高效去除土壤中污染物质,可运用多级淋洗方式、超声方式、电动力方式和化学氧化等方式实现强化修复效率;阐述了污染场地土壤质地、污染物性质、淋洗剂性质、淋洗条件优化以及淋洗剂回用效率等因素对淋洗修复整体效用的显著影响;同时指出了目前持久性有机污染场地土壤淋洗法存在的问题和今后国内外研究和应用的方向。综合考虑土壤淋洗修复技术适用范围和成本因素,认为淋洗法是一种较符合我国持久性有机污染场地土壤实情的修复技术,具有较强的针对性和较广泛的运用前景。

活化过硫酸钠氧化法修复DDTs污染场地土壤研究

本研究探讨了利用Fe2+活化过硫酸钠氧化修复长江三角洲地区某典型DDTs污染场地土壤的可行性。研究了不同因素对目标污染物去除效率的影响,包括起始pH与矿物耦合因素、过硫酸钠/Fe2+浓度比值因素和过硫酸钠浓度因素等。结果表明,当磁铁矿和赤铁矿投加到只含有过硫酸钠的泥浆体系时,在酸性和中性条件下都能显著提高DDTs的降解率(P<0.01),并且pH 3.2条件时DDTs的降解率高于pH 7.7条件时的DDTs降解率;零价铁和菱铁矿因其二价铁含量较高,导致矿物近表面Fe2+过剩而消耗硫酸根自由基,进而降低了DDTs氧化效率。pH 3.2时,Fe2+/Na2S2O8的最优值为1/20,在此条件下0.16 mol/L的活化过硫酸钠反应24 h后得到DDTs最高降解率约为90%。同时还比较了活化过硫酸钠、过硫酸钠、Fenton试剂、H2O2、双氧化试剂(活化过硫酸钠与双氧水混用)和高锰酸钾6种氧化剂对DDTs氧化效果,评价了不同氧化剂的优劣之处。研究发现Fe2+活化过硫酸钠可以有效地降解DDTs的4种同系物,pH 3.2条件时6种氧化剂对DDTs的氧化降解率由大到小顺序为:活化过硫酸钠>过硫酸钠>Fenton试剂>双氧化剂>高锰酸钾>H2O2。本研究结果表明活化过硫酸钠氧化法是修复DDTs污染场地土壤的有效方法,有较好的应用推广性。

秸秆生物质炭吸附溶液中Cu^(2+)的影响因素研究

生物质炭在吸附土壤中重金属和有机污染物方面发挥着重要作用,然而关于生物质炭吸附重金属的影响因素研究较少。以小麦和玉米秸秆为原料制备生物质炭,分析了生物质炭和溶液性质对水溶液中Cu2+吸附的影响。结果表明生物质炭可有效吸附Cu2+,且不易解吸。Cu2+吸附量随pH和Cu2+初始浓度的升高而增加;高温炭对Cu2+的吸附随离子强度增强而增大;柠檬酸抑制低温炭对Cu2+的吸附,而腐植酸促进Cu2+吸附;生物质炭灰分对Cu2+吸附无显著影响。

有机磷农药对乙酰胆碱酯酶活性的联合抑制作用

为研究二元有机磷农药对乙酰胆碱酯酶活性的影响,分别测定了21种有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的半抑制浓度IC50,在此基础上用等毒法测定了二元有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的联合抑制作用。结果表明有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的联合抑制作用主要表现为协同作用与相加作用,拮抗作用较少发生。量子化学参数分析表明具有相似电子效应的二元混合有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制主要表现为协同作用,而电子效应相差较大的二元混合有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制主要表现为拮抗作用。

表面活性剂对老化土壤中PAHs的生物有效性的影响

采用聚2,6-二苯基对苯醚（poly（2,6-diphenyl-p-phenylene oxide）,Tenax-TA）提取和蚯蚓（Eisenia Fetida）富集实验研究曲拉通-100（聚乙二醇辛基苯基醚,Triton X-100）、吐温-80（聚氧乙烯脱水山梨醇油酸酯,Tween-80）和羟丙基-β环糊精（HPCD）表面活性剂对老化农田土壤中多环芳烃（PAHs）可提取组分以及生物有效性的影响。结果显示,表面活性剂可以显著增加PAHs的可提取性和在蚯蚓体内的蓄积浓度;和对照相比,增加可提取性42.3%-269%,蚯蚓体内的蓄积量增加10%-340%。研究表明在使用表面活性剂进行土壤修复时老化PAHs类污染物可能重新释放到环境中并带来环境风险。

有机物料对强酸性茶园土壤的酸度调控研究

通过室内培养的方式,研究了不同添加剂量下,不同C/N与灰化碱含量的有机物料对酸性茶园土壤的改良能力。试验结果表明:有机物料的添加可以有效地减少土壤交换性酸、铝饱和度,增加土壤交换性碱基,但是在调节土壤pH能力上并非一定有效。初始阶段,"灰化碱"的释放与有机氮的矿化提高了土壤的pH,随后pH由于硝化作用出现不同程度的下降。C/N高的作物秸秆(小麦和水稻秸秆)能够有效地抑制硝化,使pH下降幅度较小;而C/N低的作物秸秆(花生秸秆和菜籽饼)促进硝化,使pH大幅度下降。最终土壤pH与其C/N呈正相关性(y=0.00343x+4.14,r=0.977),而与其灰化碱含量无关。并且随着秸秆添加剂量的加大,C/N高的作物秸秆最终调剂pH的能力是显著提高的(P<0.05),而C/N低的作物秸秆最终调剂pH的能力没有显著提高(P<0.05)。因此,C/N高的作物秸秆可能更适合土壤酸度的长期调节,与其相关的田间试验需要进一步进行证实。

花生油与羟丙基β环糊精对有机氯农药污染场地土壤异位增效淋洗修复研究

针对长三角典型区域内某废弃有机氯农药(OCPs)污染场地土壤,选择花生油和羟丙基β环糊精(HPCD)作为环境友好的淋洗剂,并嵌合超声强化、升温辅助等增效洗脱技术,研究了其对OCPs污染场地土壤的洗脱修复效果。结果发现,在100 ml/L花生油和50 g/L HPCD、50 C水浴和35 kHz超声30 min、连续淋洗5次条件下,土壤中DDTs、氯丹(Chlordanes)、灭蚁灵(Mirex)和总量OCPs的最大去除率分别为99.6%±2.2%、94.0%±1.3%、91.3%±2.0%和96.0%±2.5%。同时采用Tenax TA树脂连续提取法,监测每次连续淋洗后土壤中各组分OCPs解吸特性,发现随着淋洗次数的增加,土壤中OCPs的400-h Tenax可提取量逐渐减少,OCPs的快速解吸组分(Fr)和慢速解吸组分(Fsl)比例较原始土壤中的相应比例显著下降(P<0.01),OCPs的快速解吸速率常数(kr)、慢速解吸速率常数(ksl)和超慢速解吸速率常数(kvl)也较原始土壤中相应解吸速率常数显著降低(P<0.01)。综合考虑修复效率和土壤修复后潜在环境风险,3次淋洗可以认为较为合理。本研究为OCPs污染场地土壤的异位增效淋洗技术研发和淋洗终点判断提供了一种有效手段。

重金属吸附对紫色土表面电荷性质的影响

在实验室条件下,研究了Pb、Cu、Zn、Cd在3种紫色土中的吸附特征,并采用恒流置换法测定重金属吸附饱和后3种紫色土表面电荷总量、表面电位、电荷密度。结果表明:(1)一定pH条件下在同种土壤上的吸附能力大小依次是Pb2+>Cu2+>Cd2+、Zn2(2)3种紫色土在一定pH条件下对同种重金属离子的吸附强度依次是石灰性紫色土>中性紫色土>酸性紫色土,与其表面电荷密度的大小相一致;(3)Pb2+、Cu2+在3种紫色土表面以电性吸附和专性吸附的方式共存,其专性吸附的比例分别约为40%、25%、20%,并导致表面电位降低了约0.05V(近30%),表面电荷总量以及表面电荷密度降低了20%￣40%;(4)Zn2+、Cd2+在土壤表面上绝大多数发生电性吸附,对紫色土表面电荷性质没有显著的影响。

高污染土壤中多组分滴滴涕提取及污染土壤修复终点的研究

建立了高污染土壤中多组分滴滴涕（DDTs）含量的提取分析方法。采用加速溶剂萃取仪（ASE）对土壤中的DDTs进行提取;经固相萃取柱（SPE）净化和富集,最后采用气相色谱（GC）测定DDTs的含量。结果表明,本方法的回收率为84.0%-105.3%,相对标准偏差为1.3%-8.8%,仪器的检出限为0.010-0.030μg/kg,方法的检出限为0.30-0.50μg/kg。另外,本研究还采用Tenax-TA树脂对污染土壤连续氧化处理后的污染物进行提取,发现氧化4次后,p,p＇-DDE、p,p＇-DDD、o,p＇-DDT、p,p＇-DDT和总量DDTs可解吸的提取量都低于6%,并且未出现显著性变化（p〉0.05）。此方法可用于评价氧化后土壤中有机氯农药（OCPs）再次解吸至环境中的潜在风险,辅助判断污染土壤修复终点。

二维虚拟土壤中溶质迁移行为的数值模拟研究

利用Voronoi图逐级碎裂方法,在二维正方网格上构造出不同等级的虚拟土壤来仿真具有丰富孔隙结构的真实土壤,并借助于随机行走模型,数值模拟了溶质粒子在该虚拟土壤中的迁移行为。结果表明,溶质粒子表现出反常扩散行为。对有偏倚的随机行走模型,其均方位移与时间呈正比关系<r2(t)>∝tK,即扩散系数D=K-1,长时间的K值更大,溶质粒子扩散更快;首次穿越时间满足正态对数分布,说明溶质粒子迁移是一阶随机过程;由连续时间随机行走理论,发现溶质粒子扩散非费克现象明显。同时发现不同的土壤孔隙结构及随机行走类型所对应的拟合参数不同,即它们也影响溶质粒子的迁移行为。该研究有利于人们从理论上定性理解和预测水及溶质在有大孔隙土壤中的迁移,保护地下水环境。

表面电荷性质对紫色土粘粒悬浮液稳定性影响研究

表面电荷性质对于水体中粘性泥沙颗粒的稳定和聚沉起重要作用,因此本试验测定3种紫色土胶体的表面电荷性质,并讨论其随环境条件改变而变化对紫色土粘粒悬浮液稳定性的影响。结果表明:(1)3种紫色土胶体在2∶1型电解质中的表面电位分别约-0.14-0.192 V,1∶1型电解质中约为其2倍,在2种离子体系中的絮凝值分别为0.721.12 mol/m3和11.717.8 mol/m3,胶体稳定性随其表面电位增加而增强;(2)1∶1型电解质中粘粒悬浮液完全沉降时间分别达到40.647.0 h,比在2∶1型电解质中长12.414.6 h,电解质浓度增加,粘粒悬浮液完全沉降时间下降,稳定性减弱。pH对完全沉降时间影响强烈,当pH=5时,2种电解质体系中的粘粒悬浮液完全沉降时间减少近1/2;pH=3时,60 min左右悬浮液已经沉降完全。3种紫色土悬浮液稳定性是酸性紫色土<中性紫色土<石灰性紫色土。

长期不同施肥土壤中残留五氯酚在水稻中的富集特征

研究长期不施肥(CK),施无机肥尿素(N),施有机肥(OM)和无机有机肥配施(N+OM)4种处理红壤水稻土中五氯酚(PCP)的消解及其在水稻根、茎和稻谷中的富集特征.结果表明,4个处理土壤中残留态氯代酚显著降低水稻茎和稻谷生物量,但对根生物量的影响未达显著水平.N处理表层土壤中可提取PCP残留量为2.42mg/kg,显著高于CK、OM和N+OM处理,表明长期单施N抑制土壤中PCP的消解.在水稻根中检测到PCP及其脱氯降解产物2,3,4,5-四氯酚(2,3,4,5-TeCP)和3,4,5-三氯酚(3,4,5-TCP).在OM和N+OM处理水稻根中PCP含量显著小于CK和N处理,表明长期单施OM或N+OM均显著减小水稻根对PCP的富集量,而长期单施N对水稻根富集PCP并没有显著影响.在4个处理中的水稻茎和稻谷中只检测到PCP,且在茎和稻谷中PCP含量均没有显著差异,水稻茎和稻谷中PCP浓度均值分别为164.9和75.7ng/g.

有机肥对水稻中汞/甲基汞累积的影响

稻米对甲基汞的累积危害居民身体健康。本文通过施用厌氧腐熟有机肥的盆栽试验,探讨有机肥施用对水稻中汞-甲基汞累积的影响。结果表明,有机肥施用水稻土中甲基汞含量显著增加,对照(10.43μg/kg)<1%豆饼粉肥(16.80μg/kg)<1%鱼粉肥(24.10μg/kg)<2%豆饼粉肥(33.53μg/kg)<2%鱼粉肥(38.46μg/kg),可能是施加有机肥后,增加了土壤微生物数量,提高了酶活性,导致水稻土中甲基汞含量增加。有机肥施用后,水稻不同部位总汞累积差异显著,根部最高(2 812.83μg/kg),其次是糙米(336.78μg/kg)和茎叶(300.44μg/kg)。有机肥施用后,水稻不同部位累积甲基汞的能力不同,表现为糙米(180.06μg/kg)>根(59.71μg/kg)>茎叶(38.97μg/kg)。不同有机肥的施用均增加籽粒中甲基汞的含量,与对照相比,各处理增加量表现为1%豆饼粉肥(16.1%)<1%鱼粉肥(19.3%)<2%豆饼粉肥(41.5%)<2%鱼粉肥(57.9%)。同时稻米中甲基汞含量与水稻土中甲基汞含量呈正相关关系。有机肥施用增加汞污染土壤水稻中汞与甲基汞累积,其可为合理施肥提供科学依据和理论指导。

杀扑磷在土壤色谱柱中的迁移及其模型拟合

基于液相色谱原理,建立了土壤色谱系统.在红壤和砂质灰潮土色谱柱中分别对杀扑磷在3种不同模拟土壤溶液(分别为0.01 mol.L-1CaCl2溶液、0.001 mol.L-1柠檬酸和0.01 mol.L-1CaCl2的混合溶液、0.001 mol.L-1苹果酸和0.01 mol.L-1CaCl2的混合溶液),2种孔隙水流速度(11.46和22.92 cm.h-1)下的迁移行为进行了实验研究,获得了示踪剂Cl-和杀扑磷的穿透曲线(BTCs).通过CXTFIT2.1软件,用局部平衡(LEA)对流-扩散方程(CDE)和化学非平衡两点模型(TSM)拟合了杀扑磷的BTCs,获得了物理和水动力学参数.研究表明,用TSM对本实验条件下杀扑磷迁移的仿真具有较高的精度,这为预测和控制有机磷农药在土壤环境中的迁移与归宿行为提供了理论依据.

五氯酚在长期定位施肥土壤中的残留动态

研究好氧和厌氧条件下五氯酚(PCP)在长期不施肥(CK),施无机肥尿素(N),施有机肥(OM)和无机有机肥配施(N+OM)4种处理土壤中的残留动态。结果表明,无论在好氧或厌氧条件下,PCP在土壤中的消解均遵循一级动力学方程。在好氧条件下,PCP在CK、N、OM和N+OM4种处理土壤中半衰期分别为26.9、27.7、21.5、20.6天,在厌氧条件下,PCP的半衰期分别为30.8、32.2、27.1、25.9天。表明无论在好氧或厌氧条件下,长期单施有机肥或无机有机肥配施显著加速PCP在土壤中的消解,原因可能是长期单施有机肥或无机有机肥配施能显著提高土壤有机质含量和微生物活性,加速PCP在土壤中的消解。好氧条件下PCP的消解速率显著高于厌氧条件。