干旱、半干旱地区高砷地下水形成机理研究:以中国内蒙古河套平原为例

干旱、半干旱地区高砷地下水形成机理,是一较为复杂的地球化学和环境水文地球化学过程。通过多年来的实地调查、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了中国西部地区,特别是中国内蒙古河套平原,高砷地下水的分布特征及地质环境背景。研究并阐述了地下水中砷的来源,地层中砷的来源、聚集、溶出的地球物理、地球化学过程,提出了河套平原地层中砷聚集的3种模式,即断裂运移聚集模式,河、湖水胶体作用聚积模式和蒸发浓缩再聚集模式。研究表明:河套平原地下水中的砷,主要来源于地层,而地层中的砷主要来源于3个方面:周边的山区特别是存在高矿化带的西部山区、黄河上游和构造运移深部地下水;地层中砷的溶出主要与3个因素有关:地下封闭的还原环境、脱硫酸作用和大量灌溉水的入渗。

不同作物根际环境对土壤重金属形态的影响

采用根垫法研究了玉米、大豆和小麦根际环境对污灌土壤中铜、镉、铅、锌形态的影响。研究结果表明：根际土壤中交换态铜含量呈现增加趋势，碳酸盐态和铁锰氧化物态金属则表现为减少趋势，有机态几无变化。形态变化的幅度与植物种类有关，其中大豆根际土壤中金属形态的变化比小麦和玉米显著。

外生菌根对欧洲赤松苗(Pinussylvestris)Cu、Zn积累和分配的影响

通过测定２种不同施锌和施铜水平下苗木和离体菌丝中铜锌含量，研究了接种外生菌根（Ｓｕｉｌｌｕｓｂｏｖｉｎｕｓ）对欧洲赤松（Ｐｉ－ｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）苗生长和微量元素积累和分配的影响． 结果表明，菌丝的侵染增加了苗木生长，同时也增加了植物体内重金属的含量．然而，菌根植物中的重金属大部分分布在根部，在铜处理中菌根植物地下部分的铜含量是无菌根植物的２．６倍，在锌处理中锌是无菌根植物的１．３ 倍． 说明菌丝侵染使植物将过量的重金属滞留在根部，从而增加了植物对过量重金属的抗性．通过进一步测定培养在过量重金属中的离体菌丝的重金属含量，结果显示随着外界重金属浓度的增加，菌丝分泌物内重金属含量比菌丝内重金属含量增加快，说明滞留在根部的重金属可能并没有进入根系而是以某种形态滞留在菌丝分泌物和菌丝内．

玉米根际土壤中不同重金属的形态变化

采用根垫法研究了不同生长时期的玉米根际土壤中铜、镉、铅、锌和铬的形态变化。结果表明 ,玉米生长 1 0 0d内不同重金属的形态变化有显著差别。交换态铜 ,碳酸盐态铜和锌 ,铁锰态铜、铅和铬 ,有机态铜、铅和铬都有明显变化。在 1 0 0d生长期间 ,不同重金属在根际土壤中的相对变化有较大幅度的波动。植物吸收主要影响根际土壤交换态铜和碳酸盐态铜和锌的变化 ,对镉和铅形态变化影响不大。

河套平原浅层地下水水化学成分及其相关性分析

本文通过实地调查,按照一定的间距在内蒙古河套平原西部采集和分析了400组地下水水质样品,通过分析研究这些水质测试数据,初步掌握了地下水的水化学特征和其主要元素及离子的分布规律。水化学分析结果表明:研究区的地下水水质总体较差,砷、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、氟化物和铁等多项指标超标;区内地下水化学类型以Cl·HCO3-Na、Cl-Na、HCO3·Cl-Na型为主;主要组分分布图表明,砷、磷、铁、氯化物、氟化物、硫酸盐等含量较高的点主要分布在研究区西北部地势较低的山前冲、洪积扇扇裙前缘和地势相对低洼的冲积平原以及临河区北部的狼山镇一带。通过对14种水质测试指标值进行多元线性回归分析结果表明,研究区地下水中砷与磷、铁含量具有密切的相关关系。

污染条件下VAM玉米元素积累和分布与根际重金属形态变化的关系

为了了解重金属Cu、Zn、Pb、Cd在土壤 根际 植物系统中的行为 ,揭示VAM植物减弱土壤中过量重金属对植物生理毒害的抗性机理 ,采用原子吸收光谱测定了Cu、Zn、Pb、Cd在污灌土壤中生长的VA菌根玉米和无菌根玉米中的积累和分布 ,并用连续形态分析技术分析了菌根根际中Cu、Zn、Pb、Cd的形态分布和变化趋势 .结果表明 ,Cu、Zn、Pb在菌根玉米中的积累量比非菌根中积累量分别减少 1 0 %、1 8%和2 9% ,Cd积累量没有改变 .生长 7周后 ,菌根玉米是非菌根玉米生物量的 1 .5倍 .与对照土壤相比 ,根际中除Cu交换态显著增加外 ,Zn、Pb、Cd各形态相对改变量显著大于非菌根 ,且菌根根际土中Cu、Zn、Pb有机结合态增加量显著大于非根际土 ,说明菌根际金属向稳定状态转移的程度显著大于非菌根际 .同时 ,讨论了根际金属形态对金属有效性的影响 ,及其与菌根植物金属抗性机理的关系 .

基于地球化学标准化方法的平湖市农田土壤重金属污染评价

运用地球化学标准化方法评价浙江省平湖市农田土壤重金属污染状况。结果显示,约50%的农田土壤受到了重金属人为污染,其中除了5.6%的农田土壤受到了Hg中度人为污染外,其余均为轻微人为污染。每种重金属元素的地球化学基线值均可信,Cr、Pb、Cu、Zn、Ni和As与标准化元素Al线性相关性较好,而Hg和Cd与Al线性相关性不好,原因可能与后者受人类活动或土壤环境影响较大有关;多变量聚类分析结果表明,平湖市农田土壤重金属元素组成特征为Cd一族、Hg一族,而Cu、Pb、Ni、As、Cr和Zn为一组合族。

典型国家城市化进程中的地质环境问题及对策研究

英国、美国、日本和墨西哥作为世界上不同城市化发展模式代表,已进入城市化末期阶段(城市化率在70%以上)。这些国家在城市化快速发展阶段,城市大规模建设、城市地下资源开发和城市生产生活废物排放等活动对地质环境产生了负面效应,引发了地下水资源衰减、地面沉降、突发性地质灾害、地下水污染、土壤污染、海水入侵、水土流失等地质环境问题。通过借鉴这些国家地质环境保护和管理的成功经验,科学开展城市规划管理、坚持立法和行政强制、加强地质环境监测工作、重视防治技术研发和应用等是协调我国城市化发展与地质环境可持续利用的重要途径。

推进地下水污染防控,改善水环境质量——《国家环境保护“十二五”规划》解读

当前,地下水环境已经成为影响我国饮用水安全和环境安全的一个重要因素。随着城市化、工业化进程加快,部分地区地下水超采严重,水位持续下降;一些地区城市污水、生活垃圾和工业废弃物污液以及化肥农药等渗漏渗透,造成地下水环境质量恶化、污染问题日益突出,给人民群众生产生活造成严重影响。

浙江平湖农田土壤安全质量评价

以Al元素作为标准化元素求得平湖地区农田土壤重金属基线值,用单因子指数法进行土壤质量评价,结果表明该地区表层土壤均受到不同程度的轻微重金属污染,6%土壤为中度Hg污染;内梅罗综合污染指数显示土壤作物已经受到了污染,但程度不严重。

镉砷污染土壤钝化剂配方优化及效果研究

为筛选出适宜镉砷污染土壤的复合钝化剂,采用D-最优混料设计方法,研究铁改性生物炭、酸改性海泡石和酸改性蛭石钝化土壤Cd和As的最优复配配方。结果表明:经FeCl3改性后的生物炭对As的吸附能力增加,对Cd的吸附能力降低;经酸改性后的海泡石和蛭石对Cd的吸附能力不变,对As的吸附能力增强。铁改性生物炭、酸改性海泡石和酸改性蛭石复配能有效降低土壤有效态Cd和As含量,活性态Cd主要向残渣态转化,活性态As主要向有机结合态和残渣态转化,Cd和As生物有效性降低。采用Design Expert统计软件分析数据,通过建立回归方程及多目标优化分析,获得复配钝化剂的配比为铁改性生物炭26.97%、酸改性海泡石23.49%和酸改性蛭石49.54%,经验证实验,施用优化配方后的土壤有效态Cd和As含量分别为0.97 mg·kg^-1和0.26 mg·kg^-1,与预测值接近。研究表明,铁改性生物炭、酸改性海泡石和酸改性蛭石复配能有效降低土壤Cd和As的生物有效性。

生态文明视角下土壤修复行业发展新方向——兼谈运用马克思主义原理破解土壤修复财政难题

针对土壤修复财政难题,充分调研我国污染场地土壤修复行业发展所存在的各种问题,并以场地面积为单位重新核算土壤修复成本,进而发现降成本是破解土壤修复财政难题的关键。应用马克思主义有关废弃物资源化利用原理,提出与传统烧结砖瓦行业相结合的污染土废弃物资源化利用方式。初步核算表明,污染土烧结砖瓦的产值足以覆盖污染场地土壤修复全部费用,建立一支无需国家财政投入的生态环境保护铁军是可行的。

异位热脱附技术与设备在我国污染场地修复工程中的应用

异位热脱附技术具有污染物去除率高、修复周期短、普适性强等显著优势,是目前修复有机污染土壤最有效的技术之一。通过资料、文献查阅及现场调研,梳理了异位热脱附技术及设备在国内外的研究现状及在我国的应用发展历程,结合工程案例,分析了典型直接热脱附设备、间接热脱附设备的工艺技术路线,进而提出开展实际污染场地修复时的设备选择建议,以及热脱附技术的理论研究和设备发展方向,为我国有机污染土壤异位热脱附修复技术的推广和应用提供参考。

生物炭去除土壤重金属的研究进展

生物炭作为一种新型的吸附材料,具有比表面积大、官能团丰富、稳定性高等特点,施入土壤后可影响重金属在土壤中的迁移性和生物有效性。从生物炭对重金属的吸附机制、生物炭还田应用效果进行了概述,在此基础上分析了生物炭推广应用的限制因素,并从生物炭与土壤的相互作用、生物炭的制备工艺完善等方面进行了展望。生物炭施入土壤后可通过阳离子-π作用、离子交换、络合、共沉淀、氧化还原和静电吸附作用降低重金属有效态含量,减少作物对重金属的累积。但生物炭在实际应用中仍存在作用效果不稳定、价格高昂难以大面积推广应用等问题,未来有必要进一步探明生物炭与土壤互作关系、完善生物炭制备工艺,为生物炭的广泛高效利用提供支撑。

单根加热管原位加热土壤过程中温度变化规律

原位热传导技术在有机污染场地修复中的应用逐年增加,但国内对加热半径、升温和冷却速率等关键参数的研究仍处于起步阶段。结合土壤理化性质,研究单根加热管升温和降温过程中周围土壤的温度变化情况。结果表明:经过813 h的加热升温过程,相隔25 cm不同位置的4个温度监测井的平均温度分别为166.3,89.3,68.7,47.8℃,总耗电量为1438.7 kW·h。随后经过145 h的持续冷却,4个监测井的平均温度基本持平。监测井温度变化规律可为污染场地的原位热修复工程提供技术及工艺参数参考。