微纳铁活化过硫酸钠降解污染土壤中DDTs的效果研究

作为典型的持久性有机污染物,DDTS尽管已被禁止使用,但由于其稳定的结构,土壤中仍然残留大量的DDTs,亟需开发快速高效的DDTs降解技术。基于此,本文研究了微米尺寸具有纳米单元的铁粉(微纳铁,micro/nano-Fe~Ⅱ)活化过硫酸钠(sodium persulfate,PS)降解场地污染土壤中DDTs的效果,并考察了微纳铁负载量、过硫酸钠浓度、反应时间及氧化-洗脱耦合对DDTs去除效率的影响。研究结果表明:微纳铁能有效活化Ps降解土壤中的DDTs,在Ps浓度为100mmol/L时,DDTs的降解率随着微纳铁负载量增加而增加,当微纳铁升高到44.8g/L时,p,p'-DDT和o,p'-DDT的降解率高达92.2%和95.1%。洗脱-氧化耦合实验中,3种表面活性剂Tween80、Brij35和SDBS,其中Brij35土壤洗脱液中DDTs的降解效率最高,微纳铁和Ps的摩尔比为4:1时,对DDTs有最佳的降解效果。以上研究结果为DDTs的去除提供了一种新的途径,也为其他有机污染场地的修复提供了一类新技术。     

过硫酸盐在不同类型土壤中分解产生自由基的过程机制研究

基于过硫酸盐的原位化学氧化（ISCO）被广泛应用于土壤与地下水的修复，土壤性质对过硫酸盐的分解和自由基的形成过程具有重要的影响，但相关的研究较少。基于此，本文选取了我国16种不同性质的典型土壤，研究了过硫酸盐在不同类型土壤中的分解转化和自由基产生情况，并深入解析了土壤有机质、铁、锰含量和颗粒组成等对此过程的影响。结果表明，土壤有机质、土壤砂粒含量与过硫酸盐的分解速率呈显著的正相关，土壤不同形态铁、锰的含量与过硫酸盐分解速率的相关性不显著。以上结果说明了土壤有机质、砂粒可能是影响基于过硫酸盐化学氧化修复土壤的重要因素，将为过硫酸盐在土壤修复中的应用提供理论支撑。     

过碳酰胺对土壤中三氯甲烷和四氯乙烯的降解作用

采用室内土培试验手段,研究了1种酸性土壤中施入过碳酰胺后对三氯甲烷（TCM）和四氯乙烯（PCE）的降解效果。试验结果表明：过碳酰胺对土壤中TCM和PCE都有一定的降解,且随着降解时间的延长,过碳酰胺对TCM和PCE的降解效果逐渐增加。8周后TCM和PCE的降解率分别为23.91%和87.83%,说明过碳酰胺对TCM的降解效果差于对PCE的降解。随着过碳酰胺质量浓度的增加,TCM和PCE的降解效率提高,但过碳酰胺质量浓度较大时,过碳酰胺的有效利用率会降低。100mg·kg^-1的Tween80的存在会抑制过碳酰胺对土壤中TCM和PCE的降解。     

过碳酰胺对土壤中非离子表面活性剂的修复研究

过碳酰胺是一种新型精细化工品,也是一种新型N肥,其应用和开发在国外已得到广泛的研究,而在我国还刚刚起步.为考察过碳酰胺作为一种N肥去除土壤中有机污染物的作用和潜力,将修复与施肥结合,为过碳酰胺应用于环境污染修复提供新的理论依据,特进行了本研究.本文采用室内土培试验等手段,研究了1种酸性土壤中施入过碳酰胺后对2种非离子表面活性剂TritonX-100和Tween80的降解效果.试验结果表明:过碳酰胺对2种非离子表面活性剂都有明显的降解效果,降解速度均是在第2周时较快,此后.随着降解时间的延长,降解速率逐渐下降.8周后1000mg/kg Tween80的残留浓度仅有195.46mg/kg土,降解率高达80%以上.5 mmol/kg的过碳酰胺降解2周后已有明显降解效果,但继续增加过碳酰胺浓度.其降解效果并非相应增加.     

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。     

不同浓度硫酸盐对水稻土中异化铁还原过程的影响

研究不同电子受体之间的竞争关系对揭示厌氧水稻土中微生物作用导致的氧化还原过程变化机理具有重要的理论意义。本研究采用土壤泥浆厌氧培养、人工合成氧化铁体系接种土壤浸提液厌氧培养及接种铁还原菌纯培养等试验方法,通过向培养体系中添加SO24-,探讨了硫酸盐作为竞争电子受体对不同铁还原体系中Fe（Ⅲ）还原的影响。结果表明,在2种水稻土的泥浆培养过程中,Fe（Ⅲ）还原速率均随着SO24-浓度增加而降低,但Fe（Ⅱ）的最终累积量却较对照处理有明显的增加。添加硫酸盐对Fe（Ⅲ）还原速率（k）的影响表现为：石灰性水稻土〉酸性水稻土;而最终Fe（Ⅱ）累积增加率则为：酸性水稻土〉石灰性水稻土。由接种不同水稻土浸提液的培养试验看出,添加SO24-后Fe（Ⅲ）还原受到显著的抑制,但随着培养时间延长Fe（Ⅲ）还原反应依然可以进行,并且Fe（Ⅱ）累积量最终达到与CK相同的水平。在接种铁还原菌的纯培养试验中,添加SO24-对供试的4株铁还原菌的Fe（Ⅲ）还原过程并未产生抑制效应,表明铁还原菌本身并不受硫酸盐的影响。     

过碳酰胺在不同酸碱性土壤上的氨挥发特性研究

过碳酰胺是一种新型精细化工品，也是一种新型氮肥，在国外已得到广泛的应用和开发，而我国对其开发和应用刚刚起步。试验研究了3种酸性土壤和3种碱性土壤施入过碳酰胺（和尿素对照）后的氨挥发特性。结果表明，过碳酰胺和尿素在供试6种土壤上的氨挥发强度具有相同的规律，都是先从小到大出现峰值，然后又降低；3种酸性土壤氨挥发高峰期约在第7d左右，3种碱性土壤的氨挥发高峰期约在第3d左右。土壤氨挥发含量的变化与pH变化同步。在最初挥发高峰期阶段，过碳酰胺的氨挥发强度在6种土壤上都大于尿素，但在供试的3种酸性土壤上，过碳酰胺的氨挥发总量均略小于尿素，而在供试的3种碱性土壤上，却正好相反。     

土壤中钙键和铁/铝键结合的有机碳差异的比较

为研究矿质元素在有机碳矿化中所起的作用,以棕壤、黄棕壤、红壤为供试土壤,比较了不同利用方式和施肥处理土壤中钙键、铁/铝键结合的有机碳的差异。结果表明,从北至南的地带性土壤(棕壤、黄棕壤和红壤)系列中,全钙及与有机碳结合的钙依次降低,钙键结合的有机碳占有机碳总量的比值依次升高;铁/铝键结合的有机碳及其占全碳的比值依次升高。与自然土壤相比,耕作土壤在不施肥条件下,钙键有机碳、铁/铝键有机碳占有机碳总量的比值增加,且铁/铝键有机碳占有机碳总量比值的增加率始终比钙键有机碳占有机碳总量比值的增加率要高;覆膜比不覆膜时铁/铝键有机碳占有机碳总量比值的增加率比钙键有机碳占有机碳总量比值的增加率高得多。这表明,与全土有机碳相比,有机碳矿化稳定性由高到低依次是铁/铝键有机碳、钙键有机碳、全土有机碳。     

过碳酰胺对土壤pH和5种交换态金属离子含量的影响

用过碳酰胺溶液(与尿素溶液作对照)对中国南方3种酸性土壤和中国北方3种碱性土壤进行室内土培试验,研究氮肥施用对土壤pH和5种交换态金属(Mn、Cu、Zn、Ca、Mg)离子含量的影响。结果表明:酸性土壤pH在短期内随过碳酰胺浓度增大而急剧上升,碱性土壤pH则随过碳酰胺浓度增加呈先增加再减少然后又增加,且其变化幅度小于酸性土壤;动态试验表明,pH上升的现象是短期的,6种土壤pH达到最大值后缓慢下降,9d后3种碱性土壤的pH均降到比原来更低的程度。酸性土壤中交换性Mn、Cu、Zn的整体变化趋势表现为随过碳酰胺施用时间延长呈先降低再逐步上升,与土壤pH呈负相关;而碱性土壤中交换态Mn、Cu、Zn的含量变化不明显。6种土壤中交换态金属Ca、Mg离子含量的变化与土壤pH变化基本呈正相关。研究表明,与施用普通尿素相比,作为一种新型氮肥,施用过碳酰胺对土壤中金属元素活性不会产生新的负影响。     

可溶性有机质对凹凸棒土负载铁/镍降解黄棕壤中BDE47的影响

多溴联苯醚(PBDEs)是一类广泛使用的溴代阻燃剂,在大气、水体、土壤、生物体等环境介质中普遍检出,严重威胁环境安全和人体健康。本文以凹凸棒土负载铁/镍材料(A-Fe/Ni)为修复剂,以普遍检出的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE47)为模式化合物,开展了可溶性有机质(DOM)存在条件下,A-Fe/Ni对黄棕壤中BDE47的降解动力学过程研究,探讨了DOM对材料降解BDE47的影响机制。结果表明:A-Fe/Ni可高效地降解黄棕壤–甲醇/水体系中的BDE47,降解过程符合假二级动力学方程,BDE47可被降解成一溴~三溴联苯醚和联苯醚。体系中加入3种DOM(胡敏酸、柠檬酸和草酸)后,DOM在Fe/Ni颗粒表面形成钝化层,抑制了降解过程中的传质和电子传递作用,不同程度降低了A-Fe/Ni对黄棕壤–甲醇/水体系中BDE47的降解效率,并影响其降解产物物质的量的组成。实验结果为使用零价纳米铁及零价纳米铁基双金属材料修复污染土壤中PBDEs提供了理论依据和参考。     

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...     

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。     

Degradation of Para-nitrochlorobenzene by the Combination of Zero-valent Iron Reduction and Persulfate Oxidation in Soil

The oxidation of para-nitrochlorobenzene (pNCB) by persulfate (PS) activated with zero-valent iron (Fe⁰) was investigated through a series of batch experiments. The pNCB reduction ratio increased with the decrease of the initial solution pH. It is found that temperature and Fe⁰ dosage could also influence the pNCB removal. Under the conditions of initial Fe⁰ dosage 0.8 mmol/g, initial pH of 6.6, and 25 °C, 66.3% of pNCB was reduced in 6 h. The pNCB was slightly degraded in the presence of PS alone. When PS was dosed after 2 h of Fe⁰ reduction, significantly higher pNCB removal (94.1%) and mineralization (36.4%) were obtained relative to the case of simultaneous dosing of Fe⁰ and PS (85.3% removal, 22.6% mineralization). This indicates that the reduction product of pNCB was more easily oxidized by PS than pNCB, suggesting that converting the nitro groups of pNCB to amino groups prior to oxidation can enhance their oxidation. These results suggest that a sequential Fe⁰ reduction–PS oxidation process may be an effective strategy to promote pNCB decomposition in contaminated soil.     

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。     

金沙江干热河谷典型区土壤退化机理研究——土壤侵蚀对土壤退化的作用

云南省金沙江干热河谷典型区土壤侵蚀普遍而严重 ,对土壤退化有关键性影响。通过对该区不同退化土壤的侵蚀状况 ,从土壤侵蚀对土壤退化的空间分布格局 ,土壤侵蚀对土壤退化类型的发生和作用机制 ,探讨了土壤侵蚀对土壤退化的作用和影响。结果表明 :(1)侵蚀和水土流失是造成土壤退化的要因 ,不同侵蚀类型及其强度控制了土壤退化的空间分布 ;(2 )土壤侵蚀对土壤退化的作用机制主要是 :不同土壤侵蚀强度 ,决定了土壤退化发生类型的数量和程度 ;通过对该区几类主要土壤退化类型发生机制进行分析 ,看出土壤侵蚀是以冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋等作用为主 ,造成和加速了土壤退化的发生和发展。     

鄂州航空港通渠河岸植物根系加固土体的机理

[目的]定量分析鄂州航空港通渠河岸草灌植物(狗牙根、香根草和紫穗槐)根系分布参数对土体的加固作用,为更好地评价植物根系固土效能提供理论依据.[方法]通过根钻取样法探究草灌根系分布参数在不同深度的变化规律;开展室内直剪试验和室外张力计测试分别研究了根系分布参数变化对抗剪强度指标和基质吸力的影响.[结果]①植物的根系分布总...     

高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭联用组合对微污染源水的强化混凝效能

通过对高锰酸钾复合药剂、粉末活性炭、预氯化工艺的对比及它们之间的联用组合工艺的试验研究 ,证明高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭联用组合对微污染水的除色、除味、降低出水浊度效果明显。从而为老水厂寻找了一种简便易行、经济有效的去污染手段。     

高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭联用组合对微污染源水的强化混凝效能

通过对高锰酸钾复合药剂、粉末活性炭、预氯化工艺的对比及它们之间的联用组合工艺的试验研究，证明高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭联用组合对微污染水的除色、除味、降低出水浊度效果明显。从而为老水厂寻找了一种简便易行、经济有效的去污染手段。