北京某焦化厂污染修复工程环境监理初探

以北京市某焦化厂多环芳烃污染修复工程为研究对象,结合实际案例探讨环境污染修复工程中环境监理的人员职责、工作程序、依据、内容、制度和方式等因素,实现对环境修复工程质量、进度的全方位控制;重点阐述了在整个工程过程中环境监理质量控制的内容和工作特色,以保证环境污染修复工程达到预期的效果和治理目标;对中国的环境污染修复工程环境监理工作进行了思考,提出了相应的建议,为中国环境污染修复工程环境监理的理论研究和其他环境修复项目提供案例参考。

铁锰双金属材料对As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响

通过室内模拟培养实验,研究了铁锰双金属材料(FMBO)对3种As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响。结果表明,在0%~5%范围内,随着FMBO添加量的增加,污染土壤中As和重金属的有效态含量逐渐降低,相比于对照,在5%添加量条件下,As、Pb、Cd、Zn和Cu的有效态浓度分别下降了93.7%~100%、30.8%~57.8%、81.3%~95.0%、66.7%~95.3%、55.8%~100%。由种子发芽实验结果可知,当FMBO添加量≤2.5%时,FMBO能够对污染土壤中植物的生长发育起到减毒作用;在添加量为2.5%时,污染土壤浸出液培养的小麦种子生长情况最优,种子发芽率、根长和株高能分别达到86%~92%、7.25~9.09 cm和8.62~9.91cm;而当FMBO添加量达到5%时,其对种子的萌发及生长产生抑制作用。由土壤微生物多样性分析结果可知,FMBO材料会使土壤微生物的香农-威纳多样性指数降低,群落组成发生变化。因此,在重金属污染土壤钝化修复前,需要从钝化效果和生态效应影响两方面进行考虑,确定修复材料的最佳添加量。

再生水滴灌土壤中重金属Cd分布运移实验研究

对生育期内大棚蔬菜进行再生水滴灌试验,与地下水滴灌为对照,分析研究了再生水滴灌后8 d内土壤不同深度中重金属Cd积累分布和运移情况。结果表明:滴灌后第2 d,表层土壤Cd浓度最大,滴灌后第4 d 100 cm深度处Cd浓度最大,表层土壤Cd浓度略有降低,第6~8 d,各层土壤Cd浓度接近,0~40和80~120 cm处浓度最大,深度低于120 cm时Cd浓度随深度增加降低。适当浓度再生水滴灌情况下,土壤深层Cd浓度符合GB15618-1995标准限值,适当浓度的再生水滴灌不会造成Cd污染。

镉砷复合污染条件下镉低吸收水稻品种对镉和砷的吸收和累积特征

为探索镉(Cd)、砷(As)复合污染稻田下不同水稻品种对Cd、As的吸收和累积特征,选取4个低Cd吸收品种(金优463、金优268、金优433和株两优189)和2个当地主栽品种(五丰优111和马坝油毡),在广东韶关红壤区Cd、As复合污染稻田开展大田试验,调查和测定水稻的生长状况以及对Cd、As的吸收与转运情况。结果表明,参试6个水稻品种产量存在显著差异,2个当地主栽品种产量显著高于4个低Cd吸收品种。当地主栽品种马坝油毡籽粒Cd含量显著高于其他品种且超过国家污染物限量标准值(0.2 mg·kg^(-1)),其余品种Cd含量均未超标;6个品种As含量均超过国家标准值(0.2 mg·kg^(-1)),其中金优268籽粒Cd、As含量均为最低值,分别为0.05、0.31 mg·kg^(-1)。相关分析表明,品种间对Cd、As的富集能力和各部位的转运能力存在差异,其中低Cd吸收品种体内Cd从颖壳向籽粒的转运能力较低。因此,为同时降低Cd、As复合污染土壤中水稻籽粒Cd、As含量,在开展低重金属吸收品种选择研究时,需要同时考虑低Cd和低As两种因素。

再生水滴灌土壤和植物中重金属积累分布研究

对白菜和萝卜进行再生水滴灌大棚试验,与地下水滴灌为对照,分析研究了再生水滴灌后土壤和植物地下及地上部分中重金属积累分布情况。结果表明:重金属主要在土壤表层(0~40 cm深度处)积累,浓度随深度降低,40~80 cm深度处无明显差异,80~100 cm深度处重金属含量突增,浓度最高,100~180 cm深度处重金属含量急剧降低,180~220 cm深度处重金属浓度无差异。对植物地下及地上部分进行研究,发现再生水滴灌使白菜和萝卜地上部和根系中Pb^(2+)、Cu^(2+)、Cd^(2+)的含量增加显著。

再生水滴灌土壤中砷(As)时空分布规律试验研究

为研究再生水中污染物As在土壤中迁移转化规律,以地下水滴灌为对照,对生长季内大棚蔬菜进行再生水滴灌试验研究,分析探讨了再生水滴灌后7天内土壤不同深度中As积累分布和运移情况。结果表明:滴灌后第1天,土壤表层As浓度最大,滴灌后第3天100 cm深度处As浓度最大,表层土壤As浓度略有降低,第5天到第7天,各层土壤As浓度接近,80~120 cm处浓度最大,深度低于120 cm时As浓度随深度增加而略降低。生长季内及生长季后土壤As随着灌水次数增加而变化,具体情况为,表层土壤As蓄积增加,土壤深度80~120 cm处As增加较少,200 cm处As浓度减小。因此,适当浓度再生水滴灌情况下,土壤深层As浓度符合《土壤环境质量标准》的标准限值,适当浓度的再生水滴灌不会造成As污染。

二(2-乙基己基)磷酸大块液膜中传输四价铈的研究

二(2-乙基己基)磷酸(DEHPA)一直成功的作为一种含有氯仿膜的大块液膜载体有效的传输Ce^(4+)。文章采用有氯仿膜的大块液膜方法进行Ce^(4+)的传输研究,结果表明:pH为2左右的料液中含有纯净的Ce^(4+)或者Ce^(4+)与一些阳离子二者的混合物,这些阳离子包括Ca^(2+),Mg^(2+),Na^+,K^+,Pb^(2+),Fe^(3+),Cu^(2+),以及UO^(2+)等,而0.1mol/L的盐酸为传输池中分散相的反萃取剂。大于99%的Ce^(4+)会在2h以内有选择的渗入液膜以内,而在相同时间内其他阳离子的传输量将少于3%。料液相中存在的Fe^(3+)和UO^(2+)的存在对铈离子的传输有极大的影响。Fe^(3+)可以有效地利用加入到料液中的硫氰化钾或柠檬酸加以掩蔽,但是UO^(2+)的共传输却只能利用加入到料液相中的碳酸盐或硫氰酸盐来加以减少。

液膜提取回收土壤淋洗液中镉的研究

针对土壤淋洗液中重金属传统萃取及液膜提取方法效率低的问题,提出组合液膜来提高提取率。该研究采用2己基乙基膦酸单2己基乙基脂(P507)为络合剂的组合液膜提取技术对土壤淋洗液中Cd进行提取。通过考察水相Cd浓度、p H值、络合剂浓度以及接收相组成对Cd提取率的影响。研究结果表明,络合剂与Cd形成络合物在液膜系统中传输,最佳提取条件为:p H值5.0、络合剂浓度5.5%~7.0%、接收相酸浓度为4.0 mol/L、接收相络合剂与接收相体积比30%、水相Cd浓度越低提取率越高。Cd起始浓度为5.0×10^(-3)mol/L时,最佳提取条件下提取率可达92%。

铁锰双金属材料对砷和重金属复合污染土壤的稳定化研究

由于矿产资源的共生、伴生现象及历史上采选冶技术的相对落后,我国矿区附近的重金属污染场地多存在复合污染的情况,而稳定化技术是解决该问题的有效措施.本文通过室内模拟培养实验和静态吸附试验,研究了人工合成的铁锰双金属材料（FMBO）对矿区复合污染土壤中As、Pb、Cd等重金属的稳定化作用和机制.毒性浸出实验结果表明,在3种不同的As和重金属复合污染土壤中,FMBO材料能够对As和Pb等重金属起到较好的稳定化作用,在5%的最大添加量下,FMBO对As、Pb的稳定化效率分别能够达到95.2%~100%和95.5%~97.5%,同时不会引起Cd、Zn和Cu等重金属的活化.由连续提取实验结果可知,FMBO能够使土壤中As和Pb由酸可提取态向可还原态转变,稳定性增强.微观特征分析结果表明,FMBO材料对As的稳定化主要通过表面羟基（—OH）基团的吸附作用,而对Pb、Cd等金属离子则通过吸附、沉淀等多种方式起作用.总体看来,FMBO材料适用于As、Pb等重金属复合污染土壤的治理.

组合液膜对土壤淋洗液中砷(As)的提取效果

针对土壤淋洗液中重金属传统萃取及液膜提取方法效率低的问题,提出组合液膜来提高提取率.本研究采用双二-乙基已基磷酸(D2EDTPA)和磷酸三丁酯(TBP)互为协同提取剂的组合液膜提取技术对土壤淋洗液中砷(As)进行提取,考察了系统温度、组合池膜溶液提取剂与膜溶剂体积比(M1/M2)、组合相有机相与水相体积比(O/A)、组合相提取剂比例(VD2EDTPA/VTBP)对As3+和As5+提取率的影响.研究结果表明,组合提取剂与As形成络合物在液膜系统中传输,最佳提取条件为:系统温度在28—30℃左右、M1/M2为4∶1、O/A为2∶1、VD2EDTPA/VTBP为4∶3.As3+和As5+起始浓度为5.45×10^(-4)mol·L^(-1)和1.12×10^(-4)mol·L^(-1)时,90 min最佳提取条件下提取率可达93.1%和82.7%.

环境损害鉴定评估的土壤基线确定方法

近年来,国内环境污染事故频繁发生,由此引发的环境损害问题日益严重。环境损害鉴定评估是中国推行的一项应对环境污染损害的重要环保举措,而基线则是确定损害的关键。基线确定作为损害评估与修复的重要组成部分,是科学评估的关键技术环节和重要前提,也是中国开展环境损害鉴定评估亟待解决的问题。总结国际上常用的4种基线确定方法:即历史数据法、参考点位法、环境标准法和模型推算法的优缺点及应用情况,探讨不同基线确定方法的具体工作步骤,并结合中国土壤环境研究工作积累与进展,提出中国土壤基线确定基本原则和推荐"4步法"工作程序,对中国开展土壤环境损害鉴定评估工作具有重要的理论意义和科学指导作用。

不同水分条件对蜈蚣草修复砷污染土壤的影响

采用室内盆栽实验研究了不同土壤含水量(绝对含水量10%~60%)对蜈蚣草的生物量、砷富集及蜈蚣草和土壤中砷的形态的影响.结果表明,土壤含水量35%~45%的范围内蜈蚣草的修复效率显著高于其他处理,可达到4.48%~5.00%.在此水分区间内,植物细胞的质膜透性较小且植株的生物量较大.蜈蚣草地上部和地下部的最大干重出现在45%的含水量下,分别为2.95 g·plant-1和11.95 g·plant-1.适宜的水分条件利于蜈蚣草吸收和累积土壤中的砷,35%的含水量下植株地上部和地下部的砷含量可分别达到307.3 mg·kg-1和218.6 mg·kg-1,而总砷累积量在40%的含水量下达到峰值2.81mg·plant-1.将土壤含水量控制为35%~45%,还可提高蜈蚣草地上部中As(Ⅴ)的还原效率,促进了蜈蚣草的砷解毒.研究结果对于蜈蚣草大规模种植和工程应用中的水分管理措施具有重要的指导意义.

不同水分条件下铁基氧化物对土壤砷的稳定化效应研究

应用等温吸附试验及室内模拟培养的方法,研究了Fe2O3、Nano-Fe2O3和铁锰双金属氧化物(FMBO)等铁基氧化物对砷的吸附特性和对不同含水量土壤中砷的稳定化效应.从等温吸附试验结果来看,3种铁基氧化物对As(V)和As(Ⅲ)的吸附过程符合准二级动力学方程,12 h后基本达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir方程,FMBO对As(V)和As(Ⅲ)的吸附容量显著大于Fe2O3和Nano-Fe2O3,且对As(Ⅲ)的饱和吸附容量大于As(V),能够起到氧化和吸附的双重作用.从对不同含水量土壤中砷的稳定化效果来看,Nano-Fe2O3和FMBO在风干和田间持水量土壤中均能达到90%以上的稳定化效率,显著高于Fe2O3;在土壤水分饱和条件下,FMBO的稳定化效率仍保持在93.5%以上,且能够将土壤中As(Ⅲ)氧化成As(V),而Fe2O3和Nano-Fe2O3分别仅为29.4%、81.4%.3种铁基氧化物的添加会使土壤中砷的结合态发生变化,Fe2O3、NanoFe2O3主要使砷由F1非专性吸附态和F2专性吸附态向F4结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合态转变,添加FMBO主要向F3无定形或弱结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合态转变.总体看来,在非饱和状态的土壤,Nano-Fe2O3和FMBO均为良好的稳定化材料,而对于长期淹水的稻田或地下水位较高的地区,或者由于降雨造成土壤滞水等情况,FMBO可以作为一种优良的稳定化材料用于土壤砷污染修复.

多环芳烃(PAHs)在不同腐殖酸组分中的赋存特征和氧化降解效果研究

选取腐殖酸重要组分胡敏酸、富里酸、胡敏素为研究对象,研究了不同老化时间下多环芳烃(PAHs)在腐殖酸各组分中的赋存特征.同时,探究了过硫酸钠、高锰酸钾、芬顿试剂、过氧化氢4种氧化剂氧化PAHs过程中污染物在腐殖酸和上清液中的分布情况,确定胡敏酸、富里酸、胡敏素中PAHs的降解效率.实验结果表明,PAHs在胡敏素中存在吸附滞后现象,老化前期胡敏素对PAHs的吸附速率慢、吸附量少,但老化后期出现吸附量的反超,因此,胡敏素、胡敏酸和富里酸中PAHs的最终吸附量并没有明显差异.高环PAHs在3种腐殖酸组分中的吸附速率和最终吸附量远小于低、中环PAHs.过硫酸钠和高锰酸钾能够较好地去除胡敏酸、富里酸、胡敏素中的大部分PAHs,去除率均在95%左右,芬顿试剂对胡敏酸、富里酸和胡敏素中总PAHs的去除效果差别不大,去除率均在79.36%~88.05%之间;过氧化氢对胡敏酸和胡敏素中PAHs的去除率分别为82.82%和61.77%,而对富里酸中PAHs的去除效果最差,去除率仅为43.96%.过硫酸钠和高锰酸钾是氧化PAHs类有机污染土壤的最佳氧化剂,能够有效提高不同组分腐殖酸中PAHs的去除率.

选择性吸附法处理含表面活性剂和多环芳烃的土壤淋洗液研究

比较研究了H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土等5种吸附剂对土壤淋洗液中TX-100与PAHs的吸附性能.批实验结果表明,H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土吸附后,淋洗液中T-PAHs及TX-100浓度分别为0.03和0 mg·L^(-1)、0.16和3623 mg·L^(-1)、15.21和6175 mg·L^(-1)、15.98和6555 mg·L^(-1)、9.49和4332 mg·L^(-1),选择性吸附系数排序依次为活性炭>膨润土>沸石>硅藻土>H103树脂.其中,活性炭能够去除淋洗液中99%的PAHs,同时保留51.33%的TX-100回收再利用,选择吸附系数达到109.5.活性炭固定床实验中,由淋洗液溶质的穿透曲线计算出物质的吸附容量.当空隙体积为2.5-7PV时,活性炭能够去除淋洗液中72%的PAHs,同时保留81%的TX-100,平均选择吸附系数为10.08.由此可见,活性炭固定床可有效处理含表面活性剂土壤淋洗液中的多环芳烃,同时实现表面活性剂的回收再利用.

天然有机物活化过硫酸盐降解土壤有机污染物效果

采用模拟装置研究了不同大分子物质(多聚糖、腐殖酸、柠檬酸)联合亚铁离子和不同糖类(单聚糖、双聚糖、多聚糖)活化过硫酸盐氧化降解土壤中石油烃、多环芳烃的氧化效果和机制.结果表明,不同活化过硫酸盐对总石油烃和多环芳烃的降解效果依次为:腐殖酸联合亚铁离子>多糖>柠檬酸螯合铁>多糖加亚铁离子>双糖>单糖>CK对照组.其中,腐殖酸联合亚铁离子活化过硫酸盐对两种污染物的去除效率最高,分别达79.21%和79.89%,处理后土壤中石油烃的反弹含量最小,氧化效果最稳定.此外,腐殖酸联合亚铁离子和多糖活化过硫酸盐对难降解的高环多环芳烃均能实现很好的去除效果,降解效率分别达77.96%和84.37%,相比其他处理提高了14.37%~59.10%和20.78%~65.51%.腐殖酸联合亚铁离子活化处理后土壤氧化还原电位(Eh)最高(618~676 m V),多糖处理次之,表明大分子材料活化过硫酸盐的氧化性能最好,能高效去除土壤中有机污染物.

砷-菲对蜈蚣草根部不同碳基团的影响

采用离体鲜根实验和固态13C核磁共振技术（13C-NMR）研究蜈蚣草根部对砷和菲的吸收特征及根部碳基团的影响作用.结果表明,蜈蚣草根部在无蒸腾作用的条件下能够有效地吸收砷和菲,添加菲能够促进离体鲜根对砷的吸收,添加砷也可提高菲的吸收,与对照相比,菲提高了15%-53%.蜈蚣草离体鲜根中以烷氧基C为主,羧基C比例最低,且主要为羧酸、酯和酰胺类羧基C,添加砷和菲会显著增加蜈蚣草离体鲜根中羧基C的比例.蜈蚣草离体鲜根为应对砷和菲的胁迫形成了分子结构更为稳定和复杂的芳香类有机质,从而提高离体鲜根的抗性和适应性.

玉米秸秆黄原酸盐对铅离子的动态吸附特征

玉米秸秆黄原酸盐是一种新型的重金属吸附材料.为了揭示玉米秸秆黄原酸盐对溶液中铅离子的动态吸附特征,本文通过柱体穿透吸附模拟实验方法,研究了玉米秸秆黄原酸对流体中铅离子的吸附穿透曲线、吸附效率及水体流速、初始浓度、填柱高度等因素对其吸附特性的影响,并采用The Thomas、The Bohart-Adams、The Wolborskal和The Yoon-Nelson等模型进行动力学拟合.结果表明,流速、初始浓度、填柱高度等因素对玉米秸秆黄原酸盐吸附铅离子的穿透曲线都有明显影响,Thomas模型和Yoon-Nelson模型能较好反映吸附过程特征.实验表明,玉米秸秆黄原酸盐对铅离子的吸附量为175mg·g^-1,吸附后的玉米秸秆黄原酸盐残渣体性能稳定.

蜈蚣草中芘与砷的赋存特征及其相互作用

超富集植物蜈蚣草能够累积土壤环境中的砷,为探明蜈蚣草植株中芘的赋存特征及其与砷的相互作用,采用双光子激光共聚焦扫描显微技术检测观察芘在该植物中赋存和分布规律.结果表明,添加芘导致蜈蚣草各部位砷含量显著降低,其中叶部和茎部砷含量下降幅度达35%左右,根部砷含量减少20.5%.芘的添加使得植物各部位三价砷比例下降,五价砷比例升高,蜈蚣草叶部三价砷和五价砷赋存浓度下降幅度最大,下降幅度分别为42.2%和32.49%.添加砷可促进蜈蚣草根部和茎部中芘的积累,每株分别增加了9.8μg和139 ng,但对叶部中芘的积累无显著影响.芘主要分布于蜈蚣草细胞膜与细胞内部的细胞器膜结构及细胞核核膜附近,但细胞质中芘的含量较少,茎部韧皮部与皮层以及叶部栅栏组织和海绵组织中几乎没有检测到芘.

化学预氧化-生物强化-生物刺激对土壤中菲降解的联合效应

通过室内实验,探究了低浓度过硫酸盐预氧化耦合生物强化或生物刺激技术处理下土壤中菲的降解率和修复效应。结果表明,浓度为0.1 mmol·g-1、温度为50℃热活化的过硫酸钠对土壤中菲7 d的降解率为22.7%。预氧化后,加入高效降解菌和营养物质,强化微生物对菲的降解,继续培育21 d,最终降解率较第7天可提高8.08%~18.59%。同时添加高效降解菌和营养物质N,对土壤中菲的降解促进作用最强,最终降解率可达41.29%,较仅进行化学氧化的对照组和仅进行微生物降解的对照组分别提高17.44%和22.86%,较预氧化后不进行微生物强化的对照组提高12.9%。降解期间,土壤微生物数量和pH呈先下降,后上升趋势,最终维持在相对稳定水平。相关性分析结果表明,土壤中菲的降解率与氧化剂和营养物质N的添加呈显著正相关,土壤微生物数量与pH呈正相关,与氧化剂呈负相关,土壤pH与氧化剂及营养物质P呈负相关。研究结果证实了化学预氧化耦合生物强化和生物刺激技术能有效促进微生物对菲污染土壤的修复。