基于外源硅处理下刺柏对重金属镉污染土壤的修复治理研究

以常绿乔木刺柏(Juniperus formosana Hayata)为实验材料,通过室内盆栽试验,对叶面积、株高、鲜质量、干质量、MDA含量、抗氧化酶活性及植物组织重金属镉(Cd)含量等一系列指标的测定,研究柏树对重金属Cd污染土壤的快速修复机制,并分析外源硅(Si)素(400、1 000mg·kg~(-1))对柏树耐性机制的影响.结果表明,刺柏根际土壤中Cd形态以可交换态为主,400mg·kg~(-1)Si处理下,刺柏根际交换态Cd含量显著降低.与对照相比,200mg·kg~(-1) Cd处理90d抑制了刺柏生长发育,400mg·kg~(-1) Si处理显著缓解了Cd对柏树生长的抑制,并降低了茎、叶部的Cd含量,而1 000mg·kg~(-1) Si处理加重了Cd的毒害作用.研究表明适当浓度的外源Si可以提高刺柏Cd耐性的机制,并为高(中)浓度Cd污染土壤的快速修复治理提供理论依据.     

高浓度含铜污染土壤电动修复的实验研究

为了探究电动修复法对高浓度含铜污染土壤修复的可行性,对铜含量为1 500 mg/kg的污染土壤进行了电动修复。实验研究了不同修复时间下电流变化、土壤p H变化和土壤中铜的迁移规律,并采用BCR(Bureau Community of Reference)法对土壤中铜的不同形态进行了分离、提取、测定。实验结果表明,电动修复技术对于高浓度含铜污染土壤中的铜具有良好的去除效果;在修复电压为30 V,修复时间为7 d时,土壤中的铜含量可以降至400 mg/kg以下。修复后铜的弱酸提取态占比增加,可还原态占比降低,可氧化态和残渣态占比无明显变化。     

重金属污染土壤的电动力学修复试验研究

采用自制的实验装置研究重金属污染土壤的电动力学修复性能,通过间歇断电法和提高电压法提高单一重金属污染土壤的重金属去除率,取得了良好的效果,并且对多离子污染土壤的电动修复进行了研究.结果表明:间歇断电法和提高电压法与相同试验条件下的普通试验相比,Cd去除率分别提高了6.17%和0.56%,电能消耗分别节省了51.86%和12.4%.多离子污染土壤Cu,Pb,Cd的去除率分别为68.56%,75.31%,69.90%,相对于单一离子Cd的电动试验,修复效果降低不少.电能消耗为5.061 2kJ.g-1,比单一离子的电能消耗高出许多.     

重金属污染场地修复效果评价研究

污染场地土壤修复是一项复杂工程,为检验土壤修复效果,依据《污染场地修复验收技术规范》,对福州XX化工厂进行场地修复效果评价.土壤样品检测结果表明,原来超标的Pb、Hg的含量均明显低于修复目标值,坑底采样的4个样品中,Cd和As的含量也低于修复目标值,场地修复效果显著.但是,侧壁采样的15个样品中,Cd和As的含量仍存在超标现象.采用人体健康.风险评价方法对两种目标污染物进行健康风险评价,结果显示,Cd和As的非致癌风险指数对儿童和成人都大于1,As的致癌风险指数对儿童和成人都大于1×10-6.场地还存在潜在健康风险,在投入使用前需要进行进一步修复.     

高浓度含铜污染土壤的电动修复研究

为了探究电动修复法对高浓度含铜污染土壤修复的可行性,对铜含量为1500 mg/kg的污染土壤进行了电动修复。实验研究了不同修复时间下电流变化、土壤pH值变化和土壤中铜的迁移规律,并采用BCR法对土壤中铜的不同形态进行了分离提取测定。实验结果表明,电动修复技术对于高浓度含铜污染土壤中的铜具有良好的去除效果,在修复电压为30 V,修复时间为7 d时,土壤中的铜含量可以降至400 mg/kg以下。修复后铜的弱酸提取态占比增加,可还原态占比降低,可氧化态和残渣态占比无明显变化。     

高浓度有机污染土壤自燃修复技术的影响因素

自燃修复(self-sustaining treatment for active remediation,STAR)技术是一种新近发展起来的并对修复非水相液体(NAPLs)污染包气带具有较好应用前景的修复方法。该技术与固体物质的阴燃类似,是没有火焰的缓慢燃烧。有机污染物附着在土壤含水层介质固体表面,依靠异相氧化燃烧,产生的热量可以维持污染物的持续燃烧,不需要热量的持续输入。为了探讨高浓度有机污染土壤STAR修复技术的影响因素,缩短煤焦油加热时间,减少二次污染的产生。通过一维模拟柱分别开展了污染物浓度、空气流速、含水率对煤焦油维持阴燃的影响。研究表明:当污染物浓度在80 000～110 000 mg·kg~(-1)时,煤焦油可以维持阴燃;当浓度低于80 000 mg·kg~(-1)时,煤焦油不能维持阴燃;随着煤焦油浓度的增大峰值温度出现所需时间越来越短,平均峰值温度越来越大,平均燃烧传播速度越来越小;空气流速在2～10 cm·s~(-1)范围内时煤焦油均可维持阴燃,且随着空气流速的增大峰值温度出现所需时间越来越短,平均燃烧传播速度与空气流速间近似呈线性增长关系;含水率的增大对煤焦油维持阴燃没有影响,且随着含水率的增大峰值温度出现所需时间越来越长,平均峰值温度和平均燃烧传播速度均有所降低。与污染物浓度和空气流速相比,含水率对加热时间的影响最大。因此,在含水率变化的情况下,应重点关注煤焦油副产物苯、甲苯、二甲苯、萘等有毒有害气体的产生。     

生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

某渣场污染物在非饱和岩土介质中的迁移模拟研究

为研究某渣场污染物对周边地下水的污染状况,通过对渣场场地非饱和土壤弥散、渗流特性试验,并运用模拟地下水溶质迁移的软件Comsol Multiphysics建立渣场污染物在非饱和岩土介质中的迁移模拟计算模型.试验结果表明:土壤水扩散率D(θ)和非吸附性溶质C1-1的水动力弥散系数Dsh(θ)与土壤含水率θ成显著幂函数关系;同一吸力水头下,黏粒含量越高,储水能力越强,脱水速度越慢,即黏土②土样其持水性能远远高于熔炼渣①土样.100年内渣场污染物氟和锌的迁移污染对周边地下水污染浓度满足二类水标准;通过对渣场周边地下水试验结果表明:渣场现状下对周边地下水并未形成污染,这也验证了采用Comsol Multiphysics软件对渣场污染物迁移模拟分析的可靠性.     

铬污染土壤浸泡与无水电解电动联合修复实验

对TCr质量分数为2 312 mg/kg的污染土壤进行7轮蒸馏水预浸泡处理,然后再进行无水电解电动修复.污染土壤经过水浸泡、85.4 h和203 h的无水电解电动修复后,TCr去除率分别为45％、67％和84％,表明预浸泡处理可以显著降低铬污染土壤电动修复的负荷.通过采用铁阳极和CuSO4阴极工作液,抑制水的电解,使Fe2+离子和SO42-离子分别替代H+离子和OH-离子进入土壤,可以提高铬(Ⅵ)的电迁移数,提高铬污染土壤电动修复的电流效率.     

盐分和稀土镧对小果白刺生长和元素吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,模拟无污染非盐渍化土壤(空白处理:0mg·kg-1 La,0g·kg-1 NaCl)、NaCl型盐渍化土壤(盐处理:0mg·kg-1La,1.5g·kg-1 NaCl)、La污染土壤(镧处理:100mg·kg-1La,0g·kg-1NaCl)和 La 污染 NaCl 型盐渍化土壤(镧×盐处理:10...     

短毛蓼对锰污染土壤的修复效应研究

采用盆栽试验,研究短毛蓼对不同浓度锰污染土壤的耐性和富集效应,并旋加不同浓度抗坏血酸对短毛蓼的修复效果进行强化研究.结果表明:短毛蓼对锰表现出很强的耐性,在锰添加浓度为2 000 mg·kg-1时短毛蓼仍然能正常生长;随着锰添加水平的提高,地上部分和地下部分的锰含量都显著增加.添加抗坏血酸可以使短毛蓼的耐锰性提高,在锰...     

钒冶炼厂周边陆生植物对重金属的富集特征

对某钒冶炼厂周边土壤和植被进行现场采样,共采集到高等植物20科29种,土壤样品7个,采用ICP- MS和ICP-OES分析本土植物和土壤中重金属含量.结果表明,冶炼厂周边土壤普遍存在V、Cr和Cd污染现象,重金属V和Cr的污染问题突出.29种植物体内均检测到V、Cr、Cd和Pb,其中V含量相对较高.本土植物蜈蚣草体内重金属V含量最高,其地上部分V积累量为86.51 mg·kg-1,地下部分为814.25 mg·kg-1;野胡萝卜对Cd的富集和转运能力显著高于其他植物,地上部分和地下部分Cd含量分别为18.56 mg·kg-1和5.66 mg·kg-1.两种植物表现出对钒冶炼导致周边复合重金属污染极高的耐性,可作为钒冶炼厂周边土壤重金属污染植物修复的先锋物种.     

石油降解菌群的构建及室内修复石油污染土壤的研究

为生物修复石油污染的土壤,采用排列组合法以石油降解率为指标筛选出高效石油降解菌群,制备游离及固定化菌剂,室内模拟石油污染的土壤并进行生物修复实验,采用气相–质谱联用(GC-MS)技术分析降解前后石油成分的变化.结果表明:摇瓶培养条件下,由菌株10-1、10-2和10-3的种子浓缩液按体积比1﹕1﹕1的比例组成的10#菌群石油降解率最高(73.34%),且降解后除C18组分外,其他烷烃成分未被检出;在10%,的投菌量下,60,d后,10#菌群固定化菌剂组对室内石油污染土壤的石油降解率(32.5%)高于游离菌剂组(24.9%),且降解后其短链烷烃含量(11.42%)也高于游离菌剂组(7.91%)和空白组(5.12%).本文研究结果为10#菌群应用于野外石油污染土壤的修复奠定了基础.     

蚯蚓对植物修复永久性有机污染物的影响

为探讨土壤动物在植物修复永久性有机污染物过程中的作用,采用盆栽试验法,研究了蚯蚓对紫花苜蓿修复土壤菲污染的影响效应.结果显示,试验浓度(20.05~322.06 mg.kg-1)范围内,蚯蚓活动促进了菲污染土壤中修复植物的生长,其根冠比明显增大.添加蚯蚓70 d后,种植紫花苜蓿土壤中菲的去除率高达58.60%~81.82%,其平均去除率(73.42%)比无蚯蚓活动的土壤—植物系统(64.02%)提高9.40%,比无植物对照组(22.57%)提高50.85%.各种生物、非生物修复因子中,植物—微生物交互作用对菲去除的平均贡献率(44.09%)最为突出,比无蚯蚓活动时(37.97%)提高6.12%.说明蚯蚓活动可强化土壤—植物系统对土壤菲污染的修复作用.     

层次化健康风险评估方法在重金属污染场地的应用

污染土壤风险控制值对污染场地的修复至关重要;针对实际修复中风险控制值的计算常忽略浅层和深层土壤存在差异,提出了以层次化健康风险评估方法计算污染场地的风险控制值;通过监测重庆某机械加工企业遗留场地不同深度土层特征参数和重金属的含量,对场地土壤进行层次化健康风险评估;结果表明:场地部分土壤样品中的Cd和Hg的健康风险超过可接受水平,重金属Cd、Hg和Zn在地下0~4.3 m的风险控制值分别为7.23 mg·kg~(-1)、4.61 mg·kg~(-1)和4 070 mg·kg~(-1),在地下4.3~8 m的风险控制值分别为20.96 mg·kg~(-1)、9.89 mg·kg~(-1)和21 500 mg·kg~(-1),相比单一风险控制值,采用层次化风险控制值可以有效降低污染土壤的修复方量。     

人为石油污染土壤紫花苜蓿田间修复试验

选择校园清洁区土壤,采用陇东石油开采、加工地区常见的牧草紫花苜蓿进行人工石油污染土壤的植物修复田间试验,探讨其对西北干旱地区石油污染土壤植物修复的可行性.结果表明:种植空白组和种植苜蓿组土壤石油污染物残留量、去除量均随着土壤石油污染物投配量的增加而增加,两者正相关关系特别显著,反映了投配量对石油污染物残留量和去除量的巨大影响.土壤石油污染物去除率,种植空白组为21.43%～54.17%、种植苜蓿组为91.08%～96.07%,种植空白组土壤石油污染物去除率仅为种植苜蓿组的0.23～0.59倍,显示石油污染土壤尽管存在一定程度的自然降解,但是紫花苜蓿的修复作用依然很显著;施肥对种植苜蓿组土壤扣除空白石油污染物残留量影响很大,施肥组仅为不施肥组的0.61倍,显示施肥有助于种植苜蓿组土壤石油污染物的去除.可见,紫花苜蓿对石油污染土壤有很好的修复效果.     

利用植物籽粒苋修复铊污染土壤研究（英文）

近年来,随着对铊的强毒性及其对人类健康的高风险认识增加,土壤铊污染问题越来越多地被关注.植物修复是去除土壤重金属污染具有低成本和可持续的技术,适用于铊污染土壤的修复.本研究选择籽粒苋作为测试植物,用于研究铊污染土壤的修复.土壤中铊浓度设置为0,1,5,10,15和20 mg·kg~(-1),经过100 d的盆栽试验,结果表明,随着土壤中铊的浓度升高,植物的生物量、高度、PSII最大量子效率(Fv/Fm)和植物含铊总量均有差异,且植物个体组织(根、茎、叶)中铊的浓度增加;生物富集因子(BCF)在所有实验设置中均随着土壤中铊含量增加而上升,且都大于1;转移系数(TF)也有类似的规律.因此,籽粒苋具有良好的修复铊污染土壤的潜力.     

蚯蚓活动对高羊茅修复土壤芘污染的强化作用

为了探讨土壤动物在植物修复多环芳烃类有机污染物过程中的作用,采用盆栽试验法,对比研究了蚯蚓(Pheretimasp.)活动对高羊茅(Festuca arundinacea)修复土壤芘污染的影响效应.在72d的试验期间,蚯蚓活动促进了芘污染土壤(20.24～321.42mg.kg-1)中高羊茅的生长,其根冠比明显增大.试验结束时,种植高羊茅的土壤中芘的去除率高达55.89%～82.01%,其平均去除率(69.91%)比无蚯蚓活动的土壤-植物(高羊茅)系统(60.06%)提高9.85%,比无植物对照组(18.24%)提高50.67%.各种生物、非生物修复因子中,植物-微生物交互作用(plant-icrobial interaction)对芘去除的贡献率(44.08%)最为突出,比无蚯蚓活动时(37.54%)提高6.53%.说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤芘污染的修复作用.     

某污染地块补充调查及风险评估研究

为充分摸清某污染地块的污染情况,评估其按第一类用地规划开发后对周边环境和人体健康的风险,开展了该地块的补充调查和风险评估工作.补充调查结果表明,地块内主要存在有机物污染,关注土壤污染物为苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯、石油烃(C10-C40),关注地下水污染物为苯、甲苯、二甲苯、挥发酚(以苯酚计)、滴滴涕.风险评估结果表明,地块内苯、乙苯和石油烃(C10-C40)污染物的致癌危害及非致癌危害对人体健康有潜在的风险,地块内地下水人体健康风险可接受,最终确定地块内污染土壤修复目标值为苯1 mg/kg,乙苯7.2 mg/kg,石油烃(C10-C40)826 mg/kg.建议对污染的土壤采取修复措施,对地块内超标地下水范围内的关注污染物采取严格的制度管控措施.     

非饱和土壤中重金属污染物迁移机理分析

视土壤为非饱和多孔介质,将描述非饱和多孔介质中多种迁移场量耦合的热质传递模型,结合土壤中溶质迁移的对流-弥散规律,并考虑土壤固体骨架对重金属污染物的吸附特性,建立非饱和土壤中重金属污染物迁移的数学模型.数值分析了非饱和土壤不同深度处和土壤含湿量不同时,污染物在土壤中的迁移状况.随着土壤深度的增加,污染物在土壤中的迁移呈现滞后性;湿含量较高的土壤,在迁移状况趋于稳定时,污染物沿土壤深度的增加其浓度梯度相对较小,数值分析所得污染物在土壤中的迁移规律与文献已有试验结果相一致.因此,所建立的数学模型和数值分析结果,可为分析重金属污染物在土壤中的迁移状况和修复重金属污染的土壤提供一定的理论指导.