纳米氧化物对美托洛尔生物富集的影响研究

为揭示氧化物纳米颗粒（NPs）对离子型有机污染物在水生生物体内富集的影响,本研究考察了两种典型的氧化物NPs对鲤鱼富集β-阻断剂美托洛尔的影响以及美托洛尔在鱼体内各部位的分布,并通过批平衡实验进一步探讨了吸附解吸与生物富集的关系。结果表明：NPs共暴露时,在摄取阶段结束时美托洛尔生物浓缩因子（BCF）值增加了2.39倍（TiO₂ NPs）和3.49倍（SiO₂ NPs）。净化阶段鱼体内的美托洛尔半衰期由20.09d缩短到8.39d（TiO₂ NPs）和6.13d（SiO₂ NPs）,净化结束时鱼体内的美托洛尔残余浓度则略有升高。NPs的共暴露未改变鲤鱼摄取美托洛尔的途径,但显著升高了鱼鳃和内脏中美托洛尔的浓度。相对于TiO₂ NPs,SiO₂ NPs对美托洛尔具有更强的、且不可逆的吸附,使用Freundlich模型拟合的lg K_F值分别为2.21（TiO₂ NPs）和4.47（SiO₂ NPs）。研究表明NPs能够通过吸附载带促进鱼体对美托洛尔的富集,吸附态美托洛尔主要通过摄食和鳃的呼吸作用随NPs进入鱼体内,由NPs携带进入鱼体内的美托洛尔一部分发生解吸从而被鱼体利用,未发生解吸的部分随NPs的排出被排出体外。     

小麦秸秆生物炭对石油烃污染土壤的修复作用

以小麦秸秆为原材料,在300℃下缺氧裂解3、6、8 h制备生物炭,比较了3种生物炭的产率、pH值、灰分以及C、H、N元素含量,表征了300℃、6 h生物炭的表面形态,并用其作为修复材料,对大港油田的石油污染土壤进行修复。结果表明,随裂解时间的延长,生物炭产率下降,pH值升高,灰分含量增加,H/C值下降,但产率、pH值、灰分和H/C值都是从3 h到6 h差异显著,6 h到8 h差异不显著。C元素含量先升高后下降。石油污染土壤经生物炭修复14 d和28d后,总石油烃降解率分别为45.48%和46.88%,均显著高于对照组。修复14 d后土壤中的萘、苊、苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘也都有不同程度的下降,其中苯并[a]芘含量下降幅度达98.18%,其他几种PAH的降解率也都高于对照组,28 d后这些PAH的含量又有上升趋势。这说明小麦秸秆裂解时间对生物炭的性质有影响;300℃、6h生物炭可以用来修复石油污染的土壤。     

生物炭固定化石油降解菌剂的制备

以前期筛选的高效石油烃降解菌多食鞘氨醇杆菌（ Sphingobacterium multivorum）为目标微生物,选择多种生物质材料（松针、玉米芯、草）为前体物制备生物炭载体,采用吸附法制备固定化石油降解菌剂,探索获得较高除油效果菌剂的制备条件。结果表明：以松针及其生物炭为载体的菌剂除油效果优于玉米芯系列和草系列;以生物炭为载体的菌剂除油效果优于以其前体物为载体的菌剂。由于玉米芯易在当地大量低成本获得,考察了玉米芯炭固定化菌剂的制备条件：300℃热解玉米芯4 h,以粒径＞200目的玉米芯炭为载体,投加量为1 g／100 mL的固定化培养基,菌接种量为5％,固定时间为18 h,转速160 r／min,温度30℃,离心后沉淀用无菌生理盐水清洗2次获得菌剂。该菌剂对5 g／L原油培养基的周除油率是47．6％～50．7％;菌剂含降解菌5．8×109 CFU／g,吸附法对菌的固定效率为80．7％,降解菌主要附着区域为玉米芯炭表面及孔。该菌剂可为进一步修复油田石油污染土壤提供技术支撑。     

菲在不同性质黑炭上的吸附动力学和等温线研究

在300、500和700℃3种条件下加热木屑制备得到3种黑炭,并对其结构和组成进行了表征。通过吸附动力学实验和平衡吸附实验,研究了菲在这些黑炭样品上的吸附动力学和平衡吸附,分别应用拟一阶、拟二阶和叶洛维奇3种动力学模型及Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合。结果表明,菲在黑炭样品上的吸附可以分为极快吸附、快吸附和慢吸附3个阶段,拟一阶动力学和叶洛维奇动力学方程仅能对菲在黑炭上吸附动力学的某个阶段拟合较好,而拟二阶动力学模型可较好地拟合菲的整体吸附动力学过程。说明菲在黑炭上的吸附由多个过程控制,水膜扩散、吸附剂颗粒表面扩散和吸附剂内部微孔扩散等多个过程导致了其吸附动力学的复杂性。在快吸附阶段,菲在各个黑炭上吸附动力学的差异,主要受黑炭疏水性影响。Freundlich模型对吸附等温数据的拟合结果进一步证实,多环芳烃菲在黑炭样品上的吸附受多种机制影响。     

半透膜微萃取方法的建立及其在测定土壤间隙水中憎水性有机污染物的应用

提出了一种新型的基于半透膜被动采样技术的微萃取方法（semi-permeable membrane based micro-extraction, SPM-ME）,并以菲为模型污染物,测试了SPM-ME用于测定土壤间隙水中自由溶解态憎水性有机污染物的可行性。结果表明,菲在该SPE-ME装置与水相间的平衡可在6 h内达到,并且随着装置中三油酸甘油酯含量的增加,单元SPE-ME对于菲的富集系数也相应增加。该装置对土壤间隙水中菲的富集在10 d内能达到平衡,整个过程主要受菲从土壤向间隙水的传质控制。该装置测得间隙水中菲的浓度与实际测得间隙水浓度十分吻合,而由传统的相平衡分配法计算所得间隙水浓度则高出实测值4-5倍。同时,该装置对体系中污染物的耗竭小于体系中污染物总量的1%。因此,SPE-ME是一种准确、有效、非耗竭式的微萃取技术。     

盐土植物提取修复重金属污染盐土研究进展

土壤盐渍化和重金属污染已成为世界性的环境问题,世界众多地区同时受到高浓度可溶性盐和重金属污染,其对人体健康构成严重威胁,盐土的重金属污染问题引起人们的广泛关注。与甜土植物相比,盐土植物可在含有高浓度Na+和Cl-的盐土中生存甚至旺盛生长,因此更利于植物修复盐土重金属污染。近年来,国内外众多学者相继开展了盐土植物修复重金属污染盐土的研究,一系列重要研究成果被报道,鉴于有关盐土植物提取修复重金属污染盐土的综述尚罕见报道,综述了盐土植物对盐和重金属胁迫的耐性机理、植物提取修复潜力及其影响因素的最新研究进展,并对盐土植物提取修复的可行性、植物修复效率、局限性和挑战进行了深入讨论,对未来研究方向进行了展望。以期为今后盐土植物提取修复盐土重金属污染提供有益参考。     

3种材料对高水位土壤返盐及植物生长的影响

采用土柱试验,模拟具有较高水位的盐渍土层,以碱茅作为供试植物,考察了4A沸石、电气石和粉煤灰对土壤的改良效果。结果表明,3种材料未能抑制土壤返盐,对植物的生长也未表现出促进作用。4A沸石使土壤变得紧实,甚至抑制碱茅的生长。电气石对土壤返盐和植物生长均无显著影响。粉煤灰加剧了土壤返盐,但也促进了碱茅的根系向盐度较低的深层伸展,从而缓解了盐胁迫。本研究认为,3种材料均不适合抑制土壤返盐和缓解盐对植物的胁迫,粉煤灰有助于抑制盐渍土的板结。     

疏浚深度和光照对海河表层沉积物氮磷释放的实验研究

采用混合均匀的海河表层底泥并以自来水为上覆水进行室内沉积物氮、磷静态释放模拟实验,研究了疏浚深度和光照对沉积物总磷和氨氮释放的影响。结果表明,实验期间（2007年7月20日至2008年1月8日）,无论光照与否,与未疏浚相比,完全疏浚能使上覆水总磷平均浓度从0．27～0．41mg·L^-1显著降低至0．02～0．03mg·L^-1（P〈0．05）,但疏浚深度对上覆水氨氮浓度无显著性影响（乃0．05）。与避光组相比,光照可使部分疏浚组和未疏浚组上覆水总磷平均浓度分别降低0．05和0．26mg·L^-1,但对沉积物氨氮释放的影响不明显（光照组氨氮浓度略高于避光组）。其余水质指标监测结果表明,光照组的水温、电导率均值比避光组分别高约0-3℃和20μs,光照组和避光组的pH值无显著差别。此外无论光照与否,电导率均随疏浚深度的增加逐渐降低,pH值变化与疏浚深度关系不大。     

壳聚糖-高岭土复合体去除铜绿微囊藻的试验研究

利用室内模拟试验,研究了壳聚糖和高岭土单独及复合作用对铜绿微囊藻的去除效果。以250mL烧杯作为试验容器,纯种藻为试验用藻,以叶绿素a和浊度表征藻液浓度的变化。结果表明,单独使用高岭土除藻效率较低,增加高岭土用量难以提高藻的去除率;单独使用壳聚糖对藻的去除效果较好,但是藻的絮凝沉降速度较慢。壳聚糖-高岭土复合体可以明显加快藻类的沉降速率,改善除藻效果。     

天津大沽排水河沉积物典型持久性有机污染物的分布特征与来源解析

分别使用气相色谱质谱仪和气相色谱仪对2010年5月采集的天津市大沽排水河8个沉积物样的16种多环芳烃(PAHs)和7种有机氯农药(OCPs)进行了调查,结果表明,沉积物中PAHs的总含量范围为370～5607ng·g-1,平均浓度为2041ng·g-1,OCPs的总含量范围为42.2～680ng·g-1,平均浓度为222ng·g-1。对其组成特征及来源进行了分析,结果表明,沉积物中PAHs主要以3～4环为主,5～6环较少,沉积物中PAHs主要来自化石燃料的燃烧或交通源贡献,以及少量石油产品的输入。滴滴涕(DDT)及其代谢产物的含量明显低于林丹类物质(HCHs),HCHs有新的输入,DDT没有新的输入,其降解方式主要是厌氧降解。