苏南某焦化厂场地土壤和地下水特征污染物分布规律研究

以苏南某焦化厂为研究对象,在对污染区域初步识别的基础上,采集了0～4.5 m深的22个土壤样品和2个地下水样品,利用GC/MS等检测了多环芳烃类、总石油烃、苯系物、重金属,总氰化物、挥发酚、硫化物的含量,并研究了其在不同功能区土壤和地下水中的特征分布。结果表明:(1)该焦化场土壤和地下水受到了不同程度的污染,其中炼焦炉周边、焦油和洗油储罐区、焦油和粗苯加工车间是污染最严重的区域;(2)土壤中主要超标污染物是多环芳烃、总氰化物、总石油烃、单环芳香烃、二苯呋喃、苯胺、硫化物、挥发酚和一些苯酚类化合物;(3)地下水重点污染区域粗苯车间受到总氰化物、苯胺、苯酚类、萘、总石油烃、单环芳香烃的严重污染,污水处理站区域地下水主要污染物包括总氰化物、萘、总石油烃、苯。     

地下水石油烃污染修复技术研究进展

石油在生产、加工和运输过程中,可能通过各种途径进入土壤和地下水。进入地下水的石油烃污染物以苯系物为主,严重威胁人类健康。从国内外地下水石油烃污染现状、石油烃污染地下水模式以及修复控制技术等方面,对该领域近几年的研究成果进行了综述。同时,对未来的研究方向进行了展望。     

顶空/超声提取法-气相色谱法测定土壤中总石油烃

将石油类划分为挥发性组分(汽油类C5~C10)和非挥发性组分(柴油类和重土壤油类C10~C40)2大类,分别以顶空和超声波提取法进行富集分离,用带有氢火焰离子化检测器(FID)的气相色谱仪检测。结果表明,该方法线性良好,C5~C10的检出限为10.0~14.0mg/kg,C11~C40的检出限为10.0~375mg/kg;精密度和准确度良好,C5~C10实际样品回收率为66.4%~107%,C11~C40的实际样品回收率为50.0%~127%,能满足实际土样分析的需求。     

污水河地区地下水土中苯系物分布特征分析——以太行山前平原为例

通过对河水、河床底泥、岸边土壤剖面、地下水样品的测定,对太行山前平原磁河地区地下水中苯系物在水土系统中的分布特征进行了研究。结果表明,各种介质中的苯系物(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)具有一定的相关性,与河不同距离和不同深度土壤中的苯系污染物主要来自污水河。但是,由于有机污染物在土壤中的吸附等作用过程,有机污染物浓度在一定的距离内迅速降低。在河岸边不同距离的地下水中,仅少量地下水水样中检出了苯系物,但它们的浓度均低于生活饮用水的要求限值。     

西安城郊土壤中正构烷烃的分布、来源及其影响因素

为了加强西安石油污染防控,并为石油污染物在土壤中的行为研究提供基础数据,利用气相色谱-质谱法对西安市城郊典型蔬菜基地37个表层土壤和37个地下水样品中的正构烷烃进行测定,并对其分布特征、来源及影响因素进行了研究。结果表明:西安城郊土壤中正构烷烃含量在1.06～4.01μg·g-1之间,以高碳奇数烷烃为主,不同地理区域之间在统计学上无显著差异,地下水中正构烷烃含量在9.2～99.35μg·L-1之间,与国内外其他地区相比,土壤和地下水存在一定的污染;基于正构烷烃的分子指标的诊断表明,土壤中正构烷烃为混合来源,具有较强的高等植物输入优势,显示出草本植物特征和一定程度的石油污染特征;土壤理化性质与正构烷烃含量的相关性分析表明,土壤中正构烷烃含量与有机质、含水量、碳氮比(C/N)和碳磷比(C/P)呈显著正相关,多元回归分析表明有机质和含水量是主要的影响因子。     

基于健康风险的土壤和地下水修复目标分析——以某石油化工污染场地为例

以某石油化工污染场地为研究对象,参照国家环保部颁布的HJ25.3—2014《污染场地风险评估技术导则》,确定健康风险评价中的相关参数,对该场地污染土壤和地下水进行健康风险分析。监测结果表明,土壤和地下水中有机污染物苯超过了其风险筛选值。基于经口摄入、皮肤接触、呼吸吸入土壤颗粒物、吸入室外空气中来自表层土壤的气态污染物、吸入室外空气中来自下层土壤的气态污染物和吸入室内空气中来自下层土壤的气态污染物6种暴露途径计算了土壤污染造成的健康风险,并基于吸入室外空气中来自地下水的气态污染物和吸入室内空气中来自地下水的气态污染物污染2种暴露途径计算了地下水污染造成的健康风险。结果显示,土壤对人体产生的叠加致癌风险(cancer risk,简称CR)和非致癌危害商(hazard quotient,简称HQ)分别达到1.62×10~(-3)、9.78,地下水对人体产生的叠加致癌风险CR和非致癌危害商HQ分别达到1.33×10~(-3)、81.80,会对该场地上的工人产生较大健康危害。结合可接受致癌风险(acceptable cancer risk,简称ACR)、可接受危害商(acceptable hazard quotient,简称AHQ)的取值10~(-6)、1.00,最终将土壤、地下水中苯修复目标值分别确定为0.34 mg/kg、0.21 mg/L。     

通风速率对汽油污染土壤通风效率的影响及修复时间的预测

原位通风处理土壤石油烃污染对于土壤和地下水的有机污染控制具有极其重要的现实意义。本文以实地砂土，通过土柱试验研究了不同通风速率对土壤中汽油烃的去除效率，并通过土壤汽油烃含量和土壤挥发性有机物的监测数据估计了通风修复时间。结果表明。真空抽提通风速率越大，土壤中的汽油烃去除速率越快，但通风速率由400mL·min^-1提高到800mL·min^-1，土壤污染物修复效果差异不太明显，最佳的土壤通风速率为400mL·min^-1。土壤汽油烃监测数据的指数拟合曲线和土壤挥发性有机物监测数据进行的对数拟合曲线都能反映土壤污染物的衰减情况，二者分析得到的污染物通风修复时间有一定相关性。因为土壤挥发性有机物易于监测，可以以土壤气体中总挥发性有机物（TVOC）来估计土壤中污染物的衰减和估计土壤通风净化时间，并在实际土壤通风修复过程中通过土壤气体中TVOC的监测反映土壤污染修复状况，当TVOC浓度降低到10mL·m^-3以下时，修复过程基本可以结束。     

不同污染时长土壤中石油烃的生物去除特性及影响因素

利用生物刺激法修复不同污染时长的土壤,比较了向新污染(污染7 d)和陈旧性污染(污染5 a以上)土壤中加入有机肥、有机肥+KNO_3复合物(C∶N=100∶10)、脱硫石膏等处理剂对土壤中石油烃的去除效果。结果表明:对于新污染黄绵土,向土壤中加入有机肥、有机肥+KNO_3对土壤中石油烃去除效果较好,修复150 d时土壤中石油烃去除率分别为60.13%、56.09%;对于陈旧性污染土壤,施入有机肥+KNO_3、脱硫石膏对石油烃去除效果较好,修复150 d时土壤中石油烃的去除率分别为36.62%、36.61%;生物刺激对新污染土壤中石油烃的去除效率高于陈旧性污染土壤。两种不同污染时长土壤中的石油烃生物降解均符合伪一级动力学。生物刺激修复使土壤的pH值由8.50～8.56降低至7.35～7.91。新污染土壤中石油烃的降解率与pH值呈显著负相关(相关系数为-0.789),与微生物数量呈显著正相关(相关系数为0.849);陈旧性污染土壤中石油烃降解率与土壤pH值呈显著负相关(相关系数为-0.683)。研究表明,土壤受到石油污染后立即进行生物刺激修复有利于土壤中石油烃的去除,影响不同污染时长土壤中石油烃生物降解的关键因素并不相同。     

高效石油降解菌的筛选及其降解特性

从辽河油田和大庆油田石油污染土壤中分离筛选出两株高效石油降解菌L10和D6菌株,经形态观察、生理生化反应,确定此两株菌分别为芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).采用室内盆栽培养方法,研究了石油烃的浓度和性质对两菌株降解活性的影响.结果发现,土壤中石油烃的含量和处理时间均影响微生物的降解效果,在处理10 d时,石油烃的去除率随着污染强度的增加而降低;随着处理时间的延长,微生物适应环境后,在石油烃含量为0.5%～2.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而升高,在石油烃含量为2.0%～10.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而降低;石油烃的性质影响菌株的生物活性,L10和D6两菌株对稀油的去除效果明显高于对稠油的去除效果,各组分的去除率依次为烷烃＞芳烃＞胶质沥青质,两菌株对不同性质的石油烃中的烷烃、芳烃和胶质沥青质的去除率不同.     

陕北黄土高原不同植物对石油污染物的吸收与积累

【目的】分析陕北黄土高原不同石油开采区土壤石油污染状况,并比较了研究区主要植物对石油污染物的吸收情况。【方法】在野外调查的基础上,采用重量法测定了3个采样区(安塞萝卜地、延长严家湾西山和东山)土壤中总石油烃的含量,分析了当地主要草本和木本植物对石油污染物的吸收情况。【结果】研究区土壤石油污染状况比较严重,石油污染物多集中于0～20cm土层。随着土壤中总石油烃含量的增加,大部分草本植物体内的总石油烃含量也增大。当土壤中总石油烃含量低于10 000mg/kg时,大部分植物体内的总石油烃含量高于土壤。狗娃花、冰草、梭草茎叶中的总石油烃含量高于根,而铁杆蒿、黄蒿和无芒雀麦根部的总石油烃含量高于茎叶。冰草、铁杆蒿对总石油烃的转移和富集系数均大于1。沙棘和紫穗槐各部位的总石油烃含量为叶>枝、根,而狼牙刺则为枝>根>叶。3种木本植物对总石油烃的转移和富集能力由高到低为狼牙刺>沙棘>紫穗槐。【结论】冰草、铁杆蒿、沙棘和狼牙刺对总石油烃的转移和富集能力均较强,是当地石油污染土壤修复的优势耐性植物。     

基于污染物持久性的化学品评分排序模式（SCRAM）修正——以石油开采场地土壤污染物评分排序为例

针对化学品评分排序模式（SCRAM）中持久性指标在某石油开采场地土壤污染物评分排序过程中存在的问题,选择研究场地60种典型污染物,使用聚类分析按半衰期值大小将其分为4类,然后依照各污染物在土壤中的分布比例再进行聚类分析得到10个等级,得到污染物在[0.5,5]内以0.5为间隔的新评分方法。通过上述方法对SCRAM模式中环境持久性指标进行修正,并将修正后的评分方法应用于某石油开采场地典型土壤污染物的评分排序中。经修正的评分方法体现了污染物在土壤中的持久性对其综合得分和排序的影响,改变了原模式下不针对介质将22种污染物的持久性特征一概而论的状况,同时,由于对这些污染物在土壤中持久性的重新定义,修正后的评分方法也纠正了污染物在毒性指标中亚分类（急/慢性毒性）选取的不合理性,使得评分排序结果更加全面可靠。     

石油污染盐碱土壤生物修复模式研究

[目的]寻找适宜的石油污染盐碱土壤的野外生物修复模式。[方法]以实验室前期保存和新筛选的石油降解细菌菌群为基础,制备固体菌肥,首先在室内条件下研究C∶N∶P、菌肥施入量对降解率的影响,并将菌肥施入量、植物种类、土壤翻耕对野外土壤污染修复效果的影响进行试验研究。[结果]菌肥的降解特性决定了石油污染物的降解效率,无效的菌肥在室内外试验中都会削减石油污染物的修复效果;在适宜的土壤C∶N∶P条件下,新鲜菌肥的施入量增加,可有效提高石油污染物的降解率。足够的菌肥施入量能够在短期内(10~20 d)发挥高效降解作用。在野外修复模式研究中,翻耕对扰动盐碱土壤的石油污染修复作用有限,土著优势植物碱蓬比苜蓿更适于植物-微生物的联合修复。[结论]在野外条件下,适宜的盐碱土壤石油污染修复模式为碱蓬+10%新鲜菌肥+不翻耕+营养(C∶N∶P=100∶5∶3)。     

对甲基苯磺酰氯衍生化液相色谱法测定土壤中草甘膦

建立简单、灵敏的土壤中草甘膦残留量的高效液相色谱检测方法.土壤样品用0.6 mol·L-1 KOH提取,经对甲基苯磺酰氯衍生化后,注入C18柱中分离,用紫外检测器在235 nm波长检测,流动相组成为0.05 mol·L-1磷酸盐缓冲液(pH 5.5)∶甲醇=65∶35(V∶V).样品中草甘膦浓度在0.5～40 mg·L-1范围内与峰面积呈线性关系(R2=0.9998).草甘膦的最小检出量(LOD)为2×10-10 g,土壤中最低检出浓度(LOQ)为0.02 mg·kg-1,平均回收率及变异系数分别为81.3%～98.3%和0.66%～5.63%.     

石油污染土壤生物修复过程中毒性的植物指示

为探究石油污染土壤生物修复过程中土壤生态毒性的变化规律并完成指示生物和指标的筛选,采用前期筛选和分离的三株对石油烃有良好降解效果的降解菌构建了混合菌体系,开展了石油污染土壤模拟生物修复实验,考察了不同修复时期小麦和萝卜种子的发芽率和幼苗生长发育状况(株高、地上部鲜重、根鲜重、根干重)及叶片的malonaldehyde(MDA)含量、光合色素含量(叶绿素a和类胡萝卜素)、superoxide dismutase(SOD)活性的变化。结果表明:微生物修复8 d和16 d的土壤,其生态毒性较强;前期土壤的生态毒性有所上升,随后有所降低,在整个修复时期土壤均存在一定的生态毒性;不同的指示植物、指示指标对石油污染的响应存在一定的差异。幼苗生长发育指标(株高、地上部鲜重、根鲜重)以及叶片SOD活性、MDA含量等指标均能较好指示整个石油污染土壤微生物修复过程中的生态毒性,可作为石油污染土壤微生物修复效果的指示生物和指标。     

黄土高原油污土壤植草恢复与土壤CAT活性的关系

为研究黄土区石油污染土壤植草恢复条件下土壤过氧化氢酶(CAT)活性与石油烃(TPH)降解的关系,分别以4种常见野生植物沙打旺(Astragalus adsurgens)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、草木犀(Melilotus officinalis)和黄花蒿(Artemisia annua)为恢复植物,采用盆栽试验方法,对不同污染水平土壤进行撂荒和植物恢复60 d。结果表明,植物恢复可显著提高土壤石油降解率,沙打旺、草木犀和紫花苜蓿效果好于黄花蒿。对石油污染土壤进行植草恢复,可显著提高土壤过氧化氢酶活性,但不同植物的提高幅度有所差异。经撂荒处理后,土壤CAT活性随石油残留量的增加而增加,但增加幅度逐渐减小,石油浓度达到20 g·kg-1以上时不再增加。经相关性分析,两者相关性不显著(P0.05)。经植草恢复后,土壤CAT活性与土壤石油残留量呈极显著(P0.01)正相关,相关系数0.591。扣除撂荒土壤的石油自然降解值和CAT活性变化值,仅由植草造成的土壤石油残留量变化和CAT活性变化之间呈极显著(P0.01)负相关,相关系数-0.626。对黄土区石油污染土壤进行植草恢复,会显著提高土壤CAT活性,而由植草恢复措施引起的CAT活性的增加对土壤中石油污染物的降解有极显著的促进作用。     

石油烃污染地下水吸附-降解联合修复方法的研究

以附着有生物膜的颗粒化有机粘土作为地下水修复中反应栅的反应载体,以柴油为对象,利用有机粘土对油料的吸附以及降解石油菌的协同机制,对石油烃污染水体进行了修复实验研究。通过正交试验获得了微生物降解柴油的最佳生长条件水平组合,即C∶N∶P为100∶15∶1,投菌量为15mL,氧化剂浓度为1%,初始pH为5。通过海藻酸钠(SA)与HDTMA改性的蒙脱土(HDTMA-modifiedmontmorillonite,HMM)颗粒化制备,并复合石油烃降解菌,研究了不同质量比SA∶HMM、不同SA浓度及CaCl2浓度下HMM颗粒的水稳性和吸油性、降解菌活性等性质。研究结果表明,在SA浓度为1%～2%,CaCl2浓度为2%～4%,SA∶HMM=1∶10时,获得的HMM颗粒粒径为2.5～4.0mm,对HMM表面结构影响不大,吸油率可达原始HMM的80%;将HMM颗粒与石油烃降解菌复合可形成稳定的生物膜,膜厚度为300μm左右,生物量为40～50mg·g-1。HMM颗粒复合生物膜为石油烃污染地下水的化学吸附-生物降解联合修复提供了一种尝试。     

某氮肥厂场地土壤PAHs污染特征研究

采用现场采样及室内测试方法对广州某氮肥厂原料车间和油库区土壤中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量进行调查研究,分析了∑PAHs含量及其组成特征和垂直分布特征,并在此基础上进行了源解析.结果表明,分析样品中∑PAHs范围在10～7 795燃μ·kg-1,原料车间土壤中∑PAHs小于油库区土壤中的,菲、芘、荧蒽、并(b)荧蒽、苯并(a)芘为主要污染物;油库土壤0～40cm的样品中16种PAHs均有检出,∑PAHs和单体分布基本一致;原料车间土壤∑PAHs和单体浓度随着地面深度的增加而减少.通过对单组分比值(菲/蒽,荧蒽/芘)的分析可以看出油库区土壤中PAHs来源于石油和燃烧源,而原料车间污染源主要为燃烧源.     

石油烃类污染土壤的微生物修复技术

以被石油污染的土壤为样品,经过驯化、富集培养,从中筛选出2株高效石油烃降解菌.对这2株菌从形态特征、生理生化指标、分子生物学3方面进行鉴定,确认2株菌分别为褶皱裸胞壳(Emericella rugulosa)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).通过对膨松剂、表面活性剂、金属离子、氮源、磷源等影响混合菌株石油烃降解能力主要因素的研究,以及正交试验优化,确定了各因素的施用种类以及使用量.结果表明:污染土壤中加入占污染土壤质量1.2%的3%的H2O2,营养物n(C):n(N):n(P)＝100:6:1,加入体积分数为1%混合菌液,1.25%膨松剂(樟子松松针),在该条件下降解效果最佳.而添加0.05%的SDS与PE-23的混合物,0.02%的Zn2+,避免重金属元素Hg2+,Pb2+的混入,可进一步提高石油降解率.     

汉麻对石油污染土壤的修复能力研究

[目的]研究能源植物汉麻对石油污染土壤的修复能力,为植物修复技术的推广应用奠定基础.[方法]通过盆栽试验,研究不同浓度石油烃对汉麻生长发育的影响,分析汉麻对不同浓度石油烃的耐受能力和降解能力.[结果]结果表明,汉麻对石油污染具有较好的耐受性,土壤中石油烃浓度为4 000 mg/kg时,石油烃对汉麻生长发育的影响不显著;在土壤石油烃浓度在4 000 ～7 000 mg/kg时,汉麻能够有效促进土壤中石油烃的降解;汉麻对石油烃降解率可达55.68％～65.52％,明显高于空白对照（18.52％～ 23.86％）.[结论]汉麻适于修复中低浓度石油（≤7 000 mg/kg）污染土壤.     

石油污染物在羊草中的残留

以油田外围未受污染的羊草作对照,分析了大庆油田开采区受落地原油污染的草原土壤及其上生长的羊草中的挥发酚、石油烃、芳烃和苯并[a]芘4种污染物的质量分数。结果表明,受到石油污染后,土壤中石油污染物质量分数可以达到土壤背景值的几十倍,污染的和清洁对照的羊草中4种污染物质量分数的差异极显著。在低背景值情况下,挥发酚和苯并[a]芘在羊草中的残留率分别达到13.54%和6.87%。污染羊草中的挥发酚、石油烃和苯并[a]芘3种污染物的残留量与土壤中的质量分数之间有着显著的线性关系。