活化过硫酸钠氧化法修复DDTs污染场地土壤研究

本研究探讨了利用Fe2+活化过硫酸钠氧化修复长江三角洲地区某典型DDTs污染场地土壤的可行性。研究了不同因素对目标污染物去除效率的影响,包括起始pH与矿物耦合因素、过硫酸钠/Fe2+浓度比值因素和过硫酸钠浓度因素等。结果表明,当磁铁矿和赤铁矿投加到只含有过硫酸钠的泥浆体系时,在酸性和中性条件下都能显著提高DDTs的降解率(P0.01),并且pH 3.2条件时DDTs的降解率高于pH 7.7条件时的DDTs降解率;零价铁和菱铁矿因其二价铁含量较高,导致矿物近表面Fe2+过剩而消耗硫酸根自由基,进而降低了DDTs氧化效率。pH 3.2时,Fe2+/Na2S2O8的最优值为1/20,在此条件下0.16 mol/L的活化过硫酸钠反应24 h后得到DDTs最高降解率约为90%。同时还比较了活化过硫酸钠、过硫酸钠、Fenton试剂、H2O2、双氧化试剂(活化过硫酸钠与双氧水混用)和高锰酸钾6种氧化剂对DDTs氧化效果,评价了不同氧化剂的优劣之处。研究发现Fe2+活化过硫酸钠可以有效地降解DDTs的4种同系物,pH 3.2条件时6种氧化剂对DDTs的氧化降解率由大到小顺序为:活化过硫酸钠过硫酸钠Fenton试剂双氧化剂高锰酸钾H2O2。本研究结果表明活化过硫酸钠氧化法是修复DDTs污染场地土壤的有效方法,有较好的应用推广性。     

铁碳复合纳米材料活化过硫酸盐降解土壤中对羟基联苯的机制研究

本文发展了一种高效、低成本的有机污染土壤修复技术,以生物炭和工业铁粉作为原料,采用工业球磨技术制备出了铁碳复合纳米材料,其能够高效活化过硫酸盐降解对羟基联苯。通过高分辨透射电子显微镜和元素扫描发现,球磨法制备的铁碳复合材料粒径为5-30 nm,平均粒径为15 nm,铁颗粒均匀分布于碳材料中；铁碳复合纳米材料的投加量为0.1 g/L、过硫酸钠的投加浓度为0.50 mmol/L,120 min内对水中对羟基联苯的去除率可达100%,而对土壤中的对羟基联苯的降解率也可达85%；利用电子顺磁共振技术发现铁碳材料活化过硫酸盐的主要机制是铁碳材料催化分解过硫酸盐产生具有强氧化能力的羟基自由基(.OH)和硫酸根自由基(SO_4^?-),从而快速降解有机污染物；该反应体系作用pH范围广、不受氯离子和硝酸盐干扰,将为有机污染土壤的修复提供了新的技术。     

热活化过硫酸盐氧化污染土壤中的石油烃

石油的开采、运输、储存和使用等过程会导致一些土壤受到石油烃的污染。土壤中的石油烃会对生态安全和人类健康造成潜在危害，因此需要开展土壤修复。本研究采用热活化过硫酸钠氧化处理污染土壤中的石油烃，考察了氧化剂剂量和超声结合热活化对石油烃去除效率的影响，并对石油烃氧化产物以及氧化后土壤理化性质进行了分析。结果表明，当过硫酸钠的用量为2.4 mmol/g土壤时，石油烃的含量从3 800 mg/kg降至1 175 mg/kg，石油烃的去除效率可以达到69%。石油烃的去除效率随着氧化剂增加呈上升趋势。但当氧化剂的剂量超过2.4 mmol/g土壤时，石油烃的去除效率不再增加。使用超声结合热活化，石油烃的去除效率可以进一步提高。过硫酸盐氧化会使土壤p H显著下降，造成土壤酸化。气相色谱质谱(GC/MS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明石油烃氧化后可能会生成一些醇和羧酸类含氧产物。石油烃和土壤有机质被氧化成极性小分子更易进入水相，导致水中总有机碳(TOC)含量从52.4 mg/kg增加至79.8 mg/kg。扫描电镜和粒度分析表明氧化处理会改变土壤形貌，使土壤的粒径变小。氧化导致土壤的碳、氢含量减...     

活化过硫酸钠氧化土壤对挥发性有机污染物吸附特性的影响

活化过硫酸钠(Sodium persulfate,SPS)氧化技术是一种新型的土壤修复技术。为了更科学地评价化学氧化处理后土壤的环境风险,本文通过亚铁离子活化过硫酸钠法对有机质(Organic matter,OM)含量存在显著差别的两种土壤进行氧化处理,比较了活化过硫酸钠氧化前后两种土壤样品对3种挥发性有机污染物的吸附特性。结果表明,亚铁活化的SPS能够氧化土壤中腐殖酸和胡敏素类的有机质。对OM含量较高的1号土,SPS氧化对有机质的去除率为71.9%。而对OM含量较低的2号土,SPS氧化对有机质的去除率为49.9%。1号土样对3种挥发性有机物的吸附以分配作用为主,氧化后的1号土样对3种物质的吸附机制不变,但吸附量有所增加;2号土样对3种挥发性有机污染物的吸附有一定的非线性,而氧化后的2号土样对3种物质的吸附线性特征增强。吸附数据用对数形式的Freundlich方程拟合得到分配系数lg Kf值,比较有机碳标化后的分配系数lg Kfoc,氧化后的土壤有机质对3种挥发性有机污染物的吸附特性有所提高。分析表明,SPS氧化了有机质中较多的极性组分(如羧基及羟基等),从而使处理后的土壤中有机质的非极性增强,强化了对非极性化合物的吸附。     

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Tween 80对土壤中DDTs的增溶洗脱效果及其影响因素。结果表明,Tween 80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。Tween 80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Tween 80,Tween 80解吸附率最高可达72.66%,大大降低了Tween 80二次污染土壤的风险。Tween 80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。10 000 mg·L^-1浓度条件下Tween 80对DDTs的去除率最高为72%,其次为8 000 mg·L^-1 的Tween 80水溶液,去除率为66.72%。采用8 000 mg·L^-1的Tween 80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。     

贵州草海耕地土壤与农作物中DDTs和HCHs残留及污染特征

采集草海流域周边成熟期整株农作物及土壤样品,分析测试其中DDTs和HCHs的含量,对比研究了土壤和作物中DDTs和HCHs污染水平及其在作物中富集能力。结果表明：研究区域土壤中HCHs和DDTs残留检出率均为100％,残留范围分别为0．06～16．66μg·kg^-1和0．08-39．77μg·kg^-1,土壤中HCHs和DDTs的残留量均小于国家土壤环境质量一级标准;三种农作物中DDTs、HCHs及∑（DDTs,HCHs）残留量差异显著,HCHs含量最高的是玉米,DDTs和（DDTs,HCHs）最高的是马铃薯;三种农作物中HCHs和DDTs残留的风险系数均为1．1,属于低度风险,农作物中DDTs、HCHs及∑（DDTs,HCHs）的安全指数IFSc均小于1,DDTs和HCHs残留量对三种农作物安全影响的风险是可以接受的。     

表面活性剂强化过硫酸钠氧化修复石油烃污染土壤

为了提升石油烃污染土壤的修复效率，考察了不同表面活性剂(吐温-80 (Tw-80)、曲拉通X 100 (TX 100)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS))对过硫酸钠氧化土壤中石油烃的强化效果，并分析了表面活性剂SDS强化修复效果较优的原因。土壤中石油烃的去除率遵循如下趋势：SDS>SDBS>TX 100>Tw-80。SDS强化修复效果较优可能与其在土壤中吸附量较小对石油烃的增溶效果好、上清液中过渡态金属含量较高及对过硫酸钠分解消耗少有关。通过优化反应参数，可以进一步提高SDS强化过硫酸钠氧化修复石油烃污染土壤的效率，对采自武汉和盘锦的两种石油烃污染土壤都具有较好的修复效果。     

石油污染土壤中正十六烷降解菌的效果研究

从山东东营石油污染土壤中驯化筛选出一株正十六烷降解菌TZSX2,经生理生化和16S r DNA基因测序,通过构建细菌系统发育树确定其为红球菌属(Rhodococcus)。通过不同环境因子对TZSX2的生长情况和其对正十六烷的降解率的影响研究,确定菌株TZSX2的最适生长和降解温度为28~36℃,对正十六烷的降解率超过30%;TZSX2能够耐受较高浓度的正十六烷,在正十六烷浓度为2 m L·L~(-1)时,降解率为79%,正十六烷浓度为20 m L·L~(-1)时,降解率仍可达到12%;在碱性条件(pH=9)下对初始浓度为10m L·L~(-1)的正十六烷的降解率高达91%。综上,所筛选的TZSX2菌株可以耐碱性,适用于极端环境中石油污染的修复,对高浓度的正十六烷具有优异的降解效果。     

草酸活化磷矿粉对矿区污染土壤中Cd的钝化效果

通过盆栽莴苣试验,研究施加草酸活化磷矿粉对矿区农田土壤Cd污染钝化修复的效果。结果表明：施加南漳磷矿粉后,供试土壤交换态Cd的含量比对照降低了12.5%～20.3%;施加不同浓度经草酸活化过的南漳磷矿粉后,交换态Cd的含量与对照相比最高降低了39.5%。施加保康磷矿粉后,随着施加量的增加,与对照相比,交换态Cd的含量变化不显著;施加经草酸活化保康磷矿粉,土壤交换态Cd含量比对照最高降低了21.5%。同时,与对照相比,施加南漳磷矿粉后,残渣态Cd含量最大值是对照的2.03倍,施加经草酸活化的南漳磷矿粉后,残渣态Cd含量最大值是对照的2.61倍;施加保康磷矿粉和活化磷矿粉后,残渣态Cd含量与对照也有显著增加。施加磷矿粉和活化磷矿粉可以显著降低莴苣各部分对Cd的吸收,减少Cd在莴苣植株的累积。在施加两种活化磷矿粉后,与对照相比,莴苣地上部分Cd含量分别最多可降低41.4%、59.3%,根部Cd含量最多降低47.7%、55.1%。因此,低品位磷矿粉经草酸活化后施于Cd污染土壤,可以更好地钝化固定土壤中的Cd。     

洗脱–过硫酸钠氧化联合去除土壤中PCBs的研究

本文考察了羟丙基-β-环糊精（HPCD）及聚氧乙烯月桂醚（Brij35）洗脱和过硫酸钠（SPS）氧化联合对模拟污染土壤以及场地污染土壤中多氯联苯（PCBs）的去除效果,探讨了洗脱时间、土液比和洗脱剂浓度对土壤中PCBs洗脱率和过硫酸钠浓度对洗脱液中PCBs降解效率的影响。结果表明,两种洗脱剂都能有效地洗脱模拟污染土壤中的2,4,4?-三氯联苯（PCB28）,在土液比为1:20,HPCD和Brij35浓度分别为20 g/L和8.0 g/L时,洗脱4 h后,土壤中PCB28的洗脱率分别可达90%和79%;用100 g/L的SPS氧化24 h后,PCB28的最大去除率分别可达90%和92%。将PCB28模拟污染土壤洗脱-过硫酸钠氧化的优化条件用于去除场地污染土壤中的PCBs（总浓度~ 1400 mg/kg）,发现HPCD和Brij35对PCBs的总洗脱率分别为66%和53%;过硫酸钠处理后,两种洗脱液中PCBs（10.6 mg/L）的总降解率分别为41%和52%。以上研究表明洗脱-过硫酸钠氧化法能快速有效去除污染土壤中的PCBs,为PCBs场地污染土壤修复提供了一种新的方法。     

不同铵钾比对高铵下拟南芥地上部和根系生长的影响

钾在缓解植物铵毒害的过程中起着重要的作用。本文研究了高铵(30 mmol/L)条件下,不同铵钾比(7.5︰1和150︰1)对拟南芥(Col-0)主根、侧根以及地上部生长的影响。结果表明:30 mmol/L NH4+条件下,高铵钾比(150)处理显著加重了拟南芥铵毒害现象,地上部和根系生长所受的抑制作用更为明显并导致更严重的氧化胁迫。相比低铵钾比水平,在高铵处理下,高铵钾比使得拟南芥主根伸长量降低57.4%,侧根数量减少33.3%,而地上部鲜重减轻69.9%。DAB(3,3￠-二氨基联苯胺,3,3￠-diaminobenzidine)叶片染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平(0.2和4.0 mmol/L)对拟南芥叶片的氧化胁迫作用没有显著差异;而高铵处理下,相比低铵钾比处理,高铵钾比显著增加了叶片中过氧化氢的含量,加重了其氧化胁迫。伊文思蓝(Evans blue,EB)染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平对拟南芥地上部和根部的膜透性没有显著差异,而高铵处理下,高铵钾比显著增强了拟南芥地上部和根部的膜透性,表明其对细胞的伤害程度加重。可见,高铵抑制拟南芥根系和地上部生长,高铵钾比则会加重这种抑制,其原因除了高浓度钾能减少植物对铵的吸收外,可能与高铵钾比条件加剧了植物的氧化胁迫有关。因此,适宜的铵钾比在植物应对铵毒害的过程中发挥重要作用。     

NO-3胁迫下K+、Ca2+对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响

通过水培试验探讨了NO^-₃胁迫下K⁺、Ca²⁺对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响。结果表明，在相同NO^-₃浓度胁迫7d后， Ca²⁺浓度越大，膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量越高，而K⁺浓度越大，电解质相对渗透率越高，由此说明K⁺、Ca²⁺对细胞膜造成伤害的机理不同。黄瓜幼苗活性氧清除酶系统对K⁺、Ca²⁺的响应亦不同，在一定程度上，K⁺和Ca²⁺ 可提高SOD、POD和CAT活性，保护植物免受自由基伤害，继而可增强植物对逆境的适应能力。     

羟基磷灰石对铅锌矿区土壤吸附Zn2+、Cd2+的影响

为探究羟基磷灰石(HAP)对矿区土壤重金属的固化效果,采用吸附试验,研究施加HAP的铅锌矿区土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的动力学吸附和等温吸附效果。结果表明:土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随Cd~(2+)、Zn~(2+)初始浓度的增加而增加;在酸性条件下,其吸附量随pH上升而上升;准二级动力学方程能很好地描述两者的吸附过程,土壤吸附能力随HAP的添加量增大而增强;在Zn—Cd共存体系中,当初始浓度为20mg/L时,土壤对Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附无明显差异,2种金属离子竞争力度小,随着初始浓度上升,竞争明显,对Zn~(2+)的最大吸附量能达到单一体系中的79%～87%,而Cd~(2+)的最大吸附量只有单一体系中的57%～72%,Zn~(2+)的竞争力优于Cd~(2+),Zn~(2+)对Cd~(2+)吸附产生严重的抑制。综上可知,HAP能提高矿区土壤的吸附性能,在Zn、Cd污染土壤中,更能提升土壤对Zn~(2+)的吸附固持能力。     

黄绵土与淋溶土含水量与施肥方法对铵固定和肥料氮回收率的影响

Ammonium fixation and the effects of soil moisture and application methods on fertilizer N recovery were investigatedin two soils of Shaanxi Province, China, a Luvisol and an Entisol, through two experiments performed in the laboratoryand in a glass shelter, respectively, by using ammonium bicarbonate (NH4HCO3). The laboratory closed incubationbox experiment was conducted using the Luvisol to study NH fixation rate at soil moisture levels of 10.1%, 22.7% and 35.3% water filled pore space (WFPS). The fixed NH -N increased dramatically to 51% and 66%, 67% and 74%,and 82% and 85% 1, 2 and 36 h after fertilizer incorporation at moisture levels of 10.1% and 22.7% WFPS and 35.3% WFPS, respectively. The rapid NH fixation rates at all moisture levels could help prevent NH losses from ammonia volatilization. In the glass shelter pot experiment, N fertilizer was applied by either banding (in a concentrated strip)or incorporating (thoroughly mixing) with the Entisol and the Luvisol. An average of 74.2% of the added N fertilizerwas recovered 26 days after application to the Luvisol, while only 61.4% could be recovered from the Entisol, due tohigher NH fixation capacity of the Luvisol. The amount of fixed NH decreased with increasing WFPS. The amountof fixed NH in the incorporated fertilizer treatment was, oll average, 10% higher than that in the banded treatment.Higher NH fixation rates could prevent N loss and thus increase N recovery. The results from the Luvisol showed lowernitrogen recovery as soil moisture level increased, which could be explained by the fact that most of the fixed NH wasstill not released when the soil moisture level was low. When the fertilizer was incorporated into the soil, the recovery ofN increased, compared with the banded treatment, by an average of 26.2% in the Luvisol and 11.2% in the Entisol, whichimplied that when farmers applied fertilizer, it would be best to mix it well with the soil.     

沙蒿生物质炭在沙土中的降解特征

为明确不同炭化条件下沙蒿生物质炭的有机组分、炭化过程和降解特性。于不同炭化条件下无氧炭化制备沙蒿生物质炭并进行沙地封存。结果表明:H、O和N元素的质量分数及H/C、O/C和(N+O)/C均随炭化温度的升高和炭化时间的延长呈先降低后稳定的变化趋势,升温速率对其无显著影响。而C则呈相反趋势且均在炭化温度600℃、炭化时间60 min以后基本达定值,上述指标(H、O、N、H/C、O/C、(N+O)/C和C)的稳定值分别约为29.3 g/kg、79.8 g/kg、11.2 g/kg、0.40、0.07、0.08和879.7 g/kg。生物质炭的降解速率随着炭化温度的升高、炭化时间的延长和施用量的增大而降低,其半衰期为2~12年。综上,沙蒿的炭化既是有机组分富碳、去极性官能团的过程,同时也是芳香性增强、亲水性和极性减弱的过程,施用量和炭化温度是影响生物质炭降解的决定性因素。     

不同液土比和温度条件下塿土铵离子吸附

Effects of NH₄⁺ concentration, solution/soil ratio and temperature on NH₄⁺ adsorption were studied in a Eum-Orthic Anthrosol. The slopes of the soil NH₄⁺ adsorption isotherms and the fitted n, the coefficient for the adsorption intensity, and k, the coefficient related to adsorption capacity, of the Freundlich equation increased with increasing solution/soil ratio (SSR) and with decreasing temperature (T). For the range of experimental conditions, the value of ∂q/∂c, the rate of change of the amount of NH₄⁺ adsorbed in the soil solid phase (q) with respect to the equilibrium concentration of NH₄⁺ in soil solution (c), was 0.840, indicating that q increased with increasing c. From 2 to 45 ℃, ∂q/∂SSR, the rate of change of q with respect to SSR, decreased from 2.598 to 1.996, showing that q increased with increasing SSR, while its increasing rate decreased with temperature. From SSR 1:1 to 20:1, ∂q/∂T, the rate of change of q with respect to T, decreased from -0.095 to -0.361, indicating that q decreased with increasing temperature, and at the same time the negative effect of temperature became larger as SSR increased. Thus under the experimental conditions the order of importance in determining the amount of NH₄⁺ adsorbed in the soil solid phase was ∂q/∂SSR > ∂q/∂c > |∂q/∂T|, indicating that the greatest effect on the amount of NH₄⁺ adsorbed was with the solution/soil ratio; the equilibrium concentration of NH₄⁺ had a lesser effect; and temperature had the least effect.     

聚天门冬氨酸钙盐对水稻田面水中三氮动态变化的影响

利用桶栽试验探究不同浓度水平的聚天门冬氨酸钙盐(PASP-Ca)对水稻田面水中铵态氮(NH_4~+)、硝态氮(NO_3~-)和总氮(TN)浓度动态变化的影响。结果表明,施氮后,田面水中TN、NH_4~+和NO_3~-分别于第1,3,9天达到最大值,随后逐渐降低。NO_3~-/TN多在0.1以下,(NH_4~++NO_3~-)/TN多在0.5以上。因此,可以将NH_4~+和TN作为农田水污染防治的主要监测指标,NO_3~-作为辅助指标。添加一定浓度的PASP—Ca能对田面水中氮素浓度的变化起到缓释作用,其中0.3%浓度水平的PASP—Ca效果相对较好,田面水中NH_4~+和TN的下降速率分别为3.452,4.806mg/(L·d),与单施氮肥(CK)相比,分别降低了11.68%和16.25%;同时,NH_4~+的平均浓度为6.999mg/L,较CK低了3.88%;NO_3~-的平均浓度为0.396mg/L,较CK低了24.83%;TN的平均浓度为20.077mg/L,较CK提升了3.10%。施氮后田面水中TN浓度随时间呈对数递减,而NH_4~+浓度在施氮后3天内随时间呈对数增加,之后随时间呈对数递减趋势。施氮后的9天内是防止稻田田面水中氮素流失的关键时期。     

中国陕西省施有机肥黄土NH4+固定的热力学性质

Some thermodynamic properties of NH₄⁺ fixation by loess soil in plowing and clay layers are discussed. The results indicate that the four ion adsorption equations commonly used can describe the properties of NH₄⁺ fixation in these soils under constant temperature. Among the four adsorption equations, the single-surface Langmuir equation is the best. When the concentration of NH₄Cl solution is 10^-1 mol below, the Freundlich equation can be used. The changes of apparent standard free energy (ΔG°), enthalpy (ΔH°) and entropy (ΔS°) illustrate that NH₄⁺ fixation in soil is an endothermic adsorption and spontaneous reaction, and the process can be enhanced by a higher temperature and clay content in soil. The "proper value of NH₄⁺ fixation by soil (K₁ × q_m) increased with increasing clay content and temperature. The heat of NH₄⁺ fixation in soil (Q_m) confirms the conclusions made in this paper.