典型重金属污染土壤修复中试效果研究及对农作物影响的评估

针对某重金属污染土壤开展中试修复田间种植研究。通过5种稳定化材料和2种淋洗剂对重金属铅、镉和砷污染土壤进行大田修复试验,根据种植收获小麦样品的根、茎、颖壳,以及籽粒中铅、镉、砷含量,分析稳定化材料和淋洗剂对污染土壤修复效果,结果显示,施加Fixall、改性凹凸棒石对降低铅、镉和砷污染土壤中小麦的铅、镉、砷含量有明显效果;相比对照,其中施加稳定剂Fixall后作物籽粒中的铅质量浓度降低了0.22 mg·kg^(-1),施加稳定剂改性凹凸棒石后作物籽粒中的镉降低了0.03 mg·kg^(-1),且对地上作物产量减少的影响低于25%。

长三角某石油烃污染场地地下水原位电阻加热修复技术工程应用

以我国长三角地区某典型机械厂石油烃污染场地修复工程为案例,阐述原位电阻加热技术对有机污染地下水的原位修复过程。通过原位电阻加热将水土同步加热至近100℃,将污染物从土壤和地下水中脱附出来,配以多相抽提井将污染物抽出并进行后续处理;设置地下温度、压力监测点,动态监测修复过程;设置地下水监测井,定期采集地下水样品,评估修复效果。地下水样品中污染物浓度监测结果表明,加热50 d后(加热中期)各监测点位的地下水石油烃的修复达标率超过65%,加热108 d后(加热后期)达标率达100%。后期尚需对地下水污染物开展进一步跟踪监测,验证该技术的持久性和彻底性,为后续技术示范推广与应用提供可靠的数据和成功的经验支撑。

基于农田中试试验的重金属污染原位钝化修复效果研究与评估

当前,受城市及工业化迅猛发展影响,我国耕地数量与质量持续下降,重金属污染问题尤为突出。原位固化技术作为一种绿色低碳技术,可有效限制重金属的可生物利用性,从而提高我国耕地数量与安全利用率。本研究以田间试验为基础,以小麦籽粒中重金属含量为评价标准,对酸改凹凸棒石、凹凸棒石、酸改Fixall药剂和Fixall药剂的剂量及应用条件进行探究。研究结果表明,对于铅、镉和砷,酸改凹凸棒石和酸改Fixall药剂对农田重金属的钝化效果更优,酸改凹凸棒石的最佳添加质量比分别为3%、3%和7%,与对照组相比,小麦籽粒中对应含量下降分别为48.21%、49.81%和25.40%。酸改Fixall药剂对农田重金属的钝化效果最佳添加质量比相同,均为3%,与对照组相比,小麦籽粒中对应含量下降分别为59.76%、46.63%和24.60%。其中,经添加比为3%的酸改Fixall药剂处理后,小麦籽粒中铅元素含量达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)规定的要求,其他重金属含量得到显著降低,对提高我国农田数量可利用性及使用安全率具有广泛的应用前景。

土壤修复中固液混合过程的研究及应用

以土壤修复中淋洗混合过程为研究目标,使用自有设备开展了液固混合过程实验,以混合效果和单位质量能耗为目标函数,以混合比例、搅拌桨形式、搅拌转速以及搅拌时间等操作参数为考察变量,通过设计均匀实验,并利用DPS软件对实验结果进行数据处理,并经过实验验证,得到最优固液混合操作条件为搅拌桨类型为铲式,液固混合质量比为0.5,搅拌速度为70 r/min,搅拌时间为10 min,得到的平均混合度为0.94,单位质量物系功耗为12.1 kg/kJ。

便携式X射线荧光光谱法结合支持向量回归算法定量分析土壤中的砷含量

研究了基于统计学习理论的支持向量机(SVM)回归法在X射线荧光光谱定量分析中的应用。采用39个农田土壤样品作为实验材料,以其中32个土壤样品作为校正集,选用SVM模型中Linear、Poly和RBF 3种核函数对As元素含量与荧光光谱数据进行回归建模。用3种不同模型对预测集中7个土壤样品的As元素含量进行预测分析,结果显示模型预测As元素含量与电感耦合等离子体质谱法测定的As元素含量之间的相关系数R2均大于0.99,相对分析误差(RPD)均大于3,表明所建立的SVM模型具有较好的实用价值。为了进一步考察SVM回归模型的预测效果,同应用较成熟的PLS回归模型的预测结果进行对比,结果显示SVM法的预测结果更好,表明SVM回归模型亦可用于便携式X射线荧光光谱法的定量预测分析。

污染场地治理修复药剂危险性评价技术及其应用:以上海市为例

基于我国土壤污染防治和化学品管理的相关法律法规要求,以物理危险、健康危害和环境危害为主要因素,以新化学物质判定及管理、危险化学品识别及危险特性判别为主要环节,探索并建立了污染场地治理修复药剂危险性评价技术流程;在此基础上,以上海市污染场地土壤、地下水治理修复技术和药剂为例,对所制定的评价技术流程进行合理性验证。系统收集整理了上海市135项污染场地治理修复工程的基本信息,对典型污染物治理修复技术和药剂类别进行统计分析,识别了各药剂的危险特性。以常用的氧化剂过氧化氢为例,高浓度过氧化氢可引起燃烧或爆炸,建议其浓度控制在60%以下。该研究结果可为我国污染场地治理修复工程的安全实施、药剂安全利用以及生态环境部门对土壤修复行业的监督管理提供创新思路、基础数据和技术支撑。

黏性土壤淋洗修复过程中粒径高效分级系统的研发及应用

传统淋洗技术针对黏性重金属污染土壤修复效率偏低,因此可将污染土壤进行分级减量化,以提高淋洗效率。通过研发一种土壤的高效分级系统,使得土壤颗粒实现快速筛分,以提高土壤污染淋洗修复的工作效率。该系统利用过滤分离原理,通过泵的主动加压和筛网表面的旋转,使得堆积在筛网表面的颗粒受到离心力、重力以及液体剪切力的作用,固液体系充分扰动,极大地降低土壤颗粒在筛网表面的架桥堆积现象,强化筛分过程,将土壤水溶液中的大小颗粒按目标粒径进行高效分级。通过多级粒径的实际验证(250~35μm)可知:与常规气流分离系统相比,该系统筛分速率明显提升,筛分效率和收率均可得到保证,能很好地达到土壤粒径分级的目的。此外,基于该筛分系统进行分级淋洗实验,粒径分级后需淋洗修复的土壤质量减少20%左右,并确定EDTA淋洗Pb污染土壤的最优工艺参数为淋洗液浓度为0.01~0.05 mol/L,pH=7,淋洗时间为10 h。

曝气吹脱处理水中的三氯乙烯的机理及动力学研究

研究了不同曝气量和曝气时间对不同浓度三氯乙烯吹脱效果和总传质系数的变化影响。结果表明,所有实验组在曝气90min后,三氯乙烯浓度逐渐趋于稳定,且残留量不易被吹脱。在曝气60min后,所有实验组的动力学曲线逐渐趋于水平。在曝气30min后样品的总传质系数在同三氯乙烯浓度组中为最大值。这表明曝气吹脱可在最短时间内将绝大部分的三氯乙烯吹脱出,从而为相关污染地下水修复提供科学的基础数据。