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。     

洗脱–过硫酸钠氧化联合去除土壤中PCBs的研究

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(总浓度约1 400 mg/kg),发现HPCD和Brij35对PCBs的总洗脱率分别为66%和53%;SPS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%。由此,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。     

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...     

过一硫酸盐的化学氧化机理及在有机污染土壤修复中应用研究进展

基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术因反应快速高效、降解有机污染物效果优越,在环境修复领域拥有广阔的应用潜能。经过活化的PMS化学氧化技术在有机污染废水处理中被广泛应用,污染物的去除机制也在不断被发现并完善,其在有机污染土壤修复中也已得到应用。本文综述了PMS对有机污染物的化学氧化机制,分析了有机污染物降解的自由基和非自由基反应过程,探讨了不同活化方式(碱、过渡金属、碳基材料、辐射等)对PMS降解有机污染物的影响,阐述了PMS在有机污染土壤修复中的研究进展和存在问题,并进行了研究展望。     

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。     

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。     

阴-非离子表面活性剂对黑土中DDTs的洗脱研究

采用室内序批试验研究了几种非离子及阴离子表面活性剂,以单一和组合2种方式对人工污染黑土中滴滴涕(DDTs)的洗脱特性及影响因素进行了对比分析。结果表明:非离子表面活性剂对DDTs的洗脱效果优于阴离子表面活性剂,其中Tween 60和Tween 80的洗脱效果最佳,最高洗脱率达33.2%~37.2%。将Tween 60与阴离子表面活性剂SDS按一定质量比例组合可提高洗脱效果,尤其在质量比为3∶1时的洗脱率比Tween 60单独处理时高20%以上。表面活性剂对DDTs洗脱率随土壤老化时间的延长而降低,而土壤老化时间对Tween 60-SDS组合洗脱能力的抑制程度小于对Tween 60洗脱能力的抑制程度。无机助剂Na2SiO3或Na2CO3的添加可显著促进DDTs的表面活性剂洗脱效果,其中1 000mg/L的Na2SiO3使单一及混合表面活性剂对DDTs的洗脱率提高至1.4倍左右。3种有机助剂的添加同样对4,4’-DDT洗脱率起到一定的强化作用,但强化效果略低于无机助剂,对洗脱效果的促进作用大小顺序为:正丙醇正丁醇正己醇。     

模拟硝田土壤铁和硫的形态转化特征及其影响因素

采用室内培养试验,在确定模拟硝田土壤硫酸钠含量的基础上,观测并探讨落干/淹水状况、有机物质种类与数量对模拟硝田土壤铁和硫形态转化特征的影响。结果表明:全铁(Fet)和游离铁(Fed)受落干/淹水状态和有机物质种类与数量的影响均不显著,而活性铁(Feo)、络合铁(Fep)、亚铁离子(Fe(II))及有效铁(Fea)受淹水及有机物质数量的显著影响,Fe(II)、Fea还受有机物质种类的显著影响;硫形态转化同时受淹水及有机物质种类与数量的影响;土壤铁、硫形态转化一方面通过有机物质与铁、硫的直接作用实现,一方面通过改变土壤氧化还原电位(Eh)及还原性物质总量(TARM)等氧化还原状况实现;铁与硫的形态转化也表现出一定的耦合关系。     

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。     

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。     

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。     

固态13C和15N核磁共振法研究15N标记土壤的腐殖质组分

Five humic fractions were obtained from a uniformly ^15N-labelled soil by extraction with 0.1 mol L^-1 Na4P2O7,0.1mol L^-1 NaOH ,and HF/HCl-0.1 mol L^-1 NaOH,consecutively,and analyzed by ^13C and ^15N CPMAS NMR (cross polarization and magic angle spinning nuclear magnetic resonace).Compared with those of native soils humic fractions studied as a whole contained more alkyls ,methoxyls and O-alkyls,being 27%-36%,17%-21%and 36%-40%,respectively,but fewer aromatics and carboxyls(bein 14%-20% and 13%-90%,respectively),Among those humic fractions ,the humic acid(HA)and fulvic acid(FA) extracted by 0.1 mol L^-1 Na4P2O7 contained slightly more carboxyls than corresponding humic fractions extracted by 0.1 mol L^-1 NaOH ,and the HA extacted by 0.1 mol L^-1 NaOH after treatment with HF/HCl contained the least aromatics and carboxyls.The distribution of nitrogen functional groups of soil humic fractions studied was quite similar to each other and also quite similar to that of humic fraction from native soils.More than 75% of total N in each fraction was in amide from,with 9%-13% present as aromatic and /or aliphatic amines and the remainder as heerocyclic N.     

黄土性土壤K+吸附、解吸动力学研究

采用连续液流法研究了５种黄土性土壤吸附、解吸Ｋ＾＋的动力学性质。结果表明：（１）供试土壤Ｋ＾＋吸附、解吸反应分别在１６－２４及２６－６０ｍｉｎ达到平衡。吸附平衡时间及平衡吸附量与ＣＥＣ及粘粒含量有关。（２）平衡前不同时段的吸附解吸速度及吸附解吸率与反应时间ｌｎｔ间存在极显著的线性关系。其中反应速度直线和解吸率直线的斜率、初始反应速度及初始解吸率均与ＣＥＣ及粘粒含量密切相关。（３）一级反应方程和Ｅｌ     

反硝化细菌法测定土壤NO2--15N丰度的方法优化

NO₂^-是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO₃^-或NO₂^-的¹⁵N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO₂^--¹⁵N丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO₂^-样品的¹⁵N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7～8d缩短至12～15h。高纯N₂或He气吹扫0.5h均能有效去除O₂和空白杂质氮,但N₂吹扫成本更低。转移N₂O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密...     

施氮量对嘎啦幼苗~(15)N、~(13)C分配利用特性影响

【目的】采用15N、13C同位素示踪技术,通过对不同施氮量下嘎啦幼苗生长状况及氮、碳分配、利用特性等的研究,以期为苹果生产合理施肥提供依据。【方法】将2年生盆栽嘎啦幼苗进行低、中、高三个氮水平处理,同时进行15N标记。在新梢旺长初始期、新梢旺长期、新梢缓长期分别进行整株13C标记,72小时后,整株解析为叶、梢、根三部分,进行15N、13C测定。样品全氮用凯氏定氮法测定,15N丰度用ZHT-03质谱计测定。13C丰度用DELTA V Advantage同位素比率质谱仪测定。【结果】1)中、高氮水平的施肥处理可在不同程度上提高整株及叶片干物质量和新梢长度。新梢旺长初始期和新梢缓长期嘎啦幼苗整株干物质量、新梢旺长期叶片干物质分配比率在中、高氮水平处理间差异不显著,中氮水平经济有效。新梢旺长期以后新梢长度以中氮高氮低氮,三者间差异性显著,中氮处理有利于新梢生长。2)在新梢旺长初始期,低氮处理植株叶片15N分配率达50%,比其他处理高出13个百分点左右,表明低氮处理更多的氮被叶片所利用,中氮和高氮处理间差异不显著,说明在本试验施氮条件下中氮供应水平已能满足氮素营养需求。3)新梢旺长期和新梢缓长期幼苗13C固定量均以中氮处理最高,新梢旺长初始期3个处理间根系13C分配率中氮高氮低氮,表明中氮处理有利于碳同化物在嘎啦幼苗中的分配。4)不同施氮量处理的嘎啦幼苗,15N利用率随施氮水平提高而降低,高氮处理对碳同化物分配没有显著贡献。【结论】低、中、高氮不同处理新梢缓长期碳同化物在各器官间的分配比较均衡,氮素水平不能影响碳同化物的分配。盆栽试验表明,中氮水平在保证营养供应的同时,能够促进新梢生长和树势健壮。     

贵州省西南部麦岗水库沉积物的137Cs和210Pb测年与沉积速率研究

对贵州省西南部麦岗水库沉积物柱芯MG4-2,采用210Pb和137Cs法进行了测年与现代沉积速率研究.结果表明,该柱芯中存在这3个明显的137Cs蓄积峰,对应1964,1975,1986年3个计年时标.运用210Pb的恒定补给速率(CRS)模式计算得到的年代,总体上与137Cs法的结果吻合较好,但存在一定的偏差,特别是与1964年的计年时标的偏差较大,这可能是因为沉积物柱芯受到了一些人为扰动所致.两种核素测定的平均沉积速率在数值上有一定的偏差,但都反映了麦岗水库沉积物近几十年以来经历了从慢到快再到慢的沉积过程,初步推测,沉积速率的这种变化与人类活动有一定的关系.两种计年方法结合,相互印证,使计年和沉积速率的研究更为准确.     

应用15N稀释法测定土壤氮素初级转化速率的一些关键技术

本文综合评述了应用~(15)N库稀释法测定土壤氮素初级转化速率的一些关键技术,即~(15)N标记土壤氮库的方法、~(15)N的加入量、丰度和标记物种类的选择,以及初始取样时间的确定。只有合理地运用这些关键技术,才能更准确地测定土壤氮素初级转化速率,进而更真实地表征土壤氮素的实际周转状况。     

农耕地土壤137Cs与210Pbex深度分布过程对比研究

探讨了137Cs与210Pb_ex在农耕地土壤深度分布过程的差异。基于137Cs与210Pb_ex的不同沉降过程,考虑到核素由犁耕层向犁底层的扩散,对农耕地土壤137Cs、210Pb_ex的深度分布过程进行了理论推导,并以杨凌符家庄麦田剖面的实测数据予以验证,同时讨论了实测符家庄麦田剖面137Cs、210Pb_ex深度分布的规律特征及其原因,以此阐明了137Cs与210Pb_ex在农耕地土壤深度分布过程的差异。137Cs源于大气核试爆,没有持续沉降补充,犁耕层和犁底层土壤137Cs深度分布一直处于随时间变化的非稳定态;而210Pb_ex是天然核素,存在大气沉降的持续补充,犁耕层和犁底层土壤210Pb_ex深度分布最终呈稳定态。农耕地土壤137Cs、210Pb_ex深度分布的实测值曲线与理论值曲线的差异,尤其210Pb_ex,可能与耕作深度的变化历史或土地利用(覆被)变化有关。