柠檬酸复合淋洗剂对镉污染土壤淋洗效果研究

为了探讨不同组合复合淋洗剂对重金属的淋洗效果,本文以镉污染土壤为材料,采用振荡淋洗的方法研究了CA+CAS和CA+CAS+Na₂S₂O₃组合试剂对镉的去除效果。结果表明,CA+Na₂S₂O₃ 和CA+CAS+Na₂S₂O₃组合对土壤中镉的去除率均较高,且第一次淋洗去除率在80%以上,第二次淋洗最大去除率仅为13.95%,第一次淋洗效果明显高于第二次。CAS的加入可以缓解CA和Na₂S₂O₃对土壤pH、全氮和有效钾等理化性质的影响。从形态上分析,未处理土壤中镉主要以可交换态和可还原态存在,两种形态和达到93.8%。淋洗处理可将土壤中大部分的镉去除,去除率最大可达98.21%,且淋洗后土壤中镉可氧化态和残渣态含量所占比例增加,比例达到50%左右。     

超声/K2S2O8体系降解水中左旋氧氟沙星的研究

【目的】研究超声/K₂S₂O₈体系对水中抗生素左旋氧氟沙星的降解效果。【方法】利用超声波粉碎装置,采用HPLC分析法,考察了反应条件、K₂S₂O₈添加质量浓度、溶液初始pH值、左旋氧氟沙星初始质量浓度对水中左旋氧氟沙星降解率的影响,并分析了左旋氧氟沙星降解过程中总有机碳（TOC）去除率及HPLC图谱的变化。【结果】与单独超声和K₂S₂O₈氧化相比,超声/K₂S₂O₈对水中左旋氧氟沙星具有明显的降解效果,这主要是因为体系中硫酸根自由基（SO₄^-·）的氧化作用所致。K₂S₂O₈添加质量浓度在1.0～4.0 g/L时,左旋氧氟沙星的降解率随其添加质量浓度的增大而提高;超声/K₂S₂O₈降解水中左旋氧氟沙星时,体系pH在未调节（pH=7.14）条件下效果最佳;左旋氧氟沙星初始质量浓度在10～30 mg/L时,左旋氧氟沙星的降解率随其初始质量浓度的增加先升高后降低。超声/K₂S₂O₈对左旋氧氟沙星的矿化效果也非常明显,在超声功率为195 W、pH=7.14、左旋氧氟沙星初始质量浓度为20 mg/L、K₂S₂O₈添加质量浓度为4.0 g/L条件下反应240 min时,左旋氧氟沙星TOC的去除率达到56.78%。HPLC分析发现,超声/K₂S₂O₈体系降解左旋氧氟沙星的过程中有3种中间产物生成。【结论】超声/K₂S₂O₈体系可有效降解水中的左旋氧氟沙星。     

1,1,1-三氯乙烷和1,4-二噁烷复合污染地下水的超声协同降解研究

以某场地1,1,1-三氯乙烷(TCA)和1,4-二噁烷(1,4-D)复合污染地下水为研究对象,探讨了超声(US)与氧化剂[S₂O₈^2-(PS)和H₂O₂]协同降解目标污染物的效能、影响因素和急性毒性抑制效应.结果表明,室温25 ℃、初始ｐH8.2、氧化剂/1,4-D摩尔比200:1、超声频率400 ｋHz、强度2.67 Ｗ·cm^-2、功率100 Ｗ时,复合污染地下水经4种体系处理4 ｈ,其中"US+PS+H₂O₂"耦合体系的降解效果最佳,TCA可完全去除,1,4-D去除率为33％.基于两种污染物的去除效果,PS、H₂O₂投量和反应温度对耦合体系污染物去除影响较大,较佳氧化剂投量为:PS、H₂O₂与1,4-D摩尔比分别为1000:1和200:1.按该投量且控温时TCA和1,4-D分别经6 ｈ和10 ｈ后完全去除,其急性毒性抑制效应分别降低98.81%和99.87%;非恒温时温度逐渐增至60 ℃,目标污染物去除速度明显加快,相比恒温时耗时分别缩短1 ｈ和3 h.试验证明,超声协同降解工艺是一种有应用前景的修复TCA和1,4-D复合污染地下水的有效方法.     

硫化铜活化过氧化氢降解邻苯二甲酸二乙酯的研究

为发展一种高效去除邻苯二甲酸二乙酯（DEP）的技术，以经过一定处理的硫化铜（CuS）为活化剂，过氧化氢（H₂O₂）作为氧化剂，利用CuS活化分解H₂O₂产生高活性羟基自由基降解邻苯二甲酸二乙酯。DEP浓度利用高效液相色谱定量，CuS表面的元素价态变化通过XPS（X射线光电子能谱）测试分析，CuS固体通过XRD（X射线衍射）等手段表征，羟基自由基（·OH）通过EPR（电子顺磁共振）分析。结果表明，CuS可以活化H₂O₂产生羟基自由基去除DEP，硝酸处理前的CuS活化H₂O₂的能力要强于处理后的CuS。随着体系中H₂O₂的浓度不断提高，CuS/H₂O₂体系去除DEP的能力也不断增强。研究表明，CuS是一类很好的H₂O₂活化剂，·OH是该体系降解污染物的主要活性物质。     

不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳与理化性质的关系

【目的】探讨不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳特征及其与理化指标的关系。【方法】在兴安落叶松林内,依据林龄不同（幼龄、中龄、近熟、成过熟）设置样地,分别采集0~10,10~20,20~40和40~60 cm土层的土样,测定不同林龄各土层土壤含水量、体积质量、pH及总有机碳、有机磷、总磷、无机磷、NH⁺₄-N、速效钾、有效磷、Na₂O、MgO、Al₂O₃、K₂O、CaO、Fe₂O₃含量,分析其变化规律,并对土壤总有机碳含量与各理化指标的关系进行Pearson相关分析和通径分析。【结果】（1）兴安落叶松林0~60 cm土层土壤总有机碳含量为13.42～142.18 g/kg,随着林龄增加,土壤总有机碳含量呈现先减小后增加的“V”字型变化特征,不同林龄的土壤总有机碳含量大小表现为幼龄林（64.49 g/kg）>成过熟林（55.34 g/kg）>中龄林（53.22 g/kg）>近熟林（46.81 g/kg）。（2）随着林龄的增加,土壤含水量、体积质量和速效钾、Na₂O含量也呈“V”字型变化趋势,有机磷、MgO和Al₂O₃含量呈倒“V”字型变化趋势,pH及CaO、Fe₂O₃含量增加,NH⁺_４-N、有效磷和K₂O含量减少。（3）土壤总有机碳含量与土壤含水量及NH⁺_４-N、速效钾、有机磷、CaO含量均呈正相关,与土壤体积质量、pH及Na₂O、MgO、Al₂O₃、K₂O和Fe₂₃含量呈负相关。（4）土壤含水量、pH、NH⁺_４-N、有机磷、Na₂O、CaO、Fe₂O₃和Al₂O₃及其共同作用是影响兴安落叶松林整个生长周期土壤总有机碳含量变化的主导因素;随着林龄的增加,影响兴安落叶松林土壤总有机碳含量的主导因素由土壤养分转变为金属氧化物。【结论】不同林龄兴安落叶松林土壤的总有机碳含量存在差异,土壤理化指标对总有机碳含量具有显著影响。     

纳米Fe3O4/生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

为找到经济有效且环保的自由基激发剂,以激发过硫酸盐（PS）氧化降解有机污染物,本研究制备了纳米Fe₃O₄/生物炭（BC）复合材料,并对其进行表征,检验其激发PS氧化降解水中盐酸四环素（TCH）的效果。结果发现,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料均能有效激发PS氧化降解TCH,降解4 h后,TCH浓度分别减少了80.1%、82.5%和86.5%,而单一纳米Fe₃O₄和单一BC处理的TCH浓度仅减少了67.7%和61.8%。阴离子HCO₃^-和H₂PO₄^-显著抑制TCH降解,且HCO₃^-比H₂PO₄^-的抑制作用更强,而Cl^-和NO₃^-促进TCH降解。淬灭试验及电子自旋顺磁共振（EPR）检测表明,该降解过程中单线态氧（¹O₂）是主要活性物质,其次是羟基自由基（·OH）。当重复使用第3次时,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料对TCH的去除率仍达70%以上。因此,纳米Fe₃O₄/BC复合材料是一种很有应用潜力的PS激发剂,可实现TCH的快速氧化降解。     

秸秆还田深度对春玉米农田土壤有机碳、氮含量和土壤酶活性的影响

为研究秸秆还田旋耕深度对土壤理化性质和酶活性的影响,明确不同秸秆还田深度条件下土壤理化性质与酶活性的关系,在3年（2016—2018年）田间微区定位试验条件下,研究秸秆旋耕还田10 cm（S₁D₁）、20 cm（S₁D₂）、30 cm（S₁D₃）和秸秆移除旋耕10 cm（S₂D₁）、20 cm（S₂D₂）、30 cm（S₂D₃） 6个处理对东北春玉米农田土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明：旋耕深度（D）及其与秸秆处理（S）交互作用（S×D）显著影响土壤有机碳（SOC）含量,0~20 cm土层S₁D₁、S₁D₂处理SOC含量较S₁D₃处理高1.2%~16.0%,而20~40 cm土层S₂D₃处理SOC含量最高。旋耕深度、秸秆处理及两者交互作用对土壤硝态氮（NO₃^--N）和铵态氮（NH₄⁺-N）含量、蔗糖酶和过氧化氢酶活性影响显著。在0~40 cm土层,D₁、D₂旋耕深度下秸秆还田处理NO₃^--N含量比秸秆移除处理平均提高46.9%和34.9%,NH₄⁺-N含量平均降低31.6%和4.4%。在各旋耕深度下,S₁处理0~20 cm土层蔗糖酶和脲酶活性高于S₂处理,20~30 cm土层过氧化氢酶活性低于S₂处理。相关性分析表明,SOC、土壤全氮（TN）与NO₃^--N、NH₄⁺-N含量和蔗糖酶活性呈显著正相关,与pH、土壤含水量（SWC）呈显著负相关。主成分分析表明,与S₁D₁相比,S₁D₂对0~20土层蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性和0~40 cm土层SOC、TN含量影响更明显。综上所述,秸秆旋耕还田20 cm可改善0~40 cm土层养分水平,提高土壤酶活性,推荐为东北春玉米产区农田土壤培肥的合理秸秆还田方式。     

赤铁矿与巯基坡缕石复配对砷镉复合污染土壤修复效应研究

为探讨巯基坡缕石（MPAL）和赤铁矿（Fe₂O₃）对土壤重金属污染钝化阻控效应,以江西某农田Cd-As复合污染水稻土为供试土壤,采用盆栽试验研究了巯基坡缕石、赤铁矿单一以及复配处理下土壤pH值、Cd-As有效态与形态分布及水稻生物量和Cd、As、Fe含量。结果表明：施加不同材料后水稻籽粒生物量较对照显著增加了2.37~2.45倍,土壤中DTPA-Cd含量显著降低16.94%~22.57%（P<0.05）。土壤连续浸提形态分析显示,MPAL和Fe₂O₃复配处理提高了土壤中无定形态铁氧化物结合态Cd、As含量。MPAL和Fe₂O₃复配处理下水稻根系Cd和As含量降幅分别达7.14%、25.13%,不同处理下稻米Cd含量降幅为40.00%~60.00%,但籽粒As含量处理间差异不显著。研究表明,巯基坡缕石和赤铁矿复配材料可以有效降低土壤中Cd和As含量,减少水稻对Cd和As的吸收,具备Cd-As复合污染农田修复和安全利用的潜在应用价值。     

磁性HAP/Fe3O4材料去除水土环境中Cd的效果研究

为探究磁性羟基磷灰石/四氧化三铁(HAP/Fe₃O₄)纳米材料对水土环境中Cd的去除效果,以米糠为原料,采用水热法制备纳米材料,通过水中吸附实验和土壤培养实验对Cd去除效果进行研究。结果表明:pH为8时,HAP/Fe₃O₄对Cd的吸附更符合伪二阶动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。溶液为酸性时,HAP/Fe₃O₄对Cd²⁺的吸附机制可能为表面吸附和生成沉淀,溶液为中碱性时,对Cd²⁺的去除以表面吸附以及离子交换为主。此外,HAP/Fe₃O₄在5次循环后吸附能力仍保持在较高水平,说明其作为吸附剂具有较高的可重复利用性。在土壤实验中,土壤pH随培养时间的延长和HAP/Fe₃O₄投加量的增加,总体呈上升趋势。与对照组相比,HAP/Fe₃O₄添加量为0.5%的处理显著降低了土壤CaCl₂提取态Cd含量,降幅为62%;浸出实验证明HAP/Fe₃O₄增强了土壤中重金属的滞留能力。HAP/Fe₃O₄纳米材料作为一种原料价格低廉且环境友好的吸附剂在处理水污染和修复土壤方面应用前景广阔。     

旱盐交叉胁迫对燕麦幼苗叶片生理特性的影响

以‘定莜6号’燕麦幼苗为试材,分析了旱盐交叉胁迫下叶片O₂^·和H₂O₂产生、膜脂过氧化及抗氧化系统的变化。结果表明,随着干旱和盐胁迫程度的提高,叶片活性氧代谢失调,细胞膜受到严重伤害,表现为SOD、POD和APX活性先升高后降低,AsA含量下降,CAT活性及GSH和丙二醛（MDA）含量升高,O₂^·和H₂O₂产生增加。0.3%的土壤含盐量可显著提高轻度（土壤含水量占田间持水量65%）和中度（土壤含水量占田间持水量50%）干旱胁迫下燕麦幼苗叶片SOD、POD和APX的活性,降低O₂^·产生速率及H₂O₂和MDA含量;0.6%的土壤含盐量对轻度干旱胁迫燕麦幼苗叶片的O₂^·产生速率及H ₂O₂和MDA含量无明显影响,却使中度干旱胁迫下的O₂^·产生速率及H₂O₂和MDA含量显著升高;在重度干旱（土壤含水量占田间持水量35%）胁迫下,随着土壤含盐量的增加,燕麦叶片SOD、CAT、POD、APX活性和AsA、GSH含量显著下降,O₂^·产生速率及H₂O₂和MDA含量明显增加。表明适量的土壤含盐量可通过提高抗氧化系统的活性缓解 轻、中度干旱胁迫对燕麦幼苗的伤害,而过量的盐分则加重干旱损伤。     

活化过硫酸盐体系原位模拟去除土壤中多环芳烃

以过碳酸钠活化过硫酸钠,氧化去除土壤中蒽、芘及苯并芘3种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs),耦合表面活性剂考查该体系对PAHs的去除效果,并进行PAHs原位修复模拟实验。结果表明,过碳酸钠活化过硫酸钠的最优配比为0.67∶1,此时土壤中总PAHs去除率为92.3%。在此基础上,添加2%(质量分数)的表面活性剂,PAHs去除率最高,达97.4%,在原位修复土壤中PAHs去除率也较高,持续反应168 h后,上下层土壤中PAHs去除率均达97.0%以上。     

微生物修复污染土壤的应用研究进展

近年来,土壤受污染程度日益严重,在众多土壤污染修复中,微生物修复是最具发展和应用前景的生物修复技术,具有经济和生态双重优势。为微生物在污染土壤修复中的应用及进一步深入研究提供参考,以土壤中多环芳烃、多氯联苯、农药以及重金属为对象,综合评述了不同土壤污染类型的微生物修复研究进展,重点介绍了降解微生物的种类、修复机理和技术方法,指出当前污染土壤微生物修复存在的问题,并对微生物修复污染土壤进行了展望。     

过硫酸盐电化学活化修复土壤有机污染物研究进展

基于硫酸根自由基的新型高级氧化技术近年来被广泛用于环境污染修复,尤其是在有机污染物降解和修复方面效果显著。活化过硫酸盐化学氧化技术的关键在于如何通过活化过硫酸盐以产生强氧化性的硫酸根自由基(SO_4^?-)。电化学活化方法作为产生硫酸根自由基的有效方法之一,近年来受到研究者的广泛关注。本文对过硫酸盐电化学活化过硫酸盐在土壤有机污染物修复中的应用进行了全面的回顾,揭示了其作用机理及其在有机污染土壤修复中应用的优点,讨论了包括电极材料、体系pH、电流密度、过硫酸盐浓度以及过硫酸盐注入点位等因素对电化学活化过硫酸盐去除土壤中不同有机污染物效果的影响。结合现有研究案例,提出了电化学活化过硫酸盐修复土壤有机污染的未来发展方向,以期为该技术在未来实际修复工程中的应用提供技术指导。     

Removal of contaminants from soils by electric fields

Application of a direct-current electric field in soils that contain contaminated liquid is expected to produce an important in situ means of environmental restoration. The electric field induces a motion of the liquid and dissolved ions that transports the contaminant to wells for removal. Electrode chemistry plays an important role, and reagents can be introduced at the electrodes to enhance contaminant removal rates. Experiments and modeling demonstrate high degrees of contaminant removal, propagation of sharp acid and base wave fronts from the electrodes, and a "focusing" effect by which metals accumulate in regions of the soil.     

混合烃污染土壤微生物-电动修复中的互补性研究

为探讨微生物降解和电化学氧化分别在去除不同烃类时的具体作用,分别以正十六烷、环十二烷和芘作为直链烷烃、环烷烃和多环芳烃的代表性污染物,以具有不同烃类降解能力的菌株所构建的菌群为降解的微生物,以二维对称电场为修复平台,以电动修复、微生物修复和微生物-电动联合修复为研究基础,分析了不同修复方式中不同烃类污染物降解的时空特征和微生物数量、活性变化。结果表明,微生物-电动联合修复效率显著高于单一修复,在联合修复过程中,土壤脱氢酶活性和细菌数量明显升高,有利于污染物的降解。微生物降解作用和电化学氧化作用在不同烃类污染物的去除中均体现出了互补性,其中正十六烷和芘的去除较多地依赖于微生物的降解作用,而环十二烷的去除则较多地依赖于电化学氧化作用。另外,微生物降解作用在场强较弱的位点贡献较大,而电化学氧化作用在场强较强的电极附近贡献较大。     

褐土和潮土土壤微生物量氮的测定研究

研究了用碱性过硫酸钾氧化法流动注射分析仪测定褐土和潮土土壤微生物量氮的可行性,并与开氏法进行了比较,同时采用碱性过硫酸钾氧化法测定了河北省不同肥力水平褐土和潮土麦田土壤微生物量氮含量.结果表明:采用碱性过硫酸钾氧化法,可使褐土和潮土浸提液中加入的有机态氮(尿素和EDTA)和铵态氮的回收率达95.33%～100%,与开氏法所测结果基本一致,相关系数达0.99.采用碱性过硫酸钾氧化法测得河北省2大土类不同肥力水平麦田土壤微生物量氮为1.80～66.76 mg/kg,其中褐土为6.39～66.76 mg/kg、潮土为1.80～20.98 mg/kg.     

膨润土对铜污染土壤酶活性的影响

为了研究膨润土对铜污染土壤的修复机理,通过油菜盆栽试验研究了粘土矿物膨润土对铜污染土壤酶活性的影响。结果表明：随着铜污染程度的增加,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性都受到不同程度的抑制。膨润土的施加能显著提高铜污染的土壤酶活性,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性分别提高了6.4%~15.4%、4.0%~19.3%、1.26%~1.85%和4.6%~10.9%,且对4种酶活性的增加幅度为：碱性磷酸酶>脲酶>硝酸还原酶>过氧化氢酶,并表现出在高污染下对土壤脲酶和碱性磷酸酶的增幅大于低浓度污染,在低浓度污染下对土壤过氧化氢酶和硝酸还原酶的增幅大于高浓度铜污染。说明膨润土对铜污染的土壤有一定的修复能力。     

多氯联苯(PCBs)污染土壤的生物修复

多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物(POPs),因氯原子取代位置和数量的不同共有209种同系物。近年来,土壤中的PCBs污染问题已引起人们的广泛关注。由于PCBs具有高分子稳定性、低水溶性和颗粒相高吸附势,土壤基质中PCBs的去除极其困难。此外,PCBs的高憎水性和亲脂性使之易于在动物体脂肪组织和母乳富集。生物修复技术是指利用生物有机体(绿色植物、微生物和动物)的作用将环境中污染物转化为无害或低毒产物的过程。生物修复技术具有成本低、高效和环境安全等特征,被认为是可替代传统的土壤污染修复技术的最佳选择之一。因此,通过综述国内外土壤PCBs污染现状和健康效应,以及土壤PCBs污染的生物修复最新研究进展和相关修复机理,对微生物修复、植物修复和蚯蚓修复目前存在的问题和后续研究方向进行了讨论及展望,以期为今后生物修复PCBs污染土壤提供有益参考。     

土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响

通过细菌计数和Biolog方法,研究了在3.0 V·cm-1的电压梯度下,不同电场切换周期(24 h、5 h、10min和1 min)对土壤微生物群落的影响.结果表明,电压梯度为3.0 V·cm-1的电场作用能够促进土壤微生物的活性,但会轻微地降低土壤微生物功能多样性,电场切换不能改变这种电场对微生物群落的影响;长时间的电场处理下,电极反应对微生物数量和功能多样性损害严重,切换电场电极能有效消除电极效应,电场电极切换周期≤5 h时,可保护电极附近土壤微生物多样性,当切换周期≤10min时,不仅可保护土壤微生物多样性,而且可以保护微生物数量.研究结果说明了电场电极切换能有效降低电极反应对微生物群落的影响,揭示了电场电极切换对土壤微生物群落影响的规律,为电场电极切换方法在污染土壤电动强化生物修复技术中的深化和应用提供理论依据.     

土壤中多氯联苯迁移规律及修复研究

多氯联苯(PCBs)是一种具有持久性、脂肪溶性和生物毒性等特性的持久性有机污染物,在土壤中难分解和强烈吸附,去除比较困难。以台州典型污染场地土壤样品为研究对象,通过对污染土壤中PCBs的调查取样,分析了代表性PCBs同系物的组成、含量。通过室内淋滤和洗脱试验,探讨PCBs的迁移及去除过程,为土壤PCBs污染评价与修复提供科学依据。