腐殖酸与活性污泥对污染土壤联合修复研究

采用正交试验的方法,研究了表面活性剂溶出和微生物降解联合作用对重金属铜、锌、铅和多环芳烃菲、萘、芘人工老化污染土壤的修复效率。选择腐殖酸为表面活性剂,强化微生物对有机污染物的降解性能,将高效降解菌的降解能力有效地发挥出来;用驯化的活性污泥为土壤生物修复剂,强化腐殖酸对重金属的洗提作用,旨在降低重金属和多环芳烃在土壤中的污染作用,提高修复效率。结果表明,接种2.0%活性污泥,温度为35℃,pH值为6.5,腐殖酸加入量为5mg/g的土壤为最佳修复条件,在此条件下菲、萘、芘的总修复率分别为73.4%,80.5%和68.2%;重金属离子Cu2+,Zn2+,Pb3+的总修复率分别为75.5%,64.2%和71.7%。添加腐殖酸和驯化活性污泥可明显提高土壤中重金属和多环芳烃的修复效率,表明化学溶出与生物降解同时作用于复合污染土壤具有较好的协同作用。     

外源添加作物秸秆对PAHs污染土壤有机碳矿化和污染物降解的影响

本文通过土壤腐解试验研究外源添加水稻或玉米秸秆对多环芳烃（PAHs）污染土壤CO2-C释放和污染物去除率的影响，同时清晰秸秆腐解中间产物溶解性有机碳（DOC）与土壤PAHs降解的关系。结果表明：秸秆添加处理促进了PAHs污染土壤CO2-C的释放，以玉米秸秆提升效果较好。外源添加秸秆显著增加了土壤DOC含量，且增加幅度随秸秆添加量的增加而增大；水稻秸秆对土壤DOC含量的提升幅度较大。与对照相比，秸秆添加处理下土壤菲、芘残留量均显著降低，菲、芘去除率显著增加，去除效果：玉米＞水稻，高量＞低量，菲＞芘；与对照相比，添加高量玉米秸秆处理（PY15）对土壤菲、芘去除率的增加幅度分别为91.7%和182%。此外，在一定范围内土壤DOC含量与PAHs去除率呈正相关关系。可见，农作物秸秆，尤其是玉米秸秆添加可提升PAHs污染土壤有机碳矿化，亦可在提升土壤DOC含量的同时促进污染土壤PAHs的降解。     

蚯蚓活动对金发草修复土壤菲芘污染的强化作用

采用盆栽试验法,研究了蚯蚓(Pheretimasp.)对金发草(Pogonatherum paniceum L.)修复菲、芘污染土壤的强化作用。结果显示,在试验浓度范围(20.1~322.1 mg kg-1)内,蚯蚓活动促进了菲、芘污染土壤中金发草的生长,其根冠比明显增大。添加蚯蚓70d后,种植金发草的土壤中菲、芘的平均去除率高达77.0%、70.6%,平均去除率分别较无蚯蚓作用时(68.7%、61.2%)增长了8.3%、9.5%;相同污染水平下,蚯蚓活动对芘的强化去除程度总是大于菲。各修复因子中,植物-微生物交互作用对菲、芘去除的平均贡献率(46.6%、42.8%)最为突出,分别较无蚯蚓活动时(41.6%、36.6%)增长了5.0%、6.1%。说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤中菲、芘污染的去除作用。     

茶皂素对潮土重金属污染的淋洗修复作用

为了探讨茶皂素淋洗修复土壤重金属污染的可行性,该文采用振荡提取和土柱淋洗的方法,研究了茶皂素对污染土壤中重金属的去除作用。结果表明,茶皂素溶液的浓度和土壤的pH值对重金属去除率有明显影响。土柱淋洗试验中,采用质量分数7%茶皂素溶液作淋洗液,pH 5.0±0.1、土液质量体积比1：4为最佳淋洗修复条件,此时,Pb、Cd、Zn、Cu的去除率分别为6.74%、42.38%、13.07%、8.75%,去除率的大小顺序为Cd＞Zn＞Cu＞Pb。茶皂素淋洗能有效去除酸溶态和可还原态的重金属,从而大大降低了重金属的环境风险,同时说明茶皂素用于土壤重金属污染淋洗修复有较大潜力。     

EDTA对Cu污染农田土壤的淋洗实验研究

为了解鄂西南地区土壤铜的赋存形态及其污染修复,采用Tessier连续提取法测定土壤铜的赋存形态,采用振荡淋洗法研究了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)在提取时间、淋洗浓度、固液比、p H等四个因素作用下对重金属铜(Cu)去除效果的影响。结果表明:农田土壤中铜的赋存形态依次表现为残渣态(4.26 mg kg-1)铁锰氧化物结合态(3.29 mg kg-1)硫化物及有机结合态(2.29 mg kg-1)可交换态(2.10 mg kg-1)碳酸盐结合态(1.63 mg kg-1);在EDTA修复Cu高污染土壤时,单因素实验分析表明当提取时间、淋洗浓度、固液比、p H分别为18 h、0.01 mol L-1、1∶10和7时为最佳实验条件,最佳单因素组合后对Cu的去除率为20.14%,将之应用于农田土壤,重金属Cu的去除率略有降低,可达18.29%。EDTA对土壤Cu处理前后对其赋存形态分析表明,土壤中重金属Cu交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态去除效果明显,但不能有效去除土壤中有机及硫化物态和残渣态。     

水平交换电场与EDDS螯合诱导植物联合修复Cu/Zn污染土壤

电动修复技术是20世纪80年代兴起的一种污染土壤修复技术。该技术在污染土壤两端施加直流电场,在电场作用下土壤中的重金属和有机污染物通过电迁移、电渗流和电泳等方式迁移出土体,从而实现污染土壤的清洁[1,2]。近年来,通过将电动修复技术与其他污染土壤修复技术(如化学修复、生物修复等)[3～5]相结合来共同提高污染土壤的修复效率逐步成为污染土壤修复中一个新的发展趋势。由于直流电场通常会加快土壤颗粒上重金属离子的解吸,提高土壤溶液中重金属的含量[2],因此将电动与植物联合使用可能会促进植物对重金属的吸收、积累,加快修复过程。O Connor和Lim的研究[6～7]均发现,施加水平直流电场可显著提高植物     

土壤重金属—有机物复合污染环境效应与修复技术研究进展

重金属-有机物复合污染已是土壤污染的一种普遍形式,其环境危害和治理难度远大于单一污染土壤,因此,重金属-有机物复合污染土壤修复治理是我国环保领域亟需解决的现实难题。基于此,本文首先介绍了重金属与有机污染物在土壤中的复合污染现状；其次,分析了土壤中重金属与有机污染物的交互作用及其环境效应；然后从物化修复、生物修复和联合修复这3方面,综述了不同技术手段对重金属-有机物复合污染土壤修复的研究进展；最后提出了重金属-有机物复合污染土壤修复研究的发展方向。     

几种酸和盐对As污染土壤的化学萃取修复

通过实验室浸泡试验,研究了4种酸溶液和2种盐溶液对As污染土壤化学萃取修复的效果及其机理,同时从土壤pH的改变和土壤组分的溶出2个方面研究了化学萃取对土壤的负面影响.结果表明,4种酸溶液中,H3PO4对土壤As的去除效果较好.其次是C6H8O7,HCl和HCIO4则没有明显效果;2种盐溶液中,KH;PO4的效果较好,NH4HCO3的效果不理想.5～200 mmol/L的H2PO4和KH2PO4对土壤As的去除率分别为7.76%～22.85%,6.81%～20.21%.H3PO4对土壤As的去除是风化溶解土壤组分带来As的释放与PO3-4置换土壤As这2种机理共同作用的结果.其中PO3-4发挥了主要的作用;KH2PO4对土壤As的去除则完全归因于PO3-4对土壤As的置换.在去除As的同时,酸溶液不同程度地造成土壤酸化,导致Ca,Mg,Si等土壤组分的溶出,而盐溶液对土壤pH值影响较小,导致土壤组分的溶出也很少.KH2PO4能有效去除土壤As,而且对环境友好,是修复As污染土壤较理想的萃取剂.     

土壤中石油类污染物的化学氧化去除研究

用H2O2氧化处理柴油重度污染土壤,研究了土壤初始含油量、H2O2投加量、土壤pH值以及催化剂等的影响.结果表明,室温条件下向油污土壤中直接投加氧化剂的修复方法可行;H2O2的经济添加量为400 ml/kg土,低含油(20000 mg/kg)污土的去除率可达70.0%以上,高含油(50000 mg/kg)污土的去除率可达96.0%以上:pH 5～8范围内土壤介质对该法的应用影响不大;如用芬顿试剂处理高含油(50000 mg/kg))污土,H2O2只需100 ml/kg土或200 ml/kg土,就能达到85.0%以上的去油效果.     

超顺磁微纳米MFH功能材料对铅污染土壤的修复研究

为有效、快速、廉价地修复废水和土壤铅污染,研究了一种重金属铅修复去除材料(超顺磁微纳米Fe₃O₄@Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂功能材料,MFH)的投加量、Pb²⁺初始浓度、吸附时间、pH、离子强度以及有机质浓度等因素对废水、污染土壤中Pb²⁺的修复效果。结果表明,MFH对溶液中的Pb²⁺的吸附满足准二级动力学模型,在10 min左右达到吸附平衡,最大吸附量181.6mg·g^-1;在pH2.00～5.00范围内Pb²⁺去除率随溶液pH的增加而下降;溶液中离子强度增大会抑制MFH对Pb²⁺的去除率,而溶液中有机质含量增加则能有效提高MFH对Pb²⁺的去除率。MFH对农田和工业园区铅污染土壤均有较好的去除效果,添加重金属活化剂EDTA能明显提高MFH对土壤中铅的去除效果,其中对轻度铅污染的农田土壤中铅总量去除...     

低浓度环糊精强化Fenton试剂降解液相中茚并（1,2,3-cd）芘的试验研究

为了研究Fenton试剂对液相中茚并（1,2,3-cd）芘的降解效果,采用实验室内试验方法,考察并确定了H2O2浓度、FeSO4浓度、反应时间、pH值以及低浓度环糊精等因素对降解的影响。结果表明,使用Fenton试剂可以有效降解液相中的茚并（1,2,3-cd）芘。在降解过程中,对初始浓度为2.5mg·L-1的茚并（1,2,3-cd）芘,当H2O2浓度为20.0mmol·L-1,FeSO4浓度为3.0mmol·L-1时降解较为有效,去除率可达到62.88%,浓度过高或者过低都不利于反应的发生。Fenton氧化降解茚并（1,2,3-cd）芘的反应在60min内可以完成,并且pH值控制在3时更加有利于降解。反应体系中加入低浓度环糊精可以增加茚并（1,2,3-cd）芘在水相中的溶解度,当加入HPCD的浓度为3mg·L-1时,Fenton试剂对茚并（1,2,3-cd）芘的氧化去除率可由62.88%提高至71.24%。     

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Zn^2＋和Cd^2＋,在皂角苷浓度为0.4%时,Zn^2＋、Cd^2＋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Zn^2＋、Cd^2＋,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Zn^2＋、Cd^2＋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。     

淋洗法修复铬渣污染场地实验研究

铬渣污染场地已经列为我国土壤污染重点治理对象,急需修复铬渣污染土壤的关键技术。本文通过室内模拟实验,采用振荡淋洗的方法研究了水、EDTA、EDDS、柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸、环糊精和十二烷基苯磺酸钠等淋洗剂对铬渣污染场地Cr的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、淋洗时间、土水比、淋洗次数等对淋洗效果的影响,并研究了不同淋洗剂复合对Cr的淋洗效果以及不同浓度柠檬酸淋洗前后重金属形态的变化。结果表明：水、EDTA、EDDS、环糊精和十二烷基苯磺酸钠对Cr的去除率较低,柠檬酸在浓度为0.5mol·L-1、土水比1：20、反应时间为24h、淋洗次数为2次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cr的去除率可达到82.8%;SDBS、EDTA与柠檬酸单独组合顺序或者混合淋洗,都没有增加柠檬酸对Cr的去除率。重金属形态分析表明,柠檬酸淋洗有效地改变了Cr的形态从而达到较高的修复效果。当柠檬酸浓度小于0.25mol·L-1时,对铬的去除主要以C（rⅥ）为主;当柠檬酸浓度大于0.25mol·L-1时,对铬的去除主要以C（rⅢ）为主。本文的研究结果为异位淋洗修复铬渣污染土壤提供理论依据。     

改性纳米黑碳应用于钝化修复重金属污染土壤中的问题探讨

通过有关文献资料调研,综述纳米黑碳在钝化修复污染土壤中的应用,分析其应用于钝化修复重金属污染土壤时尚待弄清的几个问题。结果表明：（1）由于纳米黑碳是疏水的非极性吸附剂,选择纳米黑碳作为土壤重金属钝化修复剂时,需对其进行氧化改性,以进一步提高其钝化能力。目前常用的氧化剂为氧化性无机酸、酸性高锰酸钾、双氧水、臭氧等,强烈的氧化过程,会破坏纳米黑碳微孔结构,一定程度上降低其吸附量。（2）为了明确其应用的可能性和适用范围,需揭示改性纳米黑碳对土壤中重金属的钝化机理及其影响因素。土壤CEC、pH、重金属离子的性质等可能是影响改性纳米黑碳对土壤中重金属吸附性能的主要因素。（3）充分利用改性纳米黑碳在土壤修复中的有益作用的同时,还需考虑其可能存在的生态环境负面效应,研究其在土壤中的径流迁移、渗漏等,明确其污染地表水和地下水的可能性,研究其生物效应和将吸附钝化后的纳米黑碳从土壤中移除的可能性,明确其潜在的生态环境风险。     

Cosolvent-enhanced Desorption and Transport of Heavy Metals and Organic Contaminants in Soils during Electrokinetic Remediation

Numerous sites are contaminated with both heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and the technologies to treat such mixed contaminants are very limited. Electrokinetic remediation has the potential to remediate mixed contaminants in soils, including low permeability soils; however, the efficiency of this technology depends on the extracting solution employed. Previous studies on electrokinetic remediation have focused on the removal of heavy metals and organic compounds when they exist individually in clayey soils. In the present study, the feasibility of using cosolvents to enhance the electrokinetic removal of PAHs from clayey soils in the presence of heavy metals is investigated. A series of laboratory electrokinetic experiments was conducted using kaolin soil spiked with phenanthrene and nickel at concentrations of 500 mg/kg each to simulate typical field mixed contamination. Experiments were performed using n-butylamine (cosolvent) at concentrations of 10 and 20% and deionized water, each mixed with 0.01 M NaOH solution and circulated at the anode to maintain alkaline conditions. A periodic voltage gradient of 2 VDC/cm in cycles of 5 days on and 2 days off was applied in all the tests. During the initial stages when the soil pH was low, nickel existed as a cation and electromigrated towards the cathode. However, as the soil pH increased due to hydroxyl ions generated at the cathode and also flushing of high pH n-butylamine solution from the anode, nickel precipitated with no further migration. Phenanthrene was found migrating towards the cathode in proportion to the concentration of n-butylamine. The extent of phenanthrene removal was found to depend on both the electroosmotic flow and the concentration of n-butylamine, but the presence of nickel did not influence the transport and removal of phenanthrene.     

多氯联苯污染土壤的Fenton试剂化学修复效应

采用室内模拟实验,研究了0.5mol/LFeSO4溶液与1.0mol/LH2O2溶液组成的Fenton试剂对污染土壤中PCBs的去除效果。结果表明:20ml FeSO4+40ml H2O2的Fenton试剂对PCBs污染土壤处理336h后,PCBs总量的去除率达71.9%,继续增加Fenton试剂剂量或延长Fenton反应时间对PCBs去除效果影响较小。Fenton试剂对三氯、四氯、五氯、六氯等PCBs同系物去除效果较好,去除率分别为92.5%、75.8%、51.4%、39.5%。加入Fenton试剂后,供试土壤的pH值出现明显降低,而对土壤有机质含量的影响不明显。可见,该剂量的Fenton试剂对PCBs污染土壤的修复有明显的效果,是一种可利用的环境修复材料。     

Utilisation of Magnesium Phosphate Cements to Facilitate Biodegradation within a Stabilised/Solidified Contaminated Soil

Stabilisation/solidification (S/S) of heavy metals and a parallel biodegradation of an organic contaminant using magnesium phosphate cements (MPC) was investigated under laboratory conditions. The study was aimed at improving the robustness of S/S technology by encouraging biodegradation in order to bring about some form of contaminant attenuation over time. A silty sand soil, amended with compost was spiked with an organic contaminant, 2-chlorobenzoic acid (2CBA), and two heavy metal compounds, lead nitrate and zinc chloride. Two formulations of the MPC grouts based on different proportions of the cement constituents, with paste pH of approximately 6.5 and 10, were utilised for S/S treatment. The study involved treating the organic contaminant present in the soil with and without the heavy metals by employing the low and high pH MPC grout mixes, and using 10% and 25% compost content. Microbial activity was monitored using dehydrogenase assay, whilst the tests pertaining to the performance criteria such as contaminant concentration, unconfined compressive strength, elastic stiffness, permeability and batch leaching tests were evaluated at set periods. Contaminant recovery analysis after 140 days indicated a similar reduction in 2CBA concentration to approximately 56% in the different grout mixes. The cement constituents exhibited stimulatory and inhibitory effects on soil dehydrogenase activity. Heavy metal leachability as well as the engineering behaviour of the treated soils conformed to acceptable standards. The results of the investigations show considerable promise for the application of MPC in contaminated land remediation.     

高锰酸钾氧化修复污染土壤中菲和芘的研究

利用人工污染土壤,研究了高锰酸钾对4种不同土壤中菲和芘的氧化修复效果。结果表明,当高锰酸钾浓度为33.33mmol·L^-1时,土壤中菲和芘的氧化去除率达到最大。高锰酸钾氧化去除率不仅与高锰酸钾浓度有关,还与土壤性质和老化时间有关。土壤有机质含量的增加会降低高锰酸钾对土壤中菲和芘的氧化去除率;随着老化时间的增加,高锰酸钾的氧化去除率逐渐降低。老化40d后,4种土壤中菲和芘的氧化去除率显著降低,菲的氧化去除率在14%～67%之间,芘的氧化去除率在61%～84%之间。高锰酸钾氧化前后,4种土壤中有机质含量下降范围为0.77%～9.21%。从土壤有机质含量来看,高锰酸钾氧化修复多环芳烃污染土壤对土壤质量影响较小,具有较好的应用前景。     

土壤重金属生物淋滤修复过程中廉价碳源的筛选研究

在室内模拟实验条件下,重点研究了一步和二步生物淋滤过程中黑曲霉利用各种廉价碳源替代蔗糖产酸修复重金属污染土壤的效果。结果发现,杨树叶、桃树叶、土豆皮去除重金属效果较好。其中杨树叶对冶炼厂土壤中重金属去除率分别为Cu63．5％、Cd100％、Pb16．8％和Zn27％;桃树叶去除效果分别为Cu61．8％、Cd100％、Pb14．6％和Zn28．5％;土豆皮去除效果分别为Cu61％、Cd100％、Pb10．6％和Zn34％。廉价碳源的使用可降低污染土壤生物淋滤修复成本。