两种水分条件下天然含铁矿物对不同土壤中砷的稳定化效应研究

以赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿3种天然含铁矿物为主要研究对象,研究其在饱和田间持水量(土壤含水量为100%)和正常田间持水量(土壤含水量为25%)两种水分条件下对不同农田砷(As)污染土壤的稳定化效果,并与商用铁氧化物(Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4))进行对比。结果表明,天然含铁矿物中褐铁矿对来自河北秦皇岛的砂质壤土和来自湖南常德的粉砂质黏土都表现出最好的稳定化效果,在正常田间持水量条件下稳定化效率分别达到38.44%、30.53%,在饱和田间持水量条件下分别达到32.43%、26.32%,与商用Fe_(2)O_(3)的效果接近,且优于商用Fe_(3)O_(4)。正常田间持水量条件比饱和田间持水量条件更有利于As的稳定化。因此,褐铁矿可以作为商用铁氧化物的替代材料,水分条件建议控制为正常田间持水量,若能进一步提升褐铁矿比表面积,稳定化效果可能更好。研究结果有望为天然含铁矿物在As污染土壤稳定化中的应用提供科技支撑。

典型农药场地阿特拉津污染风险评价与修复

对我国典型农药厂遗留场地的土壤和土壤气中阿特拉津浓度进行调查,发现阿特拉津浓度超过美国环保局第9区分局“区域筛选值”。污染物检出超标点主要是由生产过程中的污染排放或泄漏造成的,超标点位阿特拉津存在沿土壤垂直剖面向下转移的趋势。以口腔摄入和皮肤接触为暴露途径的健康风险评价的结果表明,该场地存在不可接受的致癌风险和超过安全值的环境风险。

河套灌区土壤砷含量的季节变化特征模拟

土壤砷(As)是河套灌区粮食安全生产的潜在风险,开展土壤As含量的时空分异机制研究具有重要意义.基于随机森林(RF)和SHAP模型,利用气候、遥感和地形等特征变量对河套灌区秋季采样点土壤As含量进行模拟和解释,并根据气候因子和遥感因子等特征变量的季节变化,对夏季土壤As含量进行预测.结果表明:河套灌区土壤As含量主要受潜在蒸发量、植被指数和高程影响;在中部和东部地势较平缓的地区,与夏季相比,秋季大部分样点土壤As含量增加;而在地势较高的西部,与夏季相比,秋季土壤As含量降低.本研究结果能够为大尺度土壤As的季节变化预测提供科学依据.

半壁山金矿矿业活动区砷赋存的矿物特征及其对农田土壤砷累积的影响

为探索青龙满族自治县半壁山金矿矿业活动地区砷赋存的矿物特征及其对农田土壤砷的污染特征,应用矿物学和化学分析方法对矿业周边的矿石、废石、底泥、河流及土壤样品进行分析.在偏光显微镜下发现半壁山金矿周边的土壤与矿石、废石中均存在含砷矿物--毒砂,且废石中的毒砂已出现风化氧化现象,氧化的毒砂容易在土壤中迁移释放砷,存在较大的潜在危害.由于矿业运输活动以及土法冶炼的影响,砷主要分布在道路两旁或村民聚集地的农田耕层土壤0~20 cm,但在小巫岚村中也发现个别点位深层土壤砷含量高的现象.小巫岚村和高杖子村土壤砷的含量范围在7.2~196.2 mg·kg^-1之间,砷的超标率分别为45.9%和82.1%.根据RAC法评估,小巫岚村和高杖子村农田土壤主要处于低-中等风险,其中小巫岚村部分土壤点位已处于高风险.总体上,半壁山矿业活动周边含砷矿物毒砂部分已出现氧化现象且农田土壤砷的累积明显,可能会对当地的农作物以及长期居住在矿区周边的居民产生危害.建议对土壤-农作物-大气-人体系统开展砷的风险评估,并进一步对含砷矿物毒砂风化过程中的转换规律和机制进行研究,为耕地环境保护提供科学指导.

天然含铁矿物对砷的吸附效果及机制

自然界中丰富的含铁矿物作为天然的铁氧化物,可作为一类修复材料用于砷污染水体和土壤稳定化修复.本文通过吸附-解吸附实验对比研究了天然赤铁矿、天然褐铁矿、天然菱铁矿、天然钛铁矿、天然磁铁矿、Fe2O3、Fe3O4及铁锰双金属材料(FMBO)对砷的吸附-解吸特性,结合光谱学手段研究其作用机制.吸附实验结果表明,9种含铁材料对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附过程更符合准二级动力学方程和Langmuir方程,表明反应机制主要为单层化学吸附作用.其中,FMBO对As的吸附效率和吸附容量远高于其余材料,天然含铁矿物中褐铁矿对As吸附效果表现最好,对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附容量分别为3.96mg·g^-1和2.99mg·g^-1.光谱学手段表明天然褐铁矿中含有较为丰富的针铁矿等弱结晶态矿物成分,具有相对丰富的砷吸附位点,是一种具有潜在修复能力的天然材料.