湖南某铅锌矿污染土壤稳定化修复研究

使用海泡石、磷酸二氢钙、钙镁磷肥、氧化钙和氧化镁等土壤改良剂及其组合,对湖南省某铅锌矿冶炼厂附近的重金属污染土壤进行了稳定化修复试验,利用BCR连续提取法进行形态分析,并进行稳定化效果的评价。结果表明,各改良剂组合均能够有效改变土壤中Zn、Cd和Pb的形态分布,弱酸提取态含量的减少率分别为Zn：17.03%~83.13%,Cd：45.03%~99.17%,Pb：54.05%~99.44%,降低重金属的不稳定形态和生物可利用性,稳定化效果显著。改良剂对Zn元素的稳定化效果影响程度为：钙镁磷肥＋氧化钙〉钙镁磷肥＋氧化镁〉钙镁磷肥〉海泡石＋磷酸二氢钙〉海泡石;对Cd元素的稳定化效果影响程度为：钙镁磷肥＋氧化钙〉钙镁磷肥＋氧化镁〉钙镁磷肥〉海泡石＋磷酸二氢钙〉海泡石;对Pb元素的稳定化效果影响程度为：海泡石＋磷酸二氢钙〉钙镁磷肥＋氧化镁〉钙镁磷肥＋氧化钙〉钙镁磷肥〉海泡石。该复合污染土壤中,Zn、Cd、Pb稳定效果最优处理为10%钙镁磷肥＋5%氧化钙组合。

机械球磨固化修复六价铬污染土壤

采用机械球磨法对六价铬污染土壤进行固化处理,文章研究了不同球磨工艺参数对降低土壤中六价铬浸出浓度的影响;同时,在球磨时间2 h、球磨转速500 r/min、球料比12的特定条件下,对8组不同浓度梯度的六价铬污染土壤进行球磨处理,探究机械球磨对不同污染强度土壤的固化效果。结果表明,随着球磨条件逐渐增强,土壤中六价铬浸出浓度随之减少。当保持球磨转速500r/min、球料比12不变,延长球磨时间至6 h时,六价铬浸出浓度由原始的453.16 mg/L降低至0.29 mg/L,低于固体废物浸出毒性浸出标准限定值(5 mg/L),固化率达到99.93%。而机械球磨对土壤中六价铬的固化能力是有限的,当在处理高浓度六价铬污染土壤时,则需要进一步增强球磨条件才能使六价铬的浸出浓度满足毒性浸出标准。

镁渣对污染土壤中Cd、Pb的稳定化效果研究

以外源添加重金属污染物镉(Cd)、铅(Pb)的酸性黄棕壤为研究对象,考察镁渣对污染土壤中Cd、Pb的稳定化效果。镁渣采用硫酸和磷酸二氢钾两种改性手段进行处理,运用X射线衍射分析仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(F T-IR)、比表面积分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对改性前后的镁渣进行分析。将镁渣以1%、3%、5%的添加量(质量分数)加入到Cd、Pb污染的土壤中,采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法和改进的Community Bureau of Reference(BCR)连续提取法研究镁渣对土壤Cd、Pb生物有效态和赋存形态的影响,为镁渣应用于土壤Cd、Pb的稳定化修复提供理论依据。结果表明:通过改性处理可以显著提高镁渣的比表面积,其中盐改性镁渣比表面积最大为80.65 m^2/g。在稳定化实验中,未改性镁渣、酸改性镁渣、盐改性镁渣均可提升土壤pH值,并显著降低土壤中生物有效态Cd、Pb含量。对土壤中Cd、Pb赋存形态进行分析,发现添加未改性镁渣、盐改性镁渣可显著降低酸提取态Cd含量,将酸提取态Cd向可还原态和可氧化态转化;添加盐改性镁渣可显著降低酸提取态和可还原态Pb含量,将酸提取态和可还原态Pb向可氧化态和残渣态转化。添加1%未改性镁渣时,污染土壤中Cd稳定化效果最好,Cd迁移能力最低;添加5%盐改性镁渣时,污染土壤中Pb稳定化效果最好,Pb迁移能力最低。

以设计精准修复方案为目标的土壤重金属形态分布研究

农田土壤原位钝化/稳定化修复是通过向土壤中添加化学药剂以降低重金属活性、抑制土壤重金属向农作物迁移进而降低重金属风险的一种修复技术。针对河南省某重金属污染农田土壤,为制定精准的原位稳定化修复方案,采集32个表层土壤样品测定其Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni、Cr 7种元素全量,并利用BCR连续提取法测定弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态4种形态含量。结果表明:土壤Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni和Cr含量的平均值分别为1.90、144.91、7.33、32.24、91.40、28.80和19.76 mg·kg-1,Cd和Pb含量分别超过HJ/T 332—2006《食用农产品产地环境质量评价标准》的3.17和1.81倍。BCR形态分析表明,弱酸提取态Cd含量占全量比例较高,平均值为24.06%;土壤80.35%的Pb以可还原态存在,其余5种元素主要以残渣态存在。基于不同元素的弱酸提取态含量与全量建立回归分析模型,结果显示各元素的弱酸提取态含量随全量呈线性变化且两者的正相关关系显著;根据Cd、Pb 2种元素全量与弱酸提取态含量的空间分布差异对研究区域进行分区,基于土壤全量Cd和弱酸提取态Cd含量的分区结果有一定差异,而基于弱酸提取态Cd与弱酸提取态Pb含量的分区结果大致相同,能够为设计精准的修复方案提供依据。最后,分别以重金属全量与有效态含量为出发点对研究区域重金属的污染程度与存在风险给予评价,Hakanson风险评价结果表明土壤Cd存在极强的潜在生态风险,风险评价编码法评价结果则显示Cd为中等风险,两者之间的差异提示土壤重金属修复需综合考虑不同评价方法的评价结果,这为重金属的修复评价奠定基础。

我国重金属污染土壤修复技术的发展现状及选择策略

介绍了重金属污染修复技术及其在国内外应用情况,提出土壤修复技术选择的原则和程序。阐述了我国重金属污染土壤修复存在的问题,对阻隔填埋、固化稳定化、土壤清洗和植物修复在我国的应用问题进行了深入分析,并提出了对策建议。

利用MIP快速确定某苯系物污染场地污染范围

以华北某粗苯/精苯储罐场地为研究对象,采用半透膜介质探测系统(membrane interface probe,MIP)和配备光离子检测器(photo ionization detector,PID)的便携式气相色谱仪(portable gas chromatograph)进行土壤中苯系物电信号值的现场检测,利用传统的采样与分析方法对半透膜介质探测系统和便携式气相色谱仪现场测试结果进行了验证。结果表明,土壤中总苯系物(TBTEX)的含量实测值和MIP-PID检测器电信号值具有一定的关联性,其回归方程为:Y=-0.028X2+166.92X+41 694(R2=0.948 1,n=60);基于15个MIP作业点的MIP-FID检测器电信号值,采用环境可视化软件EVS-Pro(environmental visualization system)建立了该场地包气带土壤中总苯系物电信号值的三维图,并确认了该场地苯系物污染范围。

探索构建重金属污染土壤固化/稳定化修复效果评价体系

通过介绍固化/稳定化技术在发达国家广泛使用和发展的情况,分析其在我国推广应用中存在的问题、意义,提出需要探索建立适合我国国情的修复效果评估体系,推动该技术在我国的广泛应用,为规范和完善国内污染场地修复相关标准提供技术支撑。

微生物降解污染地下水中三氯乙烯的微宇宙试验研究

三氯乙烯(TCT)是我国地下水中一类检出率极高的挥发性氯代烃有机物,为丰富国内氯代烃污染地下水生物修复的理论支持,从北京市某氯代烃实际污染场地采集含水层沉积物及地下水,利用微宇宙试验体系,在厌氧条件下分别研究了添加不同浓度的醋酸钠、乳酸钠、乳酸对地下水中TCE去除效果的影响,结合各厌氧体系内中间产物的分析和微生物多样性的变化对反应机理进行阐述。结果表明:厌氧条件下,添加1.0 g/L醋酸钠的反应体系中TCE的去除率最高,可达94.5%,且添加醋酸钠的反应体系可长时间维持中性pH及较低的氧化还原电位。在对厌氧反应降解中间产物的分析中,反应第30天中间产物只检测到了顺式1,2-二氯乙烯,推测本试验厌氧条件下TCE生物降解主要机制为氢解反应;微宇宙体系内,各样品的优势菌门均含有Proteobacteria(变形菌门)、Firmicutes(厚壁菌门),且均为氯代烃的潜在高效降解菌;基因定量分析显示,各反应体系中细菌总量显著增长,且各样品均检测到较高水平的功能基因tceA(水样中拷贝数可达10^(6)~10^(7)L^(-1)),推测TCE的降解可能是在功能基因tceA的作用下而发生氢解反应。

海南岛河流底泥肥力和重金属污染特征及其风险评价

特征分析及其评价是底泥资源化利用的重要前提,为了解海南岛热带玄武岩地区河流底泥特征及其资源化利用的可能性,选取典型河段塘柳塘为研究对象,采用典型断面布点采样法,对52个底泥样本的重金属和肥力进行检测和评价。结果表明:1)参照第2次全国土壤普查土壤养分分级指标,底泥中全氮质量分数指标达到Ⅰ级水平,全磷、全钾和有机质质量分数均为Ⅱ级水平,阳离子交换量达到Ⅳ级水平;各肥力指标的灰色关联度指数均大于对照区,说明河流底泥养分较为良好。2)采用HJ 332—2006《食用农产品产地环境质量评价标准》,评价底泥重金属污染状况,主要污染物Cd超标率为65.4%,超标幅度为14%;Hg超标率为59.6%,超标幅度为11%。3)地累积指数和内梅罗综合污染指数评价结果显示,该河段底泥中主要污染物为Cd和Hg,河段整体达到中度污染水平。4)潜在生态风险指数评价表明,Hg是最主要的潜在生态风险因子,河段整体达到"轻微生态危害"等级。该研究在海南省南渡江土地整治重大工程中,为疏浚底泥生态改造与土壤资源化利用,提供科学依据和技术支撑。

铅稳定同位素在环境源解析中的应用

近年来不断发生铅污染事件引起了各界的广泛关注,但由于源解析技术的相对滞后,导致在处理这些事件中很难有效提供科学的证据确定主要的污染源和暴露途径,造成不能及时、有效地提供血铅污染防控对策。随着近年来铅稳定同位素技术的快速发展和测试设备的普及,该技术逐步引入至环境污染识别过程中,成为判断铅污染来源的和途径的一个重要技术。文章系统地介绍了铅稳定同位素组成、指纹特征、研究发展过程以及国内外最新研究热点,在此基础上提出了现存的问题,展望了铅稳定同位素与多元混合模型结合进行定量源解析的研究趋势。

海南省南渡江新坡河塘底泥养分状况及重金属污染评价

南渡江流域新坡河塘疏浚底泥的利用方向规划为农田土地整治工程中耕作层的替代土,用来发展蔬菜种植业。为了探清该流域河塘疏浚底泥的养分水平及重金属污染状况,综合考虑河塘的形态、水域面积、断面特征、流速、底泥沉积量采取典型断面布设和网格法布点,将所调查的河塘分为上游和下游,共采集0～40cm深的底泥样品78个。通过室内底泥样品成分检测、养分灰色关联度评价、内梅罗综合污染评价、GIS空间分析等方法,分析和评价了河塘底泥的养分特征、肥力水平、重金属的含量、污染程度及空间格局分布特征,掌握了该流域底泥的养分条件、底泥重金属污染状况及底泥农业利用的风险。结果表明:1)底泥的全氮、全磷、全钾及有机质含量呈现空间异质性,下游的全氮、全磷均值含量较上游分别高出32.45%、11.88%,而下游的全钾、有机质均值含量较上游分别低14.64%、14.62%,上游段底泥养分数据的变异系数普遍高于下游段,底泥养分异质性是由河流流速、周边的自然环境及人为耕作活动造成。底泥中的全氮、全磷、有机质等养分指标达到1级(丰)水平,统计分析全钾含量为5级(缺)水平;整个河塘底泥养分要高于对照点,为底泥的农业土地利用提供了有利条件。2)底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,其次为和Cr和Ni,Cd、Cu、Cr、Ni样品单因素污染超标率分别为76.92%、47.44%、56.41%、23.07%,且超标幅度分别为58.45%、104.58%、6.06%、68.48%;底泥重金属污染是因基性火山岩为成土母质,背景值偏高,土壤重金属被酸雨淋溶出,并随地表径流汇集在河塘中,造成了底泥的重金属超标。内梅罗综合污染指数评价可知河塘底泥是以轻微污染和中度污染为主,分别占样品数的46.15%、28.21%;底泥污染状况具有明显的空间异质性,轻微污染水平(3级)和中度污染水平(4级)的区域面积分别为62.05%、25.80%,以中、轻微污染水平的区域为主。河塘下游水面宽阔,流速减慢,造成底泥沉积量增加,污染加重及污染空间分布异质性强。应该根据底泥的污染等级及养分条件综合决定其农业土地利用。

肠道内微生物菌群与病原菌相互关系和毒性调节的研究进展

微生物菌群对动物机体健康至关重要,其变化可能引起病原菌的感染。病原菌可以利用微生物源性碳源和氮源作为营养物质,并利用调节信号实现自身的生长繁殖。炎症反应下,肠道环境会发生改变。研究旨在阐明微生物菌群、宿主和致病菌之间的相互作用以及微生物菌群在疾病中的作用。

海口市南渡江流域河塘底泥重金属污染特征及评价

以基于内梅罗综合污染评价方法和GIS空间分析法,分析了海口市南渡江流域典型河塘底泥0-30cm层Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、As、Hg等8种重金属元素含量、污染状况、空间分布特征及污染原因.结果发现:1)该河塘底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,含量平均值分别为0.43mg·kg-1和78.60mg·kg-1,超标幅度分别为41.51%和36.71%.2)重金属综合污染指数评价表明该河塘底泥存重金属污染是以"轻微污染"和"中度污染"为主,轻微及以下等级的污染区域占总面积的74.20%,"中度污染"区域占总面积的25.80%;底泥重金属污染具有较强的空间异质性,上游6种重金属含量变异系数大于下游;上游底泥Pb、As含量均值高于下游,而Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg含量低于下游,下游污染等级、污染面积较上游大.3)Hakanson潜在生态危害指数法评价结果显示,Cd和Hg元素具有一定潜在生态风险,河塘底泥处于"轻微生态危害"等级.4)河塘周边土壤及成土母质重金属背景值高、河塘附近采石场的弃土石场重金属含量高,是该河塘底泥重金属超标的主要原因;应该根据底泥的污染等级来决定其农业土地利用.

华北地区典型土壤中柴油的类芬顿氧化研究

文章以中国华北地区某泄漏加油站的低铁含量偏碱性柴油污染土壤(总石油烃含量2420.13 mg/kg)为研究对象,采用以土壤自身含铁物质作为催化剂、双氧水作为氧化剂的类芬顿氧化方法对污染土壤开展实验室小试研究。研究结果表明,6%H2O2处理的柴油降解率仅6.05%,12%H2O2处理为20.88%,主要是低碳段(C10~C15)的石油烃物质的降解。选用6%H2O2的类芬顿氧化处理进一步开展试验研究,调节泥浆p H至酸性和添加适量Fe2+溶液均能够有效提升柴油的降解效果。pH=3和2%Fe2+2个处理对柴油的降解率分别可提升约31%和25%,对(C16~C25)碳段的降解率都可以提升30%以上。针对低铁且偏碱性的柴油污染土壤,可通过调节泥浆pH或添加Fe2+的方式激活土壤自身有效态铁,以促进泥浆中类芬顿氧化体系的形成和发挥效应。

多环芳烃污染土壤真菌群落组成及驱动因子

研究多环芳烃(PAHs)污染土壤中真菌群落结构及其驱动因子,可为PAHs污染土壤微生物修复技术研发提供技术支持。该文通过对华北某焦化厂5个点位(每个点位取6个深度)土壤样品中环境因子(PAHs含量、理化性质)和真菌群落结构进行了定量分析,研究了PAHs污染土壤中真菌群落结构与环境因子之间的关系。结果表明:(1)焦化厂土壤样品中微生物的主要真菌类群(属)为葡萄球菌属(Subulicystidium)、柄孢壳菌(Podospora)、土赤壳属(Ilyonectria)、介球菌属(Plectosphaerella),其和占真菌总量的20.22%~48.95%;(2)PAHs污染程度对真菌群落α多样性指数无显著影响(p>0.05),但对真菌群落(属)有显著影响(p<0.05);(3)冗余分析结果表明总有机碳和TPAHs是该区域真菌群落结构变化的主要驱动因子(p<0.05)。

南渡江塘柳塘底泥构建农田土壤的潜在生态风险与肥力潜力评价

[目的]探明南渡江下游段河塘沉积物的肥力水平与重金属污染情况,为河塘清淤底泥资源化利用提供参考.[方法]选取典型河段塘柳塘为研究对象,通过均匀布设断面与样品采集,测定底泥有机质、重金属含量,对河塘底泥的重金属污染水平、潜在生态风险以及底泥的肥力水平进行评价.[结果]塘柳塘河塘底泥有机质丰富,肥力较高,平均有机质含量为29.80 g/kg,尤以中段（村庄段）河塘底泥有机质含量最高.全河段Cr、As、Cd、Pb和Hg含量分别为9.792～77.067、0.891～5.044、0.128～0.556、17.304～55.106和0.067～0.457mg/kg;Cr、As未超标,而Cd、Pb和Hg超标,Cd和Hg超标幅度分别为85.48％和82.95％.南渡江下游河塘底泥综合潜在生态危害指数处于低生态风险水平,但河塘中段Cd和Hg的单项污染生态风险均处于中等水平,在污染风险控制范围之外.[结论]南渡江下游河塘底泥有机质丰富,肥力较高,适合构建农田耕作层;但需在重金属污染生态风险评价基础上,开展相应实验研究,确保底泥资源化利用过程中农业土壤不受污染与农产品安全.

河南省典型工业区周边农田土壤重金属分布特征及风险评价

为深入探讨典型工业区周边农田土壤重金属分布的特征,以河南省新乡市凤泉区大块镇工业区周边农田土壤为研究对象,对表面和剖面方向上土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等7种重金属污染的空间分布和污染风险进行分析,并使用主成分分析进行污染源解析,为该类工业区周边农田重金属污染治理与防控提供理论基础.结果表明,该工业区内表层土壤Cd、Cu和As含量分别为(2.56±1.23)、(205.58±157.49)和(15.27±4.14)mg·kg^(-1),点位超标率分别为100%,89.44%和3.40%.空间上,受污染源分布、地势和风向共同影响,研究区7种重金属在土壤表层方向上均呈现出南部含量高北部含量低的空间分布;在剖面方向上,Cd和Cu含量随土壤深度增加显著降低,As在碱性土壤条件下迁移能力较强,其含量随土壤深度增加含量变化较小.污染评价结果表明,Cd和Cu达到重度污染(5级),同时Cd存在极强的潜在生态风险(5级),Cu存在中等潜在生态风险(2级),其余重金属均为低潜在生态风险(1级),风险排序为Cd>Cu>Ni>As>Pb>Cr>Zn,研究区内重金属综合潜在生态危害属强生态危害.主成分分析表明,土壤As、Cd和Cu外源污染主要来自电池生产和铜(管、线)生产等活动,属工业污染源.综上所述,该研究区应重视土壤Cd和Cu污染的治理与防控,同时警惕As对土壤环境质量进一步的影响.

土地整治中底泥质耕作层土壤的构建方法及应用效果

开展底泥质耕作层土壤的构建方法研究，是确保土地整治工程质量和效益的重要举措。该研究以河流疏浚底泥土地利用为主线，从底泥质耕作层土壤构建方法的基础理论、底泥环境肥力调查评价、底泥重金属稳定化修复、底泥改造土壤工程及底泥应用案例等方面系统地探讨了土地整治工程中底泥质耕作层土壤构建方法的基础、内容、设计方法、施工工艺、工程参数。污染底泥修复后大田种植空心菜试验表明：重金属含量可达到无公害蔬菜安全标准、Cd降低率在38.61%～85.69%，稳定化修复明显降低蔬菜重金属含量；底泥质耕层土壤适宜开展种植，可提蔬菜高产量8.7%～13%，增加土壤有机质含量0.95～2.18倍。

纳米铁原位注入技术对六价铬污染地下水的修复

纳米零价铁原位注入是六价铬污染地下水的有效修复技术之一。为验证其场地修复效果,在北京某电镀厂搬迁后的遗留六价铬污染场地,现场制备纳米铁并通过原位注入对场地内六价铬污染地下水进行原位修复现场中试研究。选取6 m×6 m实验场地,在地下水中六价铬污染浓度最高为2 mg·L^(-1)的中心点设置注射井并在四周设置4口监测井。实验结果表明,原位注入纳米铁药剂具有良好修复效果,修复后该实验场地范围内地下水中六价铬浓度均低于地下水质量Ⅳ类标准0.1 mg·L^(-1),注射井中六价铬还原率达到99%。通过对注射井及监测井地下水中pH、溶解氧、氧化还原电位等检测指标进行跟踪监测和相关性分析,发现氧化还原电位与污染物浓度变化相关性最强,可以作为污染物变化的表征因子。该中试研究结果对于六价铬污染地下水的原位修复具有重要的参考价值。

镉砷污染土壤修复技术的文献计量分析

为了解国内土壤镉砷污染修复技术研究现状和未来发展趋势,采用文献计量方法和可视化软件Citespace,结合关键词检索统计方法,使用CNKI全文数据库,检索1999—2019年土壤镉(Cd)和砷(As)污染修复技术相关论文15301篇,并绘制了网络知识图谱。结果表明:1999—2012年为镉砷污染土壤修复技术文章低发期,2013—2015年发文量跌宕增长;2016—2019年我国镉砷污染土壤修复技术步入了快速发展阶段;在我国土壤镉砷修复领域研究中,植物修复是热点修复手段之一;从研究机构的分布来看,南北方有较大差异,南方地区的发文量大于北方地区。在此基础上,对未来镉砷污染土壤修复技术和发展方向进行了预测分析。可以看出,我国应不断发展多手段结合的联合修复技术,做好土壤镉砷污染修复预警与风险防控仍是未来的工作重点。以上分析结果可为镉砷污染土壤的修复提供借鉴和参考。