土壤重金属污染淋洗修复影响因素研究进展

该文阐述了土壤重金属污染淋洗修复技术的原理和种类,通过对淋洗修复效果的影响因素和作用机理进行了分析,得出如下结论:土壤质地主要是由于不同土壤颗粒组成影响淋洗效果;无机淋洗剂具有快速去除土壤污染物的特性,但会引入过量盐基离子,对土壤结构和功能产生影响;而有机淋洗剂和表面活性剂则通过络合或静电作用将污染物从土壤淋洗出来;淋洗修复条件包括淋洗pH值、固液比、淋洗时间和淋洗温度等,不同的污染物有着不同的最适反应条件.     

不同淋洗剂和淋洗条件下重金属污染土壤淋洗修复研究进展

土壤淋洗修复技术作为一种快速有效的污染土壤治理技术越来越受到重视,其适用于受高浓度重金属污染的土壤。着重阐述了近年来不同淋洗剂以及淋洗条件对重金属污染土壤的修复效果,并综述了不同淋洗剂对不同形态重金属淋洗效果,讨论了淋出液的处理及淋洗剂的回收,同时介绍了国内外重金属污染土壤淋洗修复工程实践。指出在众多淋洗剂中以天然有机酸因低生态毒性和高降解性而最具有研究前景。应综合考虑各影响因素,选择最优条件达到最好的修复效果,而在选择淋洗剂时,也应考虑其本身的生物降解性和生态毒性。无论哪种淋洗剂,均以可交换态和碳酸盐结合态形式存在的重金属容易被淋出,而相对稳定的残渣态较难去除。本文最后提出了研究中存在的问题,并展望了今后淋洗技术的研究方向,旨在为研究重金属污染土壤修复技术提供理论依据。     

皂苷和小分子有机酸对污染土娄土中Cd的淋洗效果

【目的】使用生物表面活性剂(皂苷)、小分子有机酸(柠檬酸、苹果酸和草酸)对污染土娄土中的Cd进行淋洗,寻求各淋洗剂对污染土娄土Cd淋洗的最适条件,为强化植物修复重金属污染土壤提供参考依据。【方法】采用振荡淋洗批处理方法,研究皂苷、柠檬酸、苹果酸和草酸淋洗剂在不同时间、pH、浓度、淋洗次数、复合比条件下对污染土娄土中Cd的淋洗效果,用Sposito浸提法提取淋洗前后污染土娄土中的Cd,并分析其形态的变化。【结果】(1)0.01mol/L草酸对污染土娄土中Cd无淋洗作用;其他淋洗剂对污染土娄土中Cd淋洗的最适条件为:淋洗时间240 min,pH5.0,苹果酸、柠檬酸、皂苷淋洗的最适浓度分别为0.50,0.150,0.200 mol/L,对应最大的Cd淋洗百分率分别为39.86%,45.81%和17.4%;增加淋洗次数,可明显提高淋洗百分率。(2)皂苷与低浓度柠檬酸、苹果酸复配对污染土娄土中Cd的淋洗具有促进作用,当其物质的量之比分别为10∶3和4∶3时,对污染土娄土中Cd的复合淋洗效果最佳,Cd的淋洗百分率最大,分别可达37.09%,32.32%。(3)增加淋洗次数时,皂苷、柠檬酸、苹果酸促进了污染土娄土中各形态Cd的转变,土壤中碳酸盐结合态、有机结合态、硫化物残渣态Cd明显减少。【结论】皂苷、柠檬酸、苹果酸可用于强化植物修复重金属Cd污染土壤。     

有机污染土壤生物修复效果的限制因素及提升措施

土壤中的有机污染物主要来源于有机农药、石油污染、工业生产等,其对生态环境和人体健康造成了极大的危害。受有机物污染的土壤能通过物理、化学、生物等一系列的修复技术进行治理,其中生物修复技术被认为是处理有机污染土壤最有效、经济且环境友好的修复技术,但其修复效率受诸多因素影响。本文从气候地理条件、有机污染物的存在形态和土壤自身环境与营养3个方面系统地分析了生物修复技术的限制因素,并从物种选择、生物有效性提升（引入微生物或土壤动物、添加表面活性剂和有机溶剂）及稳定生态系统的构建（添加生物炭、营养补充剂,采用电强化生物修复技术）3个角度科学地提出了提升生物修复技术效率的方法,最后对加强有机物污染土壤复合修复技术的研究进行了展望。     

表面活性剂辅助植物修复重金属污染土壤研究进展

介绍了常用表面活性剂的种类和特点,分析了其辅助植物修复重金属污染土壤的作用机理,综述了表面活性剂在植物修复重金属污染土壤中的应用,总结了影响重金属在植物体内累积的因素,并展望了表面活性剂辅助植物修复重金属污染土壤的研究方向.     

鼠李糖脂淋洗修复重金属污染土壤的工艺条件优化研究

以湖南某冶炼厂周边重金属-砷复合污染土壤为对象,应用表面活性剂鼠李糖脂为主要淋洗剂,研究了不同pH值、温度和淋洗次数等工艺条件对重金属及砷淋洗效果的影响。结果表明:Zn、Cd、As在淋洗剂pH为2时提取能力最高,分别可达397、30、21 mg·kg^-1,但Cu的洗脱能力随着pH值的升高而增加;淋洗剂对Cd、Zn、Cu、As的洗脱能力在40 ℃时达到最大值,在30 ℃时淋洗液中Pb浓度最高,为54 mg·kg^-1;多次淋洗有助于土壤中重金属及砷的洗脱,Pb、Cd、Zn、Cu、As的3次淋洗效率分别可达23.1%、53.8%、44.7%、63.2%和34.4%;淋洗后土壤中重金属的酸可提取态、氧化物结合态及有机物结合态浓度大幅降低,砷的残渣态和氧化物结合态浓度明显下降。试验研究确定的最优淋洗条件为污染土壤淋洗修复工程应用提供了可借鉴的工艺参数。     

废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤淋洗修复效果研究

采用不同浓度的EDTA溶液对废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染的土壤进行土柱淋洗修复试验,研究在不同浓度、不同淋洗速率和不同淋洗时间条件下,EDTA淋洗剂对土壤中重金属的去除效果,并采用连续分级的方法研究淋洗前后土壤中重金属的形态变化.结果表明:(1)用EDTA溶液对表面积为350 cm2,高度为15 cm,重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)含量分别为462.76、2 043、3 260 mg/kg的土壤进行淋洗修复,当淋洗剂浓度为0.01 mol/L、淋洗速率为1 mL/min、淋洗时间为24 h时,淋洗效果最佳,对Cu、Pb、Zn的去除率分别达到57.01％、47.5％、61.6％.(2)用EDTA溶液对重金属污染的土壤进行淋洗,能有效去除土壤中的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机结合态重金属,平均去除率分别为76.02％、60.9％、57.69％;而对残余态重金属的去除效果不太明显.由于以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在的重金属的移动能力及生物有效性都比较高,对环境危害大,EDTA淋洗可以有效去除这几种形态的重金属.因此,用EDTA溶液淋洗法修复重金属污染的土壤是切实可行的.     

间套作体系在污染土壤修复中的应用研究进展

我国土壤环境污染态势严峻,污染土壤的修复备受关注。植物修复技术是当今的研究热点之一,但是利用植物修复技术清洁污染土壤需时较长,且需中断农业生产。间套作体系应用于污染土壤的修复,是一条有效的新途径。为此综述了间套种在重金属和有机污染物污染土壤修复中的应用,介绍了间套作体系在减少植物对重金属的吸收、提高植物对重金属的提取以及促进有机污染物的降解等方面的作用,同时提出在土壤修复中,应根据不同的目的选择更多的适当的植物组成间套作体系,并加强间套作体系中植物间交互作用机理研究。     

柠檬酸/柠檬酸钠淋洗铬污染土壤效果及弱酸可提取态铬含量的变化

研究了用0.2 mol·L-1柠檬酸/柠檬酸钠(摩尔比为1:1)复合淋洗剂对污染土壤中铬的淋洗效果,及淋洗过程中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)以及弱酸可提取态的含量随淋洗时间的变化,污染土壤取自于沈阳市沈北新区铬渣堆放场地污染土壤.结果表明,在该复合淋洗剂的解吸附与络合的双重作用下,总铬的短时间去除效率较高,淋洗8 h和24h的去除率分别为33.6%和36.0%,其中淋洗24h时Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除率分别达到38.5%和30.O%.淋洗过程中土壤中铬的形态发生了重新分配,弱酸可提取态占总铬比例增加,从而有利于铬在土壤中的迁移.     

间套作体系在污染土壤修复中的应用研究进展

我国土壤环境污染态势严峻,污染土壤的修复备受关注。植物修复技术是当今的研究热点之一,但是利用植物修复技术清洁污染土壤需时较长,且需中断农业生产。间套作体系应用于污染土壤的修复,是一条有效的新途径。为此综述了间套种在重金属和有机污染物污染土壤修复中的应用,介绍了间套作体系在减少植物对重金属的吸收、提高植物对重金属的提取以及促进有机污染物的降解等方面的作用,同时提出在土壤修复中,应根据不同的目的选择更多的适当的植物组成间套作体系,并加强间套作体系中植物间交互作用机理研究。

     

植物修复技术及其在环境保护中的应用

阐述了植物修复技术的含义,即利用植物去修复和消除有机毒物和无机毒物引起的土壤环境污染。介绍了对有机污染物修复的方法：①根收获,②叶表挥发,③植物降解;对无机污染物修复的方法：①收获生物量或将污染物进行生物挥发从而将污染物移出土体,②将污染物转变成为无生物活性的形态。收获生物量对于回收某些贵重金属是很有价值的。基因工程技术以及农业技术的综合运用可以更好地促进植物修复的效果。     

重金属污染土壤的电动修复技术研究进展

就重金属污染土壤电动修复的行为机制、研究进展和实际应用等进行了综述。土壤电动修复是指在污染土壤上施加直流电压导致土壤中的污染物质在电场作用下进行电迁移、电渗流、电泳等过程通过电场，并在电极附近由溶液导出并进行适当的物理或化学处理，实现污染土壤的清洁。该技术具有所用化学试剂少、能耗低、修复彻底等优点，是一门具有较好发展前途的绿色修复技术，目前已引起环境科学家们广泛的关注。     

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。     

基于专利文献分析的土壤污染修复技术发展现状与展望

为明确土壤污染修复技术在世界范围的研究布局和发展态势,基于德温特专利创新索引数据库(Derwent Innovation Index,DII)对2005—2013年土壤污染修复技术专利进行了计量学统计,并探讨了该技术的研究布局、研究重点及发展趋势。结果显示,世界范围内土壤污染修复技术涉及的专利申请量逐渐增长,土壤污染修复技术研究较为活跃。中国是该技术领域主要的专利申请国,也是最大的技术来源国,其专利数量从2005年逐年上升,尤其是2009年以后呈现快速上升趋势。土壤污染修复技术相关专利涉及的学科领域呈现交叉趋势,技术布局广泛,主要涉及化学、仪器与仪表、工程学、水资源学等方面。土壤污染修复领域主题词聚类分析显示,土壤砷、镉、铅、铬污染是该领域的研究热点,土壤污染物的稳定固化、植物修复、电动化修复、添加调理剂、土壤淋洗、离子束、分离回收等是可供采用的重要技术,并且2010年以后,污染物稳定固化、植物修复、添加调理剂修复技术的研发活动更为活跃。基于以上研究,认为今后应加强研发高效经济的土壤污染修复技术,注重已有专利成果的转化,促进专利的市场应用,使其发挥更大的社会和经济效益。     

表面活性剂对硝基苯污染土壤的增效修复技术研究

在研究硝基苯和表面活性剂在土壤中吸附行为的基础上,探讨了表面活性剂对硝基苯在土壤中吸附的影响,并研究了不同表面活性剂对硝基苯污染土壤的增效修复效果。结果表明：i）在0—25mg·L^-1。浓度范围内,硝基苯在土壤中的吸附量与溶液中平衡浓度之间存在较好的线性关系,硝基苯在土壤中的吸附是以分配作用为主。ii）CTAB、SDBS和Tween80在土壤中的吸附等温线均近似为S形．且都在各自临界胶束浓度附近达到饱和吸附,饱和吸附量顺序为CTAB〉〉SDBS〉Tween80。一定浓度的硝基苯可以增加表面活性剂在土壤中的饱和吸附量。iii）在较低浓度的表面活性剂存在下,硝基苯的吸附量随着表面活性剂浓度升高而升高,而在高浓度表面活性剂存在下硝基苯吸附量随表面活性剂浓度升高而降低,其中SDBS对硝基苯吸附量的降低效果最为明显。iv）当应用表面活性剂对硝基苯污染土壤进行增效修复时,SDBS的修复效果最为显著。     

DDTs污染农田土壤的强化微生物修复研究

为了提高微生物对DDTs污染土壤的修复效率,利用混合菌[球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)]对沈阳市沈北新区设施农业DDTs污染土壤进行现场修复实验,研究定期添加血粉(3X)和阴-非离子混合表面活性剂SDBS-Tween 80(3H)对混合菌修复DDTs污染土壤的强化效果,分析修复过程对DDT同分异构体及初级代谢产物的影响。结果表明:接种混合菌可有效降低土壤中DDTs的残留,连续3次接种的修复效果(3PN-1)比1次(PN-1)好,90 d后DDTs降解率可达50.5%,比对照组提高了45.9%。在此基础上,添加血粉和SDBS-Tween 80均可显著降低土壤中DDTs的残留,其中SDBS-Tween 80的处理效果较好,DDTs降解率最高达到63.2%,比单独接种混合菌处理提高了12.8%。DDT同分异构体及初级代谢产物分析表明,SDBS-Tween 80强化修复对生态毒性较强的p,p′-DDE降解率达到了62.4%,有效降低了修复后的生态风险。因此,SDBS-Tween 80强化混合菌处理可以作为DDTs污染土壤微生物修复的适宜措施。     

改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用

生物炭具有较大的孔隙度和比表面积,吸附能力强,在环境污染修复、土壤改良和固碳方面应用广泛。由于高温热解过程会使生物炭官能团数量减少而降低其对某些特定污染物的吸附性能,同时,由于原始生物炭存在固液分离难的问题,通过改性生物炭提高其理化性质,并应用于环境修复受到了学术界和工业界的广泛关注。然而,目前针对改性生物炭的制备及其在土壤和水体修复中的应用综述较少。本文对近年来有关改性生物炭的文献进行了系统分析,总结生物炭的改性方法,简要阐述改性生物炭在环境(土壤和水体)污染修复中的应用,并深入探讨了磁性生物炭作为吸附剂和催化剂在水污染处理中的应用现状,最后对改性生物炭的研究方向提出了展望。     

化学洗涤法修复石油污染土壤研究现状

化学洗涤法修复石油污染土壤具有修复时间短、操作简单、能耗低、适应性广、可资源化回收洗脱石油等优点,从表面活性剂复配、助剂应用、过程强化以及石油污染土壤性质的影响等方面对近年来化学洗涤法修复石油污染土壤的研究进行了评述。为推动该方法的实际应用,尚需深入研究表面活性剂之间、表面活性剂与助剂之间的相互作用机制,系统研究石油污染土壤性质对洗涤工艺的影响,加强关于降低化学洗涤对土壤性能影响方法的研究,深入开展洗涤废水回用及有效处理的研究。     

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。     

土壤有机污染的植物修复研究进展

探讨了土壤有机污染的植物修复的研究进展,植物修复包括植物提取、根降解和土壤酶修复技术,研究了以植物为载体的相关修复措施如接种微生物、添加增溶剂、组织培养法和分子生物学法等,并对今后土壤有机污染的植物修复研究进行了展望.