氧化钙活化过硫酸盐修复重金属-有机物复合污染土壤

采用氧化钙活化过硫酸盐氧化法修复重金属-有机物复合污染土壤,考察了过硫酸钠投加量、过硫酸钠与氧化钙投加比、水土比等对修复效果的影响,探讨了机理。结果表明,在过硫酸钠投加量2.5 mmol/g,氧化钙与过硫酸钠投加比2∶5,水土比3∶1的条件下,汞、砷的钝化率分别为81%和83%,存在形态由弱酸提取态转化为更为稳定的残渣态,氯仿、苯、总石油烃和1,2,3-三氯丙烷的去除率分别为99%,98%,82%,80%。氧化钙一方面,催化过硫酸盐,产生硫酸根自由基和羟基自由基氧化重金属、降解有机污染物。另一方面,通过物理固封和吸附、络合、沉淀作用钝化汞、砷。研究为重金属-有机物复合污染土壤修复技术的实际应用奠定基础。

河北南部PM_(2.5)和O_(3)复合污染的气象特征及天气分型

为了解河北南部大气复合污染特征及其天气类型,利用2016—2022年环境监测、地面气象观测和NCEP再分析资料等,统计分析河北南部发生复合污染事件时的气象要素特征,并对地面气压场进行客观天气分型。结果表明,(1)2016—2022年期间河北南部复合污染占总污染天数4.0%;石家庄复合污染较多,且以O_(3)污染为主;复合污染较重的月份为4、7和9月。(2)复合污染期间,温度与O_(3)强正相关,与PM_(2.5)强负相关,海平面气压和相对湿度与O_(3)呈负相关,与PM_(2.5)呈弱正相关,水汽压、日照和能见度与O_(3)呈正相关,与PM_(2.5)呈弱负相关,风速与O_(3)和PM_(2.5)均为弱的负相关。(3)河北南部复合污染的天气类型主要有C型、W型、A型、U型,其中C型最多且偏O_(3)复合污染,W型、A型偏PM_(2.5)复合污染,U型以O_(3)和PM_(2.5)低浓度复合污染为主。研究显示,气象条件对复合污染影响显著,关注二者关系,对今后大气污染治理有一定指导意义。

两种四环素类抗生素单一及复合污染对农田土壤理化性质和土壤酶活性的影响

多数农业用地土壤中抗生素含量在μg·kg^(-1)水平,而μg·kg^(-1)水平抗生素对土壤质量影响的研究较少,因此开展0(CK)、10、100和500μg·kg^(-1)土霉素(OTC)和四环素(TC)的单一及复合污染对土壤理化性质和酶活性的影响研究。结果表明:(1)与CK相比,两种抗生素单一处理土壤pH均显著增加,速效磷(OP)含量均显著降低,且TC处理对pH的增长率和对OP的抑制率均显著高于OTC处理,仅500μg·kg^(-1)TC处理可溶性盐显著降低;单一OTC处理OP含量显著降低,有机质(OM)含量增加,多酚氧化酶(PPO)、脲酶(URE)和蔗糖酶(SUC)活性均显著降低;单一TC处理OP、OM和有效氮(AN)含量均显著降低,PPO和SUC活性均显著下降。(2)在单一OTC处理中加入低含量TC能在一定程度上缓解OTC对土壤的毒害,以10μg·kg^(-1)TC+10μg·kg^(-1)OTC处理综合缓解效果为最佳;而加入较高含量TC则增大OTC对土壤的毒性,且毒性随着OTC含量增加呈上升趋势,以500μg·kg^(-1)TC+500μg·kg^(-1)OTC处理毒性最大;各复合处理组PPO活性均被显著抑制,仅500μg·kg^(-1)TC+OTC复合处理URE活性被显著抑制。(3)土壤理化因子与土壤酶活性密切相关,pH是抑制土壤酶活性的关键因子。综上所述,在μg·kg^(-1)含量水平,单一抗生素处理TC毒性整体高于OTC;低、高含量TC与OTC复合处理分别表现为拮抗作用和协同抑制效应。

土壤微塑料与重金属复合污染机理及其植物生理效应研究进展

微塑料能够吸附土壤中的重金属并形成复合污染,改变单一污染物的环境行为,进而影响植物生长发育。本研究综合评述了土壤微塑料与重金属的复合污染机理、关键控制因素及其对植物的生理影响。土壤中的微塑料可作为载体吸附重金属,影响重金属的生物有效性,改变重金属在土壤-植物系统中迁移行为,且该过程与微塑料种类、形貌、粒径、老化程度以及重金属种类、浓度、生物有效性等因素密切相关。土壤微塑料与重金属能够吸附在植物表面或进入植物体内,影响植物生长,改变光合作用强度,诱导氧化应激和抗氧化活性酶变化,影响植物代谢和营养吸收等。同时,植物体内富集的微塑料与重金属可沿食物链进行迁移,威胁人类生命健康。本文最后对土壤微塑料与重金属复合污染的研究进行了展望,以期为后续研究提供参考。

菊芋(Helianthus tuberosus)对镉、铅、锌复合污染土壤的修复潜力

菊芋是一种生物量大、生长旺盛、易于栽培的能源作物。为探究菊芋对镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)复合污染土壤的修复潜力,利用土培盆栽和原位大田试验,研究菊芋对Cd、Pb、Zn复合胁迫的生长特性、富集特征、去除率及修复潜力。结果表明:随着盆栽土壤中Cd、Pb、Zn含量的增加,菊芋的株高、生物量先降低再升高再降低,SOD酶活性先升高再降低再升高,CAT酶活性先升高再降低,POD酶活性总体表现为逐渐升高。菊芋对Cd的富集系数范围为1.08~1.79,转运系数范围为2.05~6.27,地上部Cd最大积累量达到98.25 mg/kg;Pb富集系数范围为0.77~1.31,转运系数范围为3.41~5.67,地上部Pb最大累积量为585.81 mg/kg;Zn富集系数范围为0.44~0.79,转运系数范围为1.69~3.33,地上部Zn最大累积量为2668.04 mg/kg。原位大田试验中,菊芋地上部Cd、Pb、Zn含量范围分别为125.79~201.08 mg/kg、1075.99~1525.46 mg/kg、6896.21~7443.66 mg/kg,每亩受污染土壤种植2茬菊芋对Cd、Pb、Zn的年去除率分别为5.16%~9.04%、10.84%~16.90%、4.60%~5.46%。菊芋具有较好的Cd、Pb、Zn复合胁迫耐受性和修复潜力,可作为Cd、Pb、Zn复合污染土壤修复的潜在超富集植物种质资源,具有较好的应用前景。

黄河三角洲地区大气复合污染特征、成因与VOCs来源解析

为了解黄河三角洲区域细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))大气复合污染特征和成因,本文利用2021年和2022年夏秋季黄河三角洲中心城市东营市、滨州市的挥发性有机物(VOCs)连续观测数据及常规污染物数据,识别对O_(3)和二次有机气溶胶(SOA)生成有显著贡献的VOCs物种并对VOCs进行来源解析,同时利用基于观测的化学盒子模型探讨O_(3)的生成敏感性.结果表明:①黄河三角洲地区PM_(2.5)和O_(3)浓度“双高”的大气复合污染主要出现在秋季,夏季东营市和滨州市首要污染物均为O_(3),距离入海口越远的站点O_(3)超标天占比越高;秋季东营市和滨州市首要污染物均为PM_(2.5),且超标情况相近.②烯烃和含氧挥发性有机物(OVOCs)对臭氧生成潜势(OFP)的贡献大,优势物种为乙醛;芳香烃对SOA生成潜势(SOAFP)的贡献大,优势物种为1,2,3-三甲苯.③东营市夏秋季O_(3)生成均处于VOCs和NO_(x)协同控制区,且夏季O_(3)对NO_(x)更为敏感;滨州市夏秋季O_(3)生成分别处于VOCs和NO_(x)协同控制区、VOCs控制区,且夏季O_(3)对NO_(x)敏感性更高,秋季对VOCs敏感.④油气挥发源、工业排放源和机动车尾气排放源为该区域VOCs的主要来源,且VOCs来源解析结果存在空间上和季节上的差异.夏季,区域溶剂源和生物源VOCs的贡献率增加,东营市溶剂源贡献率(28.2%)明显高于滨州市(6%),机动车尾气排放源贡献率(11.5%)低于滨州市(29.6%);秋季,区域燃烧源和生物质燃烧源贡献率增加,东营市(25.9%)油气挥发源贡献率明显低于滨州市(42.4%).研究显示,黄河三角洲地区夏季应实施VOCs和NO_(x)的协同减排,秋季应优先控制VOCs排放;其次需要加强对油气挥发源、工业排放源和机动车尾气源VOCs的管控.

KOH改性烟秆生物炭对铅、镉复合污染土壤中烤烟铅、镉吸收的影响

【目的】探究KOH改性烟秆生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤中烤烟Pb、Cd吸收的影响,以期为利用烟秆生物炭改良重金属污染土壤及降低烤烟重金属污染风险提供参考。【方法】试验采用盆栽方式模拟Pb、Cd复合污染植烟土壤环境,设Pb、Cd复合污染浓度(PC)与生物炭用量(T)2个因素。Pb、Cd污染浓度分别为0和0 mg/kg(PC0)、30和500 mg/kg(PC1)、60和1000 mg/kg(PC2);改性烟秆生物炭用量(炭/土质量比)分别为0(T0)、2%(T1)和4%(T2);共9个处理。移栽后60 d取样,测定不同处理的烟株干物质积累量、Pb和Cd含量及积累量,计算Pb、Cd富集系数和转运系数。【结果】复合污染水平(PC1和PC2)下,施用改性烟秆生物炭会降低烟株干物质积累量,且降低幅度随改性烟秆生物炭施用量的增加而增大。同一污染水平下,随着改性烟秆生物炭施用量增加,烟株各器官的Pb、Cd含量显著降低(P<0.05,下同),其中,PC1T2处理烟株根、茎、叶的Pb含量较PC1T0处理分别降低75.60%、46.17%、66.63%,Cd含量分别降低82.29%、74.97%、77.67%;PC2T2处理烟株根、茎、叶的Pb含量分别较PC2T0处理降低56.96%、62.90%、69.83%,Cd含量分别降低76.80%、70.84%、59.13%。施用改性烟秆生物炭后,烟株中Pb和Cd的积累量、富集系数也均呈降低趋势,其中,PC1T2处理的烟株Pb和Cd总积累量较PC1T0处理分别显著降低71.54%和83.90%,富集系数分别显著降低64.35%和72.32%;PC2T2处理的烟株Pb和Cd总积累量较PC2T0处理分别显著降低68.13%和77.49%,富集系数分别降低41.23%和25.71%。在一定的污染水平下,施用改性烟秆生物炭能抑制Pb和Cd从土壤向烟株根系的转移能力,其中,PC1T2处理Pb和Cd的TF_(土壤-根)较PC1T0处理分别显著降低68.00%和76.44%,PC2T2处理Pb和Cd的TF_(土壤-根)较PC2T0处理分别显著降低37.93%和45.55%。【结论】在Pb、Cd复合污染植烟土壤中施用KOH改性烟秆生物炭能抑制烟株对Pb、Cd的吸收,有效降低烟株体内Pb、Cd含量及积累量,缓解Pb、Cd复合污染对烟株的毒害作用。

微塑料及其复合污染对农作物生长影响的研究进展

微塑料作为一类新污染物,已被大量研究证实广泛存在于土壤环境中,并对农作物生长及生理性状产生了不良影响,进而威胁粮食安全、危害人类健康.微塑料对农作物生长发育的影响主要包括对农作物种子发芽、幼苗生长和生理指标的毒性效应以及对抗氧化系统的刺激作用.系统总结并梳理了微塑料及其复合污染对农作物生长发育的影响,归纳了微塑料不同性质对农作物产生的毒性效应机制,以期能为农田土壤微塑料污染的生态风险评估及治理防控提供理论依据与科学支撑.

潜在有毒元素和抗生素复合污染形成与治理研究的教学实践

该实验以小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,采用水培方法,形象直观地展现了潜在有毒元素Cu^(2+)、Zn^(2+)和抗生素土霉素(oxytetracycline,OTC)、磺胺嘧啶(sulfadiazine,Sul)单一及复合污染对小麦种子根和芽的毒性差异,以期为土壤潜在有毒元素和抗生素复合污染防治和土壤生态系统安全提供理论依据。实验表明,小麦种子的根和芽对单一污染的敏感程度依次为:Sul>Cu^(2+)>OTC>Zn^(2+);复合处理对小麦种子根伸长和芽长呈现“低促高抑”规律,且根长和芽长抑制率都随处理浓度的增大而增大。该实验从小麦种子的根和芽对环境污染物胁迫的直观感受,到环境污染物如何影响作物生长科学问题的提出与解决,加深了学生对复合污染影响植物生长的理解,激发了学生对环境学课程的热情和兴趣。

改性纳米零价铁修复砷镉复合污染研究进展

砷、镉复合污染已成为主要环境问题而受到广泛关注。改性纳米零价铁(nZVI)在砷镉复合污染修复中具有巨大的潜力。本文综述了nZVI的主要改性方式,阐述了改性nZVI材料修复砷镉复合污染的研究进展及其相关吸附机制,并针对今后改性nZVI修复砷镉复合污染研究进行了展望。

改性生物炭对镉砷复合污染土壤的修复研究进展

土壤镉砷复合污染已成为一个严重的环境问题,由于镉砷具有相反的化学性质,运用生物炭修复镉砷复合污染土壤效果不佳,而改性生物炭在修复镉砷复合污染土壤方面取得了显著的成果。本文介绍了生物炭制备的方法与理化性质,总结了生物炭修复单一镉、砷污染的效果与机理,并阐述了生物炭处理复合污染的不足和难点。重点综述了改性生物炭的制备方法及理化性质,改性生物炭修复土壤镉砷复合污染的影响因素,以及改性生物炭处理镉砷复合污染的效果与机理。与原始生物炭相比,改性生物炭对镉砷具有更高的吸附性能,在复合污染土壤修复中表现出明显优势。但是,改性生物炭的回收问题尚未完全解决,解吸再生和老化问题需要深入研究,改性生物炭仍具有广大的研究和发展前景。

环境中MTBE复合污染的好氧微生物降解研究进展

甲基叔丁基醚(Methyl tert-butyl Ether,MTBE)在过去几十年里一直作为汽油添加剂被广泛使用。MTBE经常与其他汽油组分经由燃料泄露、机动车尾气排放等途径一起进入环境中,造成复杂的持久性复合污染。微生物好氧降解是一种成本低廉、环境友好且应用广泛的有效治理技术,但不同污染物之间存在如共代谢、抑制、交叉诱导等相互作用会影响目标污染物去除。本文总结了好氧微生物降解技术在MTBE与烷烃、芳香烃、重金属等污染物组成的二元复合污染中的应用案例,分析其降解效果和作用机理。研究结果表明:相较于单一菌株,混合菌群具有多样化的群落结构与较高的稳定性,不同菌株之间的协同作用有助于污染物的去除。微生物的生物量也是影响降解效果的重要因素,通过固定化技术可以维持或者提高生物量,从而进一步强化污染物降解。目前,MTBE仍是我国主要的汽油防爆剂且其造成的环境污染长期存在,因此,筛选降解效率更高的菌株,设计更高效的复合污染生物治理方案以及探寻微生物降解复合污染机理是未来研究的重点。

基于水质荧光指纹技术的复合污染河道溯源研究

复合污染水体的污染源组成解析是当前水污染溯源领域难题,基于三维荧光光谱的水质荧光指纹技术是解决该难题的关键方法。采用水质荧光指纹技术对苏南地区Y河开展溯源分析。通过平行因子分解与水质荧光指纹比对有效识别Y河中印染废水荧光信号来自上游河道异地输入。利用氨氮浓度划分重污染区域,依托水质荧光指纹对Y河流域内109个排口开展筛查,通过污染路径溯源法精准定位35家主要责任单位。落实整改要求后,Y河水质由劣Ⅴ类迅速提升至Ⅲ类,并持续稳定达标。Y河河道治理工程取消,降本增效效果显著。针对复合污染河道提出了以水质荧光指纹技术为抓手的精准溯源与微创治理新模式,对实现精准治污、科学治污、依法治污具有重要指导意义。

水生生态系统中高氯酸盐与铬复合污染的生态毒理效应模拟

【目的】探究ClO_(4)^(−)和Cr^(6+)在复合污染条件下对水生生态系统的生态毒理效应。【方法】构建水生生态系统,分别放入生长状况一致的水葫芦Eichhornia crassipes、隆线溞Daphnia carinata和福寿螺Pomacea canaliculata,使其暴露于不同质量浓度ClO_(4)^(−)和Cr^(6+)及其复合污染的水体中,研究ClO_(4)^(−)和Cr^(6+)在单一和复合条件下对水葫芦、隆线溞和福寿螺的生态毒理效应。【结果】随着暴露时间增加,隆线溞的种群增长呈先上升后下降的趋势。0.02 mg·L^(−1)的Cr^(6+)可促进隆线溞生长,200 mg·L^(−1)的ClO_(4)^(−)和0.20 mg·L^(−1)的Cr^(6+)及复合污染处理均对隆线溞生长起抑制作用。0.02 mg·L^(−1)的Cr^(6+)对福寿螺的生长无明显影响,但单一的ClO_(4)^(−)(20和200 mg·L^(−1))和0.20 mg·L^(−1)的Cr^(6+)及复合污染处理均对福寿螺的生长具有明显的抑制作用。随着水中污染物质量浓度的增加,水葫芦各器官中的ClO_(4)^(−)和Cr^(6+)含量相应增加;相同浓度水平下,水葫芦各器官中ClO_(4)^(−)的含量高低顺序为:叶>茎>根,Cr^(6+)含量的顺序为:根>茎>叶。与水葫芦相比,隆线溞和福寿螺体内的ClO_(4)^(−)含量较低。【结论】ClO_(4)^(−)与Cr^(6+)的单一和复合污染均对水生生态系统中的生物造成了毒害作用。水葫芦对ClO_(4)^(−)和Cr^(6+)均有较强的吸收能力,富集ClO_(4)^(−)的主要器官是叶片、富集Cr^(6+)的主要器官是根部,隆线溞和福寿螺对ClO_(4)^(−)也有一定的吸收,但吸收能力弱于水葫芦。

机械力活化方解石复合硫酸亚铁去除水中镉/砷复合污染研究

水体中的镉、砷等重金属污染严重威胁人类的健康安全,其中镉/砷复合污染去除难度更大。通过水中镉/砷复合污染去除试验,探究机械力活化方解石复合硫酸亚铁去除镉/砷复合污染的性能,发现机械力活化方解石可显著提升水中镉/砷复合污染的去除效果。试验结果表明,活化方解石复合硫酸亚铁在30 min内对溶液中镉、砷离子的去除率可达到99%以上。采用SEM-EDS、XRD、XPS等方法对活化方解石复合硫酸亚铁高效去除水中镉/砷复合污染机理进行研究,结果表明,方解石在机械力活化的作用下改变了自身的结晶度和溶解活性,其在水体中溶解水解产生CO_(3)^(2-)与OH^(-)的性能明显提升,OH^(-)促进硫酸亚铁在溶液中与砷形成稳定的铁氧结合态沉淀,CO_(3)^(2-)与溶液中的镉结合形成稳定的碳酸镉沉淀。

高级氧化-PRB修复填埋场复合污染地下水的可行性

以杭州市某生活垃圾填埋场一期地下水中复合污染的COD,NH_(4)^(+),Mn^(2+)为对象,联用了非均相Fenton氧化和渗透性反应墙(PRB),设计了活性炭(AC),生物炭(BC),BC+Fe_(3)O_(4)3种不同的氧化反应催化剂组合并将其兼做PRB氧化层活性填料,下游串联沸石吸附层.批试验和柱试验结果显示,H_(2)O_(2)可直接预氧化47%的COD.氧化层中COD在催化氧化和吸附共同作用下被削减;Mn^(2+)受多孔碳材料灰分释放影响先沉淀后溶解,然后被吸附;AC和BC表面的官能团-OH和-COOH参与了反应.吸附层中NH_(4)^(+)和Mn^(2+)与沸石离子交换引起了沸石骨架结构变化,且沸石表面的官能团-NH和-OH也参与了兜底吸附.BC+Fe_(3)O_(4)氧化层与沸石吸附层长度比为1:3的串联组合对三种污染物的去除率均较高,且PRB失效时间(即污染物出流浓度达到入流的10%且超过限值的时间)最迟,填料失效时的有效利用率最高,是最优工艺.

微塑料与重金属复合污染研究概述

微塑料和重金属污染已成为全球性环境问题,两者结合构成复合污染,对生态系统和人类健康构成潜在威胁。本文阐述了微塑料与重金属复合污染的概念,介绍了微塑料与重金属复合污染的研究方法,包括检测技术与方法和数据分析方法,揭示了微塑料与重金属复合污染的特点,即复合污染物在环境中的稳定性、生物富集性与毒性,并从污染源控制与管理、修复技术和社会治理三个方面探讨了复合污染的相关防治措施。

大连市PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征及潜在源区分析

为探究PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征并分析潜在源区,文章基于大连市2019年高时间分辨率PM_(2.5)和O_(3-8 h)监测数据和气象数据,分析复合污染时气象特征,计算潜在源贡献因子确定潜在源区。结果表明:海平面压力为1008.6~1016 hPa、温度为14.5~21℃、相对湿度为48%~59%时更易发生PM_(2.5)-O_(3)复合污染;大连市西北和西南方向气流占比最大,西南方向在春、秋、冬3季携带的PM_(2.5)浓度最高,可达82.55μg/m^(3),且春季携带的O_(3)浓度最高,为109.83μg/m^(3),西北方向夏季气流携带的O_(3)浓度最高,为122.02μg/m^(3)。大连市PM_(2.5)和O_(3)污染受到山东省东北部、京津冀西南部和渤海海域等地区远距离输送的影响。研究结果表明,发生PM_(2.5)-O_(3)复合污染的气象条件更为严苛,大气污染区域联合防控时应重点关注山东省东北部、京津冀西南部等城市的外来输送影响。

近自然氧化塘人工湿地对城镇污水厂尾水复合污染物净化效果研究

由于城镇污水厂尾水污染物种类繁多、浓度和流量波动大,因此净化工艺较为复杂,净化效果较差。研究泗洪县地形等概况与近自然氧化塘人工湿地净化机理,预估污水处理量,规定净化前后水质标准。考虑地形地势和水流设计湿地结构,采用化学需氧量测试仪检测、稀释接种法等方法检测COD、BOD_(5)、NH_(3)-N、TN、TP等污染物的含量。结果表明,利用该方法净化城镇污水厂尾水复合污染物后,COD、BOD_(5)、NH_(3)-N、TN、TP的污染物浓度分别为8.0 mg/L、3.9 mg/L、5.0 mg/L、3.1 mg/L、4.4 mg/L,污染物去除率均超过50%。由此证明,该方法能够净化尾水中污染物,净化后的尾水质量较高。

养殖废水中抗生素与重金属复合污染修复研究进展

近年来,我国养殖业快速发展,养殖过程中使用了大量的抗生素,以用来预防和治疗动物疾病。而这些抗生素不能被生物完全吸收,重新进入环境中,对生态环境和人类健康造成威胁。同时,动物养殖的饲料中添加了重金属,其不规范地使用也会造成重金属的污染。介绍了目前抗生素-重金属复合污染的现状和一些常见的处理方法,并对今后植物修复养殖废水研究进行了展望。