皂角苷增强洗脱复合污染土壤中多环芳烃和重金属的作用及机理

通过增溶实验和土壤洗脱实验,研究了一种生物表面活性剂--皂角苷(saponin)对多环芳烃-重金属复合污染土壤的洗脱作用及机理.结果表明,皂角苷对菲、芘等多环芳烃有极强的增溶作用,当皂角苷浓度为0.04%时,菲、芘在液相中的表观溶解度分别增大了约22倍和128倍,因而皂角苷能显著增强多环芳烃污染土壤中菲、芘的洗脱,洗脱效率最大分别可达84.1%和81.4%,增大了约2倍和17倍.皂角苷可与重金属离子形成水溶性的络合物,从而增强洗脱重金属污染土壤中的Zn2+和Cd2+,在皂角苷浓度为0.4%时,Zn2+、Cd2+的洗脱效率分别可达93.0%和79.4%,增大了约75倍和8倍.皂角苷可同时洗脱多环芳烃-重金属复合污染土壤中的菲、芘和Zn2+、Cd2+,洗脱效率分别达87.6%、83.5%和92.3%、78.6%,重金属的存在略增大了皂角苷对菲、芘等多环芳烃的洗脱效率,但多环芳烃对Zn2+、Cd2+的洗脱效率没有明显影响.皂角苷可同时增强洗脱复合污染土壤中的多环芳烃和重金属,从而为多环芳烃-重金属复合污染土壤的修复奠定基础.     

表面活性剂在污染土壤修复中的应用

污染土壤淋洗修复技术中,淋洗剂的选择是影响这一技术应用的限制因素之一.目前研究的淋洗剂包括表面活性剂、有机或无机酸、螯合剂EDTA等.大量研究表明,表面活性剂能够去除土壤中的污染物,特别是有机污染物,提高污染土壤的修复效果.综述了表面活性剂在污染土壤修复中的应用.土壤有机污染修复中表面活性剂的作用主要体现在增溶洗脱土壤中有机污染物,提高有机物在水中的溶解度和流动性;增强土壤对有机污染物的吸附作用,即增强截留固定作用;改变吸附态或溶解态有机污染物的生物利用性.土壤重金属污染修复中表面活性剂的作用主要体现在离子交换和络合作用.     

表面活性剂强化EDTA络合洗脱污灌土壤中重金属的试验研究

在实验室条件下研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)和重金属洗脱螯合剂EDTA对土壤中Cd、Pb的解吸去除作用,同时研究了加入SDS和Brij35后对EDTA解吸污染土壤中Cd、Pb作用的影响,并对解吸前后重金属在土壤介质中形态变化进行了测定。结果表明,加入表面活性剂SDS可使EDTA对Cd的解吸量由61.67%增加到79.68%、对Pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。在EDTA浓度较小时,加入SDS对Cd、Pb的解吸产生拮抗作用,抑制了EDTA对污染土样中Cd、Pb的解吸;随着EDTA浓度的不断增加,加入SDS与EDTA产生明显的协同增溶作用;表面活性剂Brij35具有相同的增溶作用,但增溶效果不如SDS。比较复配解吸前后重金属形态变化,可溶态、碳酸盐结合态较解吸前减少60%￣90%,大大降低了污灌土壤中重金属的毒性和生物可利用性。试验结果可为利用表面活性剂与EDTA复配提高重金属在土壤介质中的解吸率提供理论依据,并可应用于污灌土壤中重金属的冲洗治理。     

复合表面活性剂（ＳＤＳ/Ｔｗ－８０）对长链烷烃的增溶和柴油污染土壤的洗脱作用

表面活性剂能够快速高效处理石油污染土壤,但由于所选用表面活性剂的类型和配比、土壤性质、污染物种类的差异,洗脱效果和作用原理不尽相同.通过研究复合表面活性剂SDS/Tw-80对石油烷烃的表观增溶和从受试土壤中的洗脱过程,探讨和阐释影响洗脱过程的各种因素.结果表明,复合表面活性剂对污染土壤中的石油烷烃洗脱效果较单一表面活性剂更好,且随复合表面活性剂SDS/Tw-80中的组分配合比例的增大而显著提高,同时能够降低胶束的成束浓度要求,扩大目标物在单位胶束内的容纳量.促使各目标长链烷烃进入胶束内部的趋势加大.复合表面活性剂的适用不仅能够改善胶束构成,且组分间表现出显著的协同作用,从而使在保证较高洗脱效率的同时能够大幅降低试剂用量,有效地克服土壤的吸附作用,把对土壤性状的影响降低,对土壤质量的恢复具有积极意义.     

阴-非离子表面活性剂对污染土娄土中菲和萘的洗脱

旨在以最少的增效试剂用量达到最大的增效修复效果,采用批处理方法,研究在临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)之下,阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂TritonX-100、Brij35和Tween80,以及在CMC浓度之上的Brij35和Tween80对污染土娄土中菲和萘总的洗脱效果。结果表明,在CMC以下,随着单一表面活性剂质量浓度的增大,菲和萘的总洗脱百分数逐渐增大,不同表面活性剂洗脱百分数大小顺序为SDSTween80TritonX-100Brij35,其洗脱机理主要归因于表面活性剂分子对疏水性有机物在水介质中溶解度的增加。混合表面活性剂对菲和萘污染土娄土具有较好的修复效果,其最佳洗脱质量浓度比为Tween80∶SDS=3∶5、TritonX-100∶SDS=1∶8、Brij35∶SDS为21∶200时,洗脱百分数达到100%。离子强度增加有利于增加SDS对菲和萘的洗脱百分数,而不利于增加非离子表面活性剂对菲和萘的洗脱百分数。质量浓度低于CMC的表面活性剂溶液以增溶的方式促进菲和萘从土壤中洗脱,阴-非离子表面活性剂混合使用可以高效净化土壤中的污染物菲和萘。     

Ｔｗｅｅｎ ８０对ＤＤＴｓ污染场地土壤的增溶洗脱效果研究

以苏南某滴滴涕类化合物(DDTs)污染场地土壤为研究对象,进行实验室批量洗脱试验,研究了环境友好型表面活性剂Tween80对土壤中DDTs的增溶洗脱效果及其影响因素。结果表明,Tween80显著地增加了DDTs表观溶解度,在临界胶束浓度(CMC)以上对DDTs的增溶曲线呈指数衰减函数关系,DDTs各组分洗脱量顺序为4,4′-DDT>4,4′-DDD>2,4′-DDD>2,4′-DDT。Tween80的浓度、洗脱次数及土壤吸附作用共同影响其对DDTs的洗脱效果。去离子水能有效去除土壤中残留Tween80,Tween80解吸附率最高可达72.66%,大大降低了Tween80二次污染土壤的风险。Tween80增溶和去离子水解吸附联合过程对DDTs洗脱效果产生显著的协同作用。10000mg·L-1浓度条件下Tween80对DDTs的去除率最高为72%,其次为8000mg·L-1的Tween80水溶液,去除率为66.72%。采用8000mg·L-1的Tween80溶液进行土壤洗涤处理,结合其他修复技术,可能会是修复DDTs污染土壤的有效技术方案之一。     

表面活性剂修复重金属污染土壤的研究进展

表面活性剂在污染土壤修复中具有重要作用。介绍了表面活性剂移除土壤中重金属的机理,综述了不同类型表面活性剂修复重金属污染土壤的国内外研究进展,总结了影响表面活性剂修复效果的因素。     

表面活性剂辅助植物修复重金属污染土壤研究进展

介绍了常用表面活性剂的种类和特点,分析了其辅助植物修复重金属污染土壤的作用机理,综述了表面活性剂在植物修复重金属污染土壤中的应用,总结了影响重金属在植物体内累积的因素,并展望了表面活性剂辅助植物修复重金属污染土壤的研究方向.     

重金属－有机复合污染土壤的电动强化修复研究

许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,给修复带来了困难和挑战.以红壤为供试土壤,以铜和芘为代表性污染物,研究了添加表面活性剂羟丙基-β-环糊精(HPCD)和氧化剂H2O2对电动修复该复合污染土壤的影响,其目的是实现重金属和有机污染物的同时去除.结果表明,在所有的处理中,芘和铜都有向阴极迁移的趋势;当提高土柱的pH时降低了芘的氧化和降解,同时也阻碍了土壤中铜的迁移和去除;阳极加10%HPCD,阴极控制酸性条件pH3.5有助于土壤中污染物的解吸和迁移,芘和铜的去除率分别可达到51.3%和80.5%;由于H2O2的不稳定性,添加6%H2O2并未明显提高芘和铜的去除率.     

表面活性剂在强化疏水性有机污染物土壤修复中的研究与应用进展

疏水性有机污染物（Hydrophobic organic contaminants,HOCs）在土壤环境中分布广泛。由于不易从土壤颗粒中解吸,迁移性和生物有效性低,化学、生物与物理修复技术对土壤中HOCs的修复效果常受到抑制。表面活性剂对HOCs具有增溶能力,常被用于强化其他修复技术的处理效率。本文对近20年来表面活性剂在强化土壤化学、生物或物理技术修复土壤HOCs污染领域的研究与应用情况进行了分类总结,并比较分析了各类表面活性剂强化技术的适用性及局限性,提出了联合修复技术和表面活性剂泡沫是表面活性剂强化土壤HOCs修复的未来研究方向。     

EDDS对Cd、Pb污染下荻生长、重金属积累及修复土壤能力的影响

为初步探明荻与EDDS联合修复重金属污染土壤的可行性,采用盆栽试验,以轻微Cd、Pb污染土壤为培养基质,研究不同添加量[0(对照)、1、3、5 mmol/kg]的乙二胺二琥珀酸(EDDS)对荻生长,Cd、Pb积累及污染土壤修复能力的影响。结果表明:在Cd、Pb污染下,添加EDDS处理荻的光合色素含量、株高和干质量与对照相比总体上均无显著差异,总体上光合色素以5 mmol/kg EDDS处理较好,株高和干质量以3 mmol/kg EDDS处理较好。在Cd污染下,随着EDDS添加量增加,荻地上部、根部Cd含量和富集系数均呈现出先增加后降低的趋势,且均在1 mmol/kg EDDS处理时达到峰值,分别较对照显著提高72.8%、15.4%和73.6%、15.4%,3 mmol/kg EDDS处理次之;Cd转运系数持续增加,且添加EDDS处理均显著高于对照;植株的Cd总积累量呈先增加后减小的趋势,在3 mmol/kg处理时达峰值,较对照显著提高44.2%;添加EDDS处理的Cd转运量系数均高于对照,以5 mmol/kg处理最高;荻对Cd污染土壤的修复效率以3 mmol/kg EDDS处理最高,较对照显著提高44.2%。在Pb污染下,地上部Pb含量和富集系数以5 mmol/kg EDDS处理较大,但与对照无显著差异;根部Pb含量和富集系数在5 mmol/kg EDDS处理时最大,分别较对照显著提高37.5%和35.3%;随着EDDS添加量增加,地上部、根部及总的Pb积累量均表现出先降低后增加的变化趋势,以5 mmol/kg EDDS处理最高,分别较对照提高9.4%、56.7%、46.6%,但差异不显著;荻对Pb污染土壤的修复效率也随着EDDS添加量增加表现出先降低后增加的变化趋势,在5 mmol/kg EDDS处理时最大,较对照提高45.2%,差异不显著。综合分析,在Cd污染下,以3 mmol/kg EDDS处理荻对Cd的富集、积累及土壤修复效果最好;在Pb污染下,以5 mmol/kg EDDS处理荻对Pb积累及土壤修复效果较好,但是效果不是很明显,故EDDS与荻联用修复轻微Cd污染土壤的潜力较大。     

EDDS与EDTA强化苎麻修复镉铅污染土壤

为探明施用生物可降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)对苎麻修复重金属污染土壤的效果,通过盆栽试验研究了镉、铅复合污染黄褐土中施加EDTA和EDDS对苎麻生物量、叶片中丙二醛含量及重金属镉、铅积累特性的影响。结果表明:相比单一种植苎麻,施加EDTA和EDDS都能显著增强苎麻植株各部位铅、镉的含量,提升苎麻对土壤中重金属的修复效果。在浓度为1.5～3 mmol·kg^-1时,EDDS强化苎麻修复镉的效果较好,土壤镉的去除效率相比对照提高了16%～27%,在更高浓度时,EDTA强化苎麻修复镉的效果较好;EDTA强化苎麻修复土壤铅的效果好于EDDS,对土壤铅的去除效果可提高达22.6%。但EDTA和EDDS的施加会造成苎麻生物量减少,叶片丙二醛含量增加,在同等浓度水平下,EDDS对苎麻生长产生的不利影响要小于EDTA。     

重金属和有机污染土壤植物增效修复技术研究进展

目前,土壤重金属和有机物污染状况愈发严重,受到了越来越多国内外学者的关注.植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属、有机物污染的绿色技术,也是当前研究的热点领域.该文综述了植物修复技术在重金属、有机物及重金属-有机物复合污染土壤修复治理中的应用,包括螯合诱导修复、表面活性剂增效修复等,最后提出该技术目前存在的一些问题及发展方向.     

纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究

为评估纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,NAP)钝化修复重金属污染土壤的稳定性,采用一次性添加不同用量(0.5%、1%、2%,W/W)的NAP进行水稻盆栽试验,研究了一年和三年后土壤性质、有效态重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)含量和水稻体内重金属含量的变化。结果表明:不同NAP施用量下土壤p H值在第一年和第三年分别显著提高了0.71~1.24和0.60~1.16,年际间p H提高幅度的差异较小,表现出较好的稳定性;第三年土壤中有效态Cd、Cu和Zn含量与对照相比降幅(62.7%~96.5%)要显著低于第一年(66.6%~98.4%),而有效态Pb含量的降幅(百分比)则略有提高,表明随着时间的延长,NAP固定土壤Cd、Cu和Zn含量的能力有所减弱,而对Pb的固定能力有所增强。添加NAP显著降低了水稻根中的重金属含量和糙米中Cd含量,糙米中的Pb、Cu和Zn含量也有所降低。糙米中重金属含量与土壤中有效态重金属含量呈正相关关系,表明NAP通过降低土壤有效态重金属来降低重金属在水稻籽粒中的累积。     

土壤污染与修复方法研究

随着工农业的快速发展,大量固体废弃物、农药、化肥、重金属污染物以及其他有毒有害物质进入土壤,对土壤生态造成了巨大污染。随着土壤污染面积的不断加大,人类的生产和生活均受到了极大的影响,土壤污染修复已成为当前必须开展的工作。本文综述了物理修复方法、生物修复方法、生物炭修复方法的研究进展,以期为污染土壤修复工作提供借鉴。     

广西某铅锌矿影响区农田土壤重金属污染特征及修复策略

为了解铅锌矿影响区农田土壤重金属分布特征及探究污染农田的修复措施,以广西某铅锌矿影响区为研究对象,分别采集影响区自然土壤和农田耕作层土壤样品41个和277个,同时分别采集62个蔬菜和35个粮食样品,分析重金属含量。结果表明,铅锌矿影响区耕作层土壤As、Cd、Pb、Cu、Zn和Cr含量范围分别为4.50~104.8、0.031~36.26、24.80~2989、16.90~251.6、79.90~11 500和24.0~222.0 mg·kg~(-1);与土壤基线值相比,6种重金属的超标率分别为1.4%、91.7%、60%、60%、60%和0。与《食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中限值相比,大米样本As、Pb、Cd含量超标率分别为93%、86%、64%,玉米样本Pb、Cd含量超标率为100%、100%,叶菜类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率分别为50%、100%、60%,根茎类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为23%、100%和100%,瓜果类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为14%、96%和100%。通过分析土壤和农产品重金属超标情况,确定As、Pb、Cd为优先控制的重金属,依据研究区土壤重金属污染空间分布特性,划为3个分区:轻度污染区(Cd污染区),建议采取活化剂+植物萃取去除污染物;中度污染区则采用钝化剂与低积累农作物结合的方式;重度污染区则不宜种植进入食物链的农作物,建议采取施加活化剂与种植超富集植物结合的方式降低土壤重金属含量。     

化学-生物联合技术对重金属-有机物复合污染土壤的修复研究

重金属-有机物复合污染是当今土壤污染中最普遍的一种,利用传统的化学修复法或现阶段比较盛行的各种生物修复法,如超积累植物富集修复、微生物降解修复等都难以对重金属-有机物复合污染土壤进行彻底治理修复。主要就利用化学-生物联合技术修复重金属-有机物复合污染土壤的反应机理以及修复中存在的问题进行研究探讨,并对该技术今后的发展方向进行展望。     

土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展

我国稻田土壤镉-砷(Cd-As)复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁(Fe)+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。     

被污染水体的植物修复技术研究进展

本文从植物对水体富营养化的修复、重金属污染水体的修复、有机污染物的水体修复等方面,综述了近年来国内外关于植物修复技术对污染水体的研究及应用现状,并对植物修复技术的发展方向进行了展望。