城市土壤重金属空间分布、污染与来源

通过文献统计计量学方法,对国内外文献中(1966-2015年)城市土壤重金属含量的相关数据进行了检索、整理和统计,收集并筛选了全球60个代表性城市10 434个土壤样品中Cu、Ni、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As 8种重金属的含量数据,利用Arc Gis分析研究了城市土壤重金属含量分布的空间特征。以美国土壤背景值为标准,采用单因子污染指数法评价了城市土壤重金属污染状况。研究表明全球城市土壤中Cu、Ni、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As含量分布空间差异较大,城市土壤中Cu、Pb、Cd和Zn重金属污染比较严重,而Ni、Cr、Hg、As元素污染相对较轻。通过物源来源探析表明人类活动特别是工业生产对城市土壤重金属点源污染贡献尤为突出,特别是Pb和Cu元素的污染。而且这2种元素的污染在我国中西部地区也比较突出,应该引起足够重视。总体来看,城市土壤Hg、As和Cd元素主要与煤燃烧和燃煤有关的排放等活动密切相关;而其它元素Cr、Ni、Cu、Pb和Zn来源不仅仅与燃煤排放有关,更重要的是与从事重金属加工等工业生产排放密切相关。

聚乳酸/单宁酸复合材料的制备与性能研究

聚乳酸(poly lactic acid,PLA)是一类具有良好热加工和机械性能同时又可生物降解的绿色环保高分子材料,其在实际应用中存在耐热性差、质硬而脆等缺点。以聚乳酸和天然植物多酚单宁酸(tannic acid,TA)为原料利用共混改性的方法制备得到一系列不同单宁酸添加量的聚乳酸/单宁酸(PLA/TA)复合膜,利用X射线衍射仪、傅立叶红外变换光谱仪、热重分析仪、万能拉力试验机、紫外可见分光光度计对复合材料进行表征及性能测试。结果表明,在PLA/TA复合膜中,聚乳酸链段和单宁酸分子之间存在较强的氢键作用,单宁酸的加入明显提高了复合膜的耐热性能和机械性能。此外,由于所添加的单宁酸具备丰富的多酚结构,使复合膜具有较强的紫外屏蔽功能,在包装材料领域具有潜在的应用前景。

铅污染不同粒径土壤的重金属地球化学行为与风险

通过湿法提取铅污染土壤中的细砂粒、粉粒、粗粘粒和细粘粒组分,利用激光粒度分析仪、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和重金属形态连续提取的BCR方法,研究不同粒径细砂粒、粉粒、粗粘粒和细粘粒组分的重金属含量分布、矿物组成、形态分布与化学活性、迁移累积特征、生态健康风险等.结果表明,铅污染土壤中细砂粒、粉粒、粗粘粒和细粘粒组分随着颗粒物粒径的减少,总有机碳和重金属含量升高,其累积因子、活性系数和潜在生态风险指数也相对增大,特别是重金属铅的可氧化态含量显著升高.而可交换态重金属Cr、Cu、Zn则在大粒径组分中的含量较高.从综合潜在生态风险来看,铅污染土壤重金属元素在不同粒径细颗粒组分中,具有极强的潜在生态风险,在粒径特别小的纳米级天然细粘粒组分中重金属Pb和Cu具有更大的累积因子、活性系数和潜在生态风险,应采取有效措施对铅污染土壤重金属污染进行修复与治理.

乌鲁木齐城市土壤与灰尘粒径空间分布特征

结合野外调研的基础,按照四分法采集乌鲁木齐市城市土壤与城市灰尘样品共计306个,利用激光粒度仪和ArcGIS分析了城市土壤与灰尘样品的全粒径(0.02～2 000μm)组成与空间分布特征。研究结果表明:乌鲁木齐城市土壤与灰尘在小粒径范围内空间分布差异不明显,城市土壤粒径主要集中在10～50μm,城市灰尘集中于100～250μm;城市重工业对城市土壤和灰尘小粒径颗粒分布影响更大,而城市商业、居住等为主的人类其他活动行为对大粒径颗粒影响更为显著。乌鲁木齐城市土壤可能对城市灰尘PM_1、PM_(2.5)、PM_(10)粒径分布的贡献比较突出,应从城市土壤、城市灰尘、颗粒物粒径空间分布、气象等因素综合考虑乌鲁木齐市大气污染的防控。

典型能源开发区灰尘金属元素的空间分布特征、来源与健康风险

以陕蒙接壤处典型煤炭开采与加工区的地表灰尘和煤矸石作为研究对象,按照随机布点取样的原则共采集研究区域灰尘样品93个,含煤矸石样品10个.采用GIS空间分析、污染生态负荷指数、人群健康风险评价等方法,对该地区灰尘中的As、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、V、Zn 10种金属元素含量、空间分布、环境污染及其儿童与成人的健康风险进行研究与评估,并借助富集系数和XRD分析对灰尘中金属元素的累积与来源进行了探析.研究结果表明研究区域地表灰尘中Co、Hg、Pb、V的平均浓度值均超过了陕西省土壤背景值,其中Hg与Co污染较重.中小型煤矿和运煤路线区域的金属元素含量在空间分布上具有较大值.煤炭开采区灰尘和煤矸石中金属元素As、Cr、Cu、Mn、Ni、V、Zn、Co、Hg和Pb浓度分布特征和富集系数分布较为相似,通过富集系数与XRD分析表明灰尘中的这些元素更倾向于来自煤矸石的碎屑粉末,特别是中小煤矿的开采、运输和煤矸石堆放等要引起相关部门的高度重视.虽然该地区的总体污染水平暂时处于无污染状态,但小型煤矿和运煤路段附近的污染负荷明显偏高.从总体上看,灰尘中金属元素对该地区成人和小孩不存在非致癌风险,致癌风险也是在可接受的范围内,但小型煤矿聚集区与包府公路路段存在儿童不可耐受的健康风险.相比之下,金属元素对儿童的风险均大于成人(除Co外),而Cr非致癌风险的贡献较大,As、Cr、Ni均存在一定程度致癌风险(致癌总风险指数TCR值相对其它元素较大),尤其是元素Ni与Cr,应该引起足够重视.

蒙陕大型煤矿开采区水质化学特征与健康风险

以蒙陕大型煤矿开采区地下水为研究对象,采用水质分析仪、离子色谱、原子荧光分析仪(AFS)、等离子质谱(ICP-MS)等分析仪器和方法对地下水样品的理化性质、水体主要阴阳离子和As、Hg、Cr、Cu、Cd、Pb、Zn、Ni等22种水体参数进行了测定,并运用模糊综合评价法和化学致癌物的健康风险评价模型对水质进行了评价。结果表明,蒙陕大型煤矿开采区地下深水(300 m)均属于一级水质,水质良好,危险金属污染并不明显。其主要阳离子含量总体呈现出Mg2+>Na+>Ca2+>K+的特征,主要阴离子的含量总体呈现出SO42->Cl->NO3->F-的特征,主要的水质类型为SO4·Cl-Na型和重碳酸盐型。虽然大多危险金属对成人和儿童的致癌和非致癌风险均在可接受范围内,但危险元素Cr和As,无论成人还是儿童,其健康风险值均高于其他元素,说明Cr和As比其他元素更容易引起成人和儿童的健康风险,相比之下,危险金属Cr对儿童的致癌风险最大,而As对成人致癌风险较大。从各危险金属总体健康风险数值来看,危险元素引起成人和儿童总健康风险不容忽视,儿童总健康风险大于成人,尤其是在哈拉沟煤矿、王渠沟煤矿和瓜地湾露天煤矿区地下水危险金属总健康风险已经超过ICRP推荐的最大可接受风险值5.0×10-5a-1,应该引起高度重视。