电动技术去除剩余污泥中重金属

电动技术去除污泥中重金属受到多种因素的影响，因此非常有必要探讨适宜的修复参数。本论文系统研究了电解时间、介质pH、强化剂种类、电压和超声振荡时间等因素对电动力学去除剩余污泥中重金属Cu、Zn、Ni、Cr的影响。结果表明，最适宜的电解时间为12 h，最佳介质pH为2，最适电压为1.5 V·cm^-1，最适宜的超声振荡时间为1.0 h。添加EDTA对剩余污泥中Ni的去除效果最佳，最佳添加浓度为0.20 mol·L^-1；添加柠檬酸对剩余污泥中Zn的去除效果最佳，最佳添加浓度为0.25 mol·L^-1；酒石酸对剩余污泥中Cu的去除效果最佳，最佳添加浓度为0.25 mol·L^-1。研究为电动技术去除剩余污泥中重金属的实践提供了理论参考。     

基于镧系金属有机框架材料检测水体中酰胺类除草剂残留的可视化技术研究

研发水体中酰胺类农药残留简便快捷的检测技术，对评估农药造成的水体污染和提出相应的治理对策具有重要意义。以共掺杂镧系金属离子 (Eu3+ 和Tb3+) 作为配位金属离子，分别利用水热法和微波法制备了镧系金属有机框架材料 (lanthanide metal-organic frameworks, Ln-MOF)，对其结构和性质进行了表征，并采用所制备的Ln-MOF对水体中残留的5种常见酰胺类除草剂 (乙草胺、异丙草胺、丙草胺、敌草胺和异丙甲草胺) 进行了定性和定量分析。结果表明:与水热法相比，采用微波法制备的Ln-MOF样品呈蓬松的簇状、结晶度好，且具有更高的发光效率，故选择微波法制备Ln-MOF。农药残留检测试验结果表明，不同除草剂对Tb3+和Eu3+的发光会产生差别性猝灭，并使整体发射光发生变化，进而实现水体中农药的可视化检测。进一步研究发现，荧光强度比值I (Tb3+)/I (Eu3+) 与丙草胺浓度在0.1~1 mmoL/L范围时呈线性相关，线性相关系数R2 = 0.998，检测限 (LOD) 为0.08 mmoL/L。另外，该材料对于用湖水配制的除草剂溶液也具有一定的定性检测能力。本研究结果展现了Ln-MOF用于水体中酰胺类除草剂的定性、定量分析具有良好应用前景。     

重金属Cd、Pb复合污染对植物生理生化和细胞结构影响的研究进展

我国受重金属污染的土地面积广大,因采矿等造成的环境和土壤重金属污染问题日趋严重。因金属矿床形成特点及开采方式单一等原因,造成Cd、Pb居于重金属复合污染前列。通过总结单一Cd、Pb污染对植物生理生化特征的影响以及Cd、Pb复合污染对植物生理生化及细胞结构的影响等研究进展,明晰土壤重金属Cd、Pb复合污染对植物影响和损害的研究热点,进而探明植物重金属胁迫的生理响应机制。     

生物油重质油醇类添加剂提质研究

通过加入不同质量分数(5%~25%)的甲醇、乙醇、辛醇及其混合醇对松子壳热解重质油进行提质研究,考察醇添加剂对重质油理化特性影响及其存储稳定性。研究发现加入醇添加剂超声处理后能显著降低重质油的粘度、含水率和p H值,并提高其热值;同时使多环芳烃、酮类等物质含量降低,脂肪烃、芳香烃等含量增加。混合醇处理重质油的品质更好,存储56 d后性质仍较稳定,粘度和含水率随储存时间延长稍有增加。加入甲辛醇56 d后重质油的粘度为980 m Pa·s,含水率为21.02%,增长速率仅均为原始重质油的一半;且添加量越高,油的热值越高,添加量25%时热值为32.66 MJ/kg。但从热重分析发现甲辛醇添加量为20%时燃烧性能最好,其燃烧段的失重速率最大并且燃烧后的灰分最少。     

三峡库区沉积物中重金属化学形态分布特征与相关性分析

为全面了解三峡库区干支流沉积物中重金属的赋存形态,更好地为评价及保护三峡库区水生态环境提供科学依据,于2015年6月在三峡库区采集沉积物样品67个,通过ICP-MS等仪器测定了沉积物中各重金属元素的不同赋存形态量,运用SPSS、Matlab统计分析软件对重金属赋存形态进行对比分析。结果表明,库区表层沉积物中Cr、Ni元素主要以残渣态为主(占总量的75%以上);Cu、Zn、As元素主要以残渣态和可还原态为主(合计占总量80%~95%);Cd元素主要以酸可提取态和可还原态为主(分别占总量的55%和23%);Pb元素主要以可还原态和残渣态为主(各占总量的71%和18%)。Cd和Pb元素生物可利用态量较高,均超过该元素的长江沉积物背景值;该种形态下的重金属元素容易进入水体,并且在地球化学条件变化时转化成能被生物吸收和利用的形态,对生物造成较大危害。干流上游段重庆主城区及下游段,渠系河、大宁河、磨刀溪、沿渡河应当是重金属生态危害研究与防治的重点区域。     

重金属污染土壤不同修复处理后的土壤动物群落结构特征

为了探讨重金属污染过的土壤经修复后其土壤生态的变化情况,于2014.12—2015.12期间,采用干漏斗法针对经过不同修复处理后的土壤动物群落结构进行追踪研究。研究结果表明:由于污染抑制了某些土壤动物的生存,导致土壤动物的个体数与类群数锐减;而杜绝污染水源后,修复植物根系土壤动物群类群数与个体数增加,并且蜱螨目、弹尾目和线虫纲等常见的土壤动物类群修复效果明显。说明被重金属污染过的土壤在断绝污染水源后,人工种植修复植物不仅可以改善土壤物理性质,而且对根系土壤动物也有修复作用。     

基于地统计学的土壤重金属分布与污染风险评价

在野外调查取样和室内分析获得大量土壤重金属含量数据和空间数据的基础上,利用经典统计学和普通克里格法(OK)对采样区域土壤重金属含量的空间变异性进行了分析,并利用指示克里格法(IK)和多变量指示克里格法(MVIK)绘制了各项重金属元素污染风险和土壤污染综合风险概率图。结果表明:岩溶地貌区土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Ni和Zn的含量显著高于非岩溶地貌区,各项重金属元素之间具有显著的相关性,说明它们存在很大的同源性和复合关系;受岩性、成土母质等内在因素的影响,各项重金属元素(除Cu元素外)都具有强烈的空间变异性,重金属元素含量高值主要分布在东南部和北部的岩溶地貌区,低值主要分布在西南部的非岩溶地貌区;采样区域存在As、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn等重金属污染风险,其风险概率分别为0.326、0.805、0.185、0.192、0.267和0.270,土壤重金属污染综合风险概率为0.335。     

Effects of different loading rates and types of biochar on passivations of Cu and Zn via swine manure composting

Pollution of arable land caused by heavy metals in livestock and poultry manure has become a potential threaten to human health in China. Safe disposal of the contained toxic pollution with animal manure by co-composting with biochar is one of the alternative methods. Biochars from different sources (wheat straw, peanut shells and rice husks) amended with different loading rates were investigated for passivations of copper and zinc (Cu and Zn) in swine manure composting. Results showed that the passivation effects of the three types of biochar on Cu and Zn were enhanced with increasing biochar dose. Contents of Cu and Zn measured by diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) and Community Bureau of Reference (CBR) showed that wheat straw biochar with the loading rates of 10%-13% (w/w) was superior to the other two types of biochar in this study. Compared with the control, sample from wheat straw biochar was more favorable for the bacterial growth of Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteria. In addition, pot experiment showed that organic fertilizer amended with wheat straw biochar could significantly improve the growth of Chinese pakchoi and enzyme activities (superoxide dismutase, peroxidase, polyphenol oxidase and catalase) as compared with the control. Cu and Zn contents of Chinese pakchoi in the organic fertilizer group containing wheat straw biochar reduced by 73.2% and 45.2%, 65.8% and 33.6%, respectively, compared with the group without loading biochar. There was no significant difference in the contents of vitamin C and reducing sugar between the groups of organic fertilizer amended with/without wheat straw biochar, however, there was significant difference compared with the heavy metal addition group. The application of organic fertilizer formed by adding biochar can effectively reduce the adverse effects of heavy metals on crops.     

长江口口门海域水体重金属时间变化趋势及预测

通过对2004—2017年长江口口门区域水体中Cu、Zn、Pb、Hg和As 5种重金属含量的调查,分析了北支、南支北港和北港北沙3个区域水体重金属含量的变化趋势及影响因素,并对未来几年重金属的含量进行了预测研究。结果显示,Cu和Pb在2011—2017年间整体呈现下降趋势,下降幅度低于2004—2008年, Zn和As在2011—2017年间一直处于稳定的下降趋势,Hg的下降趋势较小,5种重金属均在2011年和2015年前后污染物排放量增加时出现不同幅度的增长,且径流量较大的区域增长幅度较大;分析其影响因素得出,由于早期水体中重金属含量较高,治理投入成效大于污染物排放的影响,故2004—2008年Cu、Zn、Pb和As含量与环境治理投入呈显著负相关,与排污量之间相关性不显著;而在重金属含量控制到较低水平后,治理难度增加,成效减弱,污染物排放量成为了控制重金属含量的主要影响因素,故2011—2017年的重金属含量与环境治理投入相关性不显著,与排污量呈显著正相关;由于长江口3个区域在盐度和径流量等因素上存在差异,采用了ARIMA模型对不同区域的重金属分别进行预测,预测得出2020—2022年长江口口门处3个区域水体中重金属含量较低,变化趋势较为平稳,该模型具有较高的精度,误差在5.19%～11.82%之间,分区域预测可以突出不同区域重金属含量及变化特征,预测结果更具针对性,能够为未来治理方案的拟定提供一定依据。     

山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征和健康风险评估

[目的] 了解山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征及雨水径流中重金属元素对于人体的健康风险，为山地海绵城市建设提供径流污染控制参考和人员健康保护基础数据。[方法] 2019年7月22日在重庆交通大学针对屋顶、道路、停车场和广场4种典型的下垫面进行了雨水径流的取样监测，并统计分析场次降雨平均浓度（EMC）、电导率（EC）、钠吸附率（SAR）、危险商（HQ）和危险指数（HI）。[结果] 广场径流过程中重金属元素整体变化波动较大，道路雨水径流的重金属健康风险最大而屋顶健康风险最小；大多重金属污染物在产流后的10 min内出现了降幅，其中Fe和Mn的降幅较大，Zn的降幅中等，Cu的降幅最低；As和Cr是雨水径流中健康风险最高的重金属污染物。[结论] 山地校园重金属污染物冲刷速度较快，人流大的下垫面雨水径流中重金属元素变化波动较大，但健康风险较低；车流大的下垫面雨水径流中重金属元素波动较为稳定，但健康风险较高。