杭州市居民区土壤重金属的化学特性及其与酸缓冲性的关系

杭州市居民区土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn和Mo均有不同程度的积累;除Cr、Mo外, 居民区重金属的积累一般低于该市商业区。居民区土壤中Cd、Co、Cr和Ni主要以稳定的残余态为主;而Cu、Pb、Zn和Mn则以可提取态为主。在正常条件下,居民区土壤具有较高的重金属吸持能力,被吸持的重金属较为稳定,绝大部分不易被中性盐所交换。但随着pH的下降,土壤对重金属的吸持能力明显降低,而重金属的释放潜力明显增加。杭州市居民区土壤的酸缓冲性有较大的变化,主要受土壤CaCO3含量的影响,缓冲性高的土壤,重金属可溶性较低。居民区土壤由于受建筑物质中CaCO3的影响,具较高的酸缓冲性,增加了土壤重金属的稳定性。     

沼液对水稻生长产量及其重金属含量的影响

沼气发酵残余液（沼液）是一种典型的优质有机物料,目前我国每年产生2亿多吨的沼液,农业生产中寻求沼液的资源化利用,对避免环境二次污染和实现畜禽养殖业的生态可持续发展具有重大的现实意义和社会意义。在田间小区试验条件下,以粳稻‘亚优红一号’（OryzasativaL．）为试材,就沼液作为肥源代替化学肥料施用对其营养生长、稻谷产量及稻米中重金属含量的影响作了初步探讨。结果表明,沼液作基肥,追肥施复合肥获得的水稻产量最高,达55．9g·plant^-1。虽然与当地习惯施肥（基肥和追肥施复合肥）相比稻谷产量没有明显差异,但是基肥用沼液代替化学肥料,显著降低了水稻生产成本。同时,沼液作基肥,迫施复合肥明显促进了水稻分蘖和生长,虽然稻米中Cu、Cd含量没有显著变化,但强化了稻米Fe、zn营养,显著降低了Pb含量,明显提升了稻米营养品质。可是,试验结果也显示,沼液完全代替化学肥料施用对水稻生长及其产量形成是不利的。     

低分子有机酸去除土壤中重金属条件的研究

采用化学萃取实验,以湖南郴州柿竹园和湖南衡阳水口山矿区的重金属污染农田土壤为研究对象,采用柠檬酸、草酸、酒石酸作为低分子有机酸萃取剂,在一定的条件下对污染土壤中重金属进行萃取实验,确定各个单因素的适宜条件。结果表明,对于湖南郴州和衡阳两个污染地区土壤运用化学萃取技术萃取重金属来进行土壤修复是实际可行的;柠檬酸、酒石酸、草酸对各种土壤中的重金属都表现出了良好的萃取能力,是高效的土壤重金属萃取剂;单因素的适宜萃取条件为100mmol·L^-1有机酸溶液,固液比1∶5,恒定温度35℃,pH为3,反应时间24h,且萃取率随着电解质浓度的增大而提高;土壤中重金属存在形态与萃取效果有一定的相关性,稳定态（残渣态、硫化物和有机结合态、铁-锰氧化物结合态）金属含量高,表现为较低的萃取率;反之,萃取率高;柠檬酸、草酸、酒石酸3种萃取剂均能有效地降低衡阳污染土壤中的重金属浓度,3种萃取剂的萃取效率依次为酒石酸〉草酸〉柠檬酸。     

生物淋滤去除农用污泥中重金属的效果及工艺

污水处理厂污泥中的重金属含量高是污泥农用的主要障碍。该文针对天津污水处理厂污泥含铜量高的特性,分别以硫酸亚铁和硫粉作为培养基进行生物淋滤对比试验,前者对铜的去除率远远高于后者。以硫酸亚铁作为培养基,研究了投配比、接种污泥量、pH值和温度对污泥中重金属去除效果的影响。结果表明,在硫酸亚铁投配比为10 g/L、污泥接种量为20%、温度为28℃、淋滤时间为4 d时,污泥中重金属Cu、Pb、Cr、Ni、Zn和Cd的去除率分别为89%、38%、61%、76%、72%和57%,其相应残余量分别为116、62.5、98、22、174、1.1 mg/kg。在7～28℃范围内,温度越高,氧化亚铁硫杆菌活性越高,生物淋滤时间越短;28℃和35℃下氧化亚铁硫杆菌活性基本相同。以硫酸亚铁为培养基淋滤处理后污泥中重金属的含量可满足《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-1984)。     

GLDA淋洗参数对污泥中重金属去除效率的影响及其动力学分析

采用GLDA作为淋洗剂对工业污水污泥进行淋洗,确定淋洗的最优参数,为治理工业污泥提供参考依据。通过振荡淋洗研究了GLDA浓度（0.5% ~ 20%）、pH（2 ~ 10）、液固比（10∶1 ~ 80∶1）和淋洗时间（0 ~ 24 h）对污泥中重金属去除率的影响,利用动力学方程对实验数据进行拟合。结果表明,降低pH、增加液固比和延长淋洗时间均可提升重金属的淋洗效率,在pH为2,浓度5%,液固比60∶1,淋洗时间480 min时,GLDA对污泥中的重金属淋洗率达到最优,镍（Zn）、镍（Ni）、镉（Cd）和铬（Cr）的去除率分别为91.21%、76.34%、69.56%和65.01%。准二级动力学方程可以较好的拟合GLDA对4种重金属的淋洗过程,说明重金属淋洗过程以化学淋洗为主。综上所述,在进行淋洗参数优化的基础上,GLDA可用于工业污水污泥中重金属的去除。     

复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究

参考经济合作与发展组织(OECD)化学品试验导则No.106,采用批量平衡试验的方法,探讨了土霉素(Oxytetracycline,OTC)在3种土壤中的吸附解吸特性,并考察了土霉素外加量对土壤中4种代表性重金属元素(铜、锌、铅、镉)解吸量的影响。试验设置的土霉素初始浓度为0.01、0.1、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100、200和400 mg L-1。结果表明:(1)存在一个土霉素特征浓度,高于或低于该浓度值时土霉素的吸附性质有所差异,且高低两个浓度范围内的数据均能用Freundlich模型与Langmuir模型较好地拟合;(2)当土霉素浓度在0~25 mg L-1之间时,能在土壤表面与重金属发生竞争吸附,且重金属解吸量随土霉素浓度的增加而增加;当土霉素浓度在25~100 mg L-1之间时,部分游离态重金属以与土霉素的络合物形式重新固定于土壤表面,土壤重金属的解吸量随土霉素浓度增加而减少;土霉素浓度高于100 mg L-1时,体系p H相对于对照有明显下降,土壤重金属的解吸量与土霉素浓度又呈正相关。     

不同生物炭制备条件对重金属在秸秆生物炭中存留的影响

项目研究了重金属修复基地水稻、玉米、油菜、高粱4种修复材料秸秆的热重反应,并首次探讨了重金属修复材料在制备生物炭过程中,不同生物炭制备条件对重金属在生物炭中留存的影响。结果表明:四种秸秆热重反应变化趋势基本一致,失重主要发生在200～400℃之间,而在400～600℃区间,基本保持恒重。水稻秸秆失重率90%明显高于其他三种秸秆失重率75%。在不同终点温度条件下(350～550℃),重金属在生物炭中浓度有增加趋势,其百分比例均随温度的升高而降低,原料利用热值则在400℃最高。在不同升温速率和保温时间下,重金属在生物炭中的含量随升温速率升高和保温时间的延长而升高,生物炭得率和秸秆综合利用热值却随之下降。因此,秸秆生物炭制备过程中为获得较低重金属含量和高热值的生物炭,建议以400℃为终点温度,升温速率不宜过快,保温时间不宜过长,分别在1℃min^-1和1 h左右即可。     

不同初始氧化还原条件下土壤中重金属的运移研究Ⅰ：单一Cd、Cu、Zn的土柱实验

以重金属离子镉、铜、锌为研究对象,通过室内土柱混合置换实验,分析了五种不同氧化还原电位对Cd、Cu、Zn在土壤中运移的影响。结果表明,氧化条件的土壤中Cd的穿透曲线(BTCs)峰值大小的顺序为Eh=490 mV>350 mV>240 mV;还原条件的土壤中Cd的BTCs的峰值为Eh=20 mV>100 mV>240 mV。在氧化条件下,高Eh能明显促进Cu在土壤中的迁移;还原条件下,低Eh会抑制Cu的迁移,抑制程度与还原剂浓度无关。与原土(氧化还原电位240 mV)相比,氧化性土壤中Zn运移较快,表现为相对浓度峰值较高,而不同的还原条件对Zn的迁移影响并不明显。三种重金属Cd、Cu、Zn出流液的pH均表现为先下降后上升最后趋于平缓,氧化条件土壤出流液的pH小于还原条件;而Eh正好相反。     

应用XAFS研究草酸根和胡敏酸对As(V)在红壤中吸附的影响

结合吸附实验和X光吸收精细结构光谱(XAFS)分析,研究了草酸根和胡敏酸对As(V)在红壤中吸附的影响,分析了As(V)在红壤中的化学形态和微观结构以及草酸根、胡敏酸的影响特征。结果表明,当pH6.0时,红壤主要是通过基团交换反应吸附As(V),草酸根和胡敏酸可以通过竞争吸附位点抑制红壤中As(V)的吸附,其抑制作用随浓度增大而增强。XAFS光谱学数据表明,红壤中吸附的砷以+5价态存在,主要与铁铝矿物形成以约0.317 nm As-Al和0.328 nm As-Fe原子间距为特征的双齿双核结构的内层复合物,复合物结构类型不受砷浓度和草酸根、胡敏酸的影响。     

富啡酸对石灰性潮土中磷吸附-解吸及其对锌次级吸附-解吸的影响

通过吸附和解吸试验,研究了富啡酸（Fulvic acid,FA）对石灰性潮土中磷吸附一解吸的影响,并进行了吸附富啡酸和磷后对锌次级吸附一解吸的影响。结果表明：同时吸附不同磷和富啡酸后,土壤对磷的吸附量随磷初始浓度的增加而增加,而随富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;石灰性潮土磷等温吸附曲线用Langumir方程式描述时,土壤对磷的吸附反应常数K、最大吸附量Xm、最大缓冲容量KxXm均随富啡酸初始浓度的增加而降低;KNO_3、KOH、HCI对吸附磷的解吸量所占比例及磷的总解吸量均随富啡酸浓度的增加而增加。土壤对Zn^2＋的吸附率随磷和富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;而其解吸率随磷和富啡酸吸附浓度的增加而增加,说明磷和富啡酸减少了土壤对Zn^2＋的吸附,且增加了其在土壤中的解吸量。所以,石灰性潮土中富啡酸提高了土壤中磷的有效性,而且磷和富啡酸提高石灰性土壤中锌的有效性。     

重庆主城区空气降尘中重金属的特点及其在表层土壤中的累积量研究

探索不同功能区空气降尘中重金属通量特征并对其进行污染评价,对于了解空气降尘输入对土壤中重金属累积影响具有重要意义。对重庆主城的居住区(JZ)、文教区(WJ)、商业区(SY)、郊区(JQ)、交通区(JT)和工业-居住混合区(GJ)逐月进行空气降尘通量和Cr、Ni、Cd、Pb含量的测定。结果表明,工业–居住混合区的空气降尘通量平均值最高,文教区的最低。6类功能区秋季的降尘量相对较低。Cd、Cr、Ni和Pb的平均降尘量在不同功能区分布存在差异。空气降尘中4种重金属元素的平均含量为:Cd 2.14 mg/kg、Cr 66.36 mg/kg、Ni 27.69 mg/kg、Pb 98.33 mg/kg。6类功能区降尘中Cd、Cr、Ni和Pb 4种重金属含量一般冬季较高。地积累指数法的分析表明降尘中Cd污染最严重。经推算,以空气降尘的方式向土壤中输入的重金属,使重庆主城区土壤中Cd、Cr、Ni和Pb等4种重金属元素的浓度在累积100a后仍将低于《土壤环境质量标准》中的二级标准。土壤中重金属元素增加速度最快为Cd,其次为Pb和Cr,Ni的增长为负值。     

酸快生芽孢杆菌‘HS3’培养条件的优化及其在玉米花生间作体系中的促生效果

  【目的】  高效多功能微生物可以改善作物根际环境,提高肥料利用率。我们筛选并验证了一株多功能促生菌对作物的“增产提质”效应。  【方法】  供试促生菌分离筛选自花生根际土,利用“稀释涂布平板法”获得一株兼具产吲哚乙酸(indole acetic acid, IAA)、溶有机磷、解钾能力的高效多功能促生菌,结合形态学、生理生化及16S rDNA序列分析方法鉴定其种属,通过单因素和正交试验探究其促生能力最佳条件,并将其应用在花生盆栽以及花生玉米大田间作条件下,探究其在实际生产中的应用价值。  【结果】  1)筛选出的菌株登记号为‘HS3’,属于酸快生芽孢杆菌(Bacillus acidiceler),其产IAA、溶有机磷、解钾能力分别达45.82、2.86和19.88 mg/L。其最佳产IAA能力和解钾能力的培养条件为:初始pH 6、装液量100 mL/250 mL、果糖、酵母粉;最大溶有机磷能力的培养条件为pH 6、装液量100 mL/250 mL、蔗糖、尿素。2)盆栽试验中,接种‘HS3’后,土壤IAA、有效磷、速效钾含量分别提高了80.95%、14.24%、70.59%,并显著促进了花生根系和地上部的生长。3)在田间花生玉米间作体系下,接菌处理花生侧土壤IAA、有效氮、有效磷、速效钾含量分别显著提高了49.06%、22.64%、24.01%、52.89%,单株秕果数和单株秕果重分别显著下降了54.26%和47.90%,花生产量显著提高9.87%;玉米侧土壤IAA、有效磷、速效钾含量分别显著提高了67.83%、22.94%、14.17%,玉米穗秃顶长下降了27.30%,玉米产量显著提高18.56%。相关性分析结果表明,花生玉米间作田间试验中土壤IAA、速效磷和速效钾含量均与花生和玉米产量呈显著正相关。  【结论】  筛选得到的一株酸快生芽孢杆菌‘HS3’具有较好的产IAA、溶有机磷和解钾的功效。接种于土壤中可以有效提高土壤IAA、速效磷、速效钾含量,进而促进植株的地上部和地下部生长,提高产量。     

硫在稻根微域中化学行为及其对水稻吸收重金属的影响机理

我国水稻种植面积和产量分别占世界23%和40%.人类活动,如农药和除草剂施用、采矿、污水灌溉,已经导致了一些地区水稻土污染.开发能够控制、减少水稻对重金属吸收和经食物链传递的技术与方法,对确保食物安全具有重要意义.硫(S)有6个化合态,土壤硫化合物种类多,其在土壤中转化相当复杂,在土壤环境化学研究中具有重要地位.本文收集了国内外有关文献,评述了S在水稻土中的含量、形态及转化,重点阐述了S在根际微域化学行为及其与水稻吸收重金属之间的关联,并提出了未来应开展的主要研究方向.     

氮磷共掺杂生物质多孔碳的绿色合成及其在锂硫电池中的应用

针对多孔碳材料的合成依赖于强腐蚀性造孔剂和额外杂原子化合物,存在碳产率低、制备成本高的问题,该研究提出通过交联作用和原位掺杂策略绿色制备一种高产量、官能团丰富、氮磷共掺杂的生物质多孔碳,再通过物理复合制得碳硫复合材料用作锂硫电池正极.研究结果表明,植酸与烟梗表面官能团的强交联作用有利于形成多孔碳.同时,植酸富含碳和磷元...     

东方栓孔菌在染料脱色中的应用及其脱色条件的优化

本研究利用东方栓孔菌（Trametes orientalis）菌株Cui6300发酵所得的粗酶液,对刚果红、结晶紫、铬天青、亚甲基蓝和中性红5种染料进行了催化脱色试验,并对其中脱色效果较好的染料进行了脱色条件优化。结果表明：东方栓孔菌漆酶粗酶液对结晶紫有相对较好的脱色效果。添加2,2＇-连氮-双（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）（ABTS）的粗酶液对结晶紫的降解效果没有明显促进作用,因此后续试验中直接采用粗酶液。脱色条件优化结果为：最佳初始pH值6.0,最佳培养温度55℃,最佳接种量2.0%,最佳转速160r/min,最佳底物浓度160mg/L。在此条件下反应96h,脱色率可达98.45%。本试验说明东方栓孔菌在印染废水治理方面具有较好的应用前景,可以作为一种新型菌株应用于染料脱色。     

好氧土壤中[C环-U-14C] 丙酯草醚的结合残留及其在腐殖质中的分布动态

农药的环境行为与归趋,尤其是结合残留研究,是新农药安全性评价的重要内容之一,这关系到新农药的科学使用。本文利用14C同位素示踪技术,研究了[C环-U-14C]丙酯草醚(ZJ0273)在3种不同类型好氧土壤中的结合残留及其在富啡酸、胡敏酸和胡敏素中的动态分布。结果表明：（1）在整个培养过程中,土壤中的丙酯草醚结合残留量均随时间而递增。培养至75d,红砂土（S1）、黄松土（S2）与淡涂泥田（S3）中的14C-BR最大值分别为引入量的12.55%,20.35%和20.49%,且富含有机质和pH较高的土壤更易与丙酯草醚形成结合残留;（2）丙酯草醚与富啡酸、胡敏酸和胡敏素形成的结合残留,含量大小依次为富啡酸＞胡敏素＞胡敏酸。因此,丙酯草醚与土壤基质形成结合残留的过程中,富啡酸起主要作用,而胡敏酸的作用最小。     

固化剂对土壤中重金属的稳定作用及其在河岸固化护坡中的应用研究

为评估一种自主开发的固化剂（GSS-02）对土壤中重金属的稳定作用,探讨该固化剂用于河岸固化护坡工程的可行性,在实验室内分别采用普通硅酸盐水泥（OPC）和GSS-02对土壤实施固化处理,用USEPA的TCLP方法测定浸出毒性,评估添加剂对土壤Cu、Zn、Cr和Ni的稳定效果,测定固化体的无侧限抗压强度,初步评估土壤固化体的物理性能。结果表明,加入OPC或GSS-02在一定程度上提高了土壤浸出液的pH值,固化剂添加量与浸出液pH值存在显著的正相关关系;OPC和GSS-02对Cu、Zn和M有较好的稳定作用,能使浸出液中重金属浓度降低为对照样品的1／3～1,7,但能够活化Cr;加入OPC或GSS-02能提高固化体的无侧限抗压强度,与OPC相比,低剂量时GSS-02能显著提高无侧限抗压强度,而高剂量时则相反,这有利于土壤生物工程的实施。上海市南汇区某河岸固化工程应用表明,GSS-02能满足土壤重金属稳定和土壤生物生长恢复的需要,与OPC相比是一种良好的生态型固化剂。