铁碳复合材料活化过氧化氢吸附-氧化萘的机理

为探讨不同铁源对铁碳复合材料结构及其吸附-氧化萘污染的影响,分别以硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、纳米零价铁和纳米四氧化三铁为铁源,葡萄糖为碳源,采用水热-碳热法合成了铁碳复合材料。采用比表面积测试、红外光谱仪、X射线衍射仪和电化学工作站分别测定材料的比表面积和孔结构、表面官能团、晶体结构和氧化还原能力,同时通过动力学实验研究不同复合材料吸附和活化过氧化氢氧化萘的效果。结果表明：Fe₂SO₄@C、FeCl₃@C和Fe（NO₃） ₃@C因较小的孔体积或较高的表面含氧官能团含量,而对萘的吸附去除率较低,且无法对萘的氧化起到活化作用。而nFe⁰@C和nFe₃O₄@C的孔体积较大,且生成结构态亚铁[Fe（Ⅱ）]和碳化三铁（Fe₃C）活性物质,可通过吸附和活化过氧化氢氧化去除萘,其中nFe₃O₄@C对萘的去除效果最好,去除率达到63.7%。研究表明,使用固态铁源制备的铁碳复合材料,具有较低的极性、较大的孔体积以及结晶较好的铁活性物质,在萘污染水体修复中具有较大应用潜力。     

我国南方某典型有机化工污染场地土壤与地下水健康风险评估

以某典型有机化工污染场地为例,开展了多层次健康风险评估,推算了土壤与地下水的筛选值和修复目标值,确定了污染修复范围及修复量。结果表明:土壤与地下水均存在不同程度的有机污染,关注污染物氯仿、四氯化碳、苯、氯苯在0~1 m的土壤修复目标值分别为0.03、0.05、0.35、6.51 mg/kg;1~3 m的土壤修复目标值分别为0.07、0.30、0.90、13.49 mg/kg;3~5 m的土壤修复目标值分别0.14、0.46、1.69、20.45 mg/kg;5~9 m的土壤修复目标值分别为0.25、0.79、2.99、36.27 mg/kg,地下水修复目标值分别为0.32、0.51、3.43、21.80 mg/L。土壤中氯仿、四氯化碳、氯苯的超标点位随深度增加而增多,其风险或危害随之增大;地下水污染区域集中,GW6号点位4种污染物均超标,其中氯仿污染最严重,致癌风险高达1.11×10–3,非致癌危害商为9.8。     

溶解性富里酸对土壤中多环芳烃迁移的影响

多数多环芳烃（PAHs）因其水溶性低,且易被土壤有机质固持,曾经被认为其迁移能力十分微弱。但土壤中溶解性有机质可能影响PAHs的溶解、吸附等环境过程,进而影响其迁移性。本文旨在研究富里酸提取的溶解性有机质（FDOM）对PAHs在土－水间迁移的影响及其可能机制。溶液化学稳定性研究结果显示,FDOM在溶液pH 2.0～7.0、CaCl₂浓度0～1 500 mmol L^-1范围内均能保持较好的分散性,未发生絮凝沉淀。室内土柱淋溶试验结果表明,FDOM在土壤中具有较强的迁移能力,在FDOM持续淋溶条件下,菲、芘以及苯并[a]芘在淋出液中的浓度明显提高,并有少量二苯并[a, h]蒽淋出。FDOM淋溶处理的土柱表层土壤中菲、芘、苯并[a]芘和二苯并[a, h]蒽的淋失率分别为92.06%、92.07%、84.52%和23.27%,显著高于对照组（p<0.05）。以上研究结果表明,FDOM可作为载体提高PAHs在土壤中的迁移性,增加PAHs向深层土壤和地下水迁移的可能性。     

中国优控多环芳烃土壤污染特征及国内外生物可给性研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类持久性有机污染物,容易在土壤中累积并且毒性显著,但PAHs在土壤固相上的吸附性较强,基于土壤污染总量暴露会导致高估人群健康风险。本研究基于2000-2020年间发表的123篇文献,总结了我国土壤中16种优先控制多环芳烃(∑16PAHs)的污染浓度分布和组成特征,介绍了11种常见的模拟PAHs生物可给性测试方法和主要影响因素,并总结了PAHs的生物可给性系数范围。研究结果表明土壤∑16PAHs最高与平均浓度分别为23 250 和1 314.7 μg.kg-1污染较为严重;近年来PAHs生物可给性测试方法主要基于生理原理提取法(PBET),在模拟消化过程和吸附剂等方面不断完善和改进,并且消化条件、土壤性质等因素对生物可给性结果影响较大。16种PAHs的生物可给性平均值范围为13.2%~72.4%,其中?和苯并[b]荧蒽的生物可给性较高,对∑16PAHs暴露产生贡献较高。本研究为开展土壤PAHs污染精细化风险评估研究提供重要理论参考依据。     

pH及共存金属离子对生物质炭吸附铅稳定性的影响

生物质炭对重金属吸附性能的稳定性是评价生物质炭修复效果的重要指标。本文研究了不同pH、金属离子Cd和Al存在下,Pb在不同炭化温度(100℃、400℃、700℃)生物质炭上的脱附性能及脱附过程。结果表明,pH越低,Pb的脱附率越大。其主要是由于H~+的竞争效应,以及生物质炭表面官能团的质子化,促进了Pb的重新活化。在Cd和Al共存时,Pb的脱附率进一步增加。当pH=3.5时,Cd和Al的存在分别使Pb从CM100、CM400和ZKZ700上的脱附率提高了13.9%、1.0%、3.4%和26.8%、13.0%、11.3%。这主要归因于多金属的水解使得更多的H~+得以释放,进而促进了Pb的脱附。Pb在生物质炭上的脱附率随脱附时间的延长而不断增加,反应前4 h,脱附率迅速增加并均已达最大脱附率的70%,4 h后脱附速率减慢。Pb的脱附动力学符合伪一级动力学模型及颗粒内扩散模型(前4 h)。当Cd和Al存在时,解吸液对Cd、Al易解吸态的优先脱附降低了Pb的脱附速率并延长了其脱附所达平衡的时间。     

油菜饼粕生物炭制备过程中多环芳烃的生成、分配及毒性特征

以油菜饼粕为原料,在300、500、700℃下进行缺氧慢速热解,研究生物炭和生物油中PAHs(多环芳烃)的生成、分配及毒性特征。结果表明:PAHs的生成量随热解温度升高而逐渐减少,在300~700℃下热解后分配于生物炭和生物油中的PAHs含量分别为42.7~1 460.8μg·kg~(-1)和5 799.9~53 151.0μg·kg~(-1)。生成的PAHs以低环(2环、3环、4环)为主,其在生物炭和生物油中所占比例分别为97.4%~98.8%和97.8%~99.0%。97%以上的PAHs分配于生物油相,生物炭中PAHs的残留量较低。5环PAHs是生物炭和生物油中苯并[a]芘毒性当量浓度(TEQ_(BaP))的主要贡献者。较高温度条件下热解有利于降低PAHs的生成量及其潜在的致癌风险,可作为制备油菜饼粕生物炭的推荐工艺条件。     

某有机化工污染场地土壤与地下水风险评估

以江苏某有机化工污染场地为例,采用美国RBCA(risk based corrective action)风险评估软件,并依据我国《污染场地风险评估技术导则》(征求意见稿)对模型中的参数进行了本土化设定,开展了典型有机化工类场地土壤与地下水的人体健康与水环境风险评估。结果表明：研究场地土壤污染相对较轻,局部区域存在风险或危害,最大值分别为5.44×10-5和54;地下水污染相对严重,有6个点位存在不同污染物的风险或危害商超标,其中,1,2-二氯乙烷的最大致癌风险高达0.174,氯苯的最大非致癌危害商高达20 586。与保护人体健康的修复目标值相比,保护水环境的值要更为保守。由此,仅基于健康风险的修复仍然可能存在水环境风险,应当予以重视。     

基于保护水环境的场地地下水风险评估模拟应用研究

以江苏省某溶剂化工场地为例，利用英国污染地块水文地质风险评估模型研究了该场地地下水污染物对场地内及周边水环境的影响。比较了稳态和非稳态地下水溶质迁移模型(Ogata Banks、Domenico、Time variant Domenico)对污染物在自然衰减条件下从污染源向场地边界迁移过程模拟。结果表明：该场地的地下水中苯、乙苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、氯仿超过了地下水质量Ⅲ类标准，但场地内污染物对场地边界地下水的潜在环境风险基本可以忽略。Ogata Banks与Domenico模型对于污染物在含水层的自然衰减下的迁移模拟表明污染物在30 m内的迁移过程中浓度下降较快，在30 m外的迁移过程中污染物的浓度较低且衰减不明显。Domenico模型计算较为简洁，在风险评估中具有较强的适用性；敏感性分析表明合规点至污染源距离x、含水层容重ρ、含水层孔隙度n、有机碳含量f_oc、有机碳分配系数K_oc、水力传导系数K、水力梯度i均影响污染物在含水层的自然衰减迁移过程，通过精细化水文地质调查获取上述参数将有助于提高风险评估结果的精确度。     

高级氧化技术修复萘污染土壤和地下水研究进展

多环芳烃是土壤和地下水中普遍存在的持久性有机污染物。其中，萘是结构最简单的多环芳烃，具有迁移性强的特点，可通过多种途径在土壤和地下水中富集，是焦化、化工等历史遗留地块重点关注的污染物之一。高级氧化技术高效、安全且经济，因此，基于高级氧化的萘污染土壤和地下水修复技术受到越来越多的关注。本文综述了芬顿和类芬顿氧化、臭氧氧化和过硫酸盐氧化的反应机理，重点阐述了二价铁、微纳级零价铁、铁矿物、铁螯合物等均相及非均相活化剂活化的氧化技术在修复萘污染土壤和地下水方面取得的研究进展，介绍了多种高级氧化技术联合修复以及高级氧化技术与生物降解技术协同修复的研究现状，指出了目前萘的高级氧化技术研究存在的问题，并对研究做出了展望。