南方某工业区大气总悬浮颗粒物重金属来源解析及其对土壤环境质量的影响
王喆, 谭科艳, 陈燕芳, 刘斯文, 朱晓华, 刘久臣, 汤奇峰, 袁欣
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.01.014
解析大气总悬浮颗粒物(TSP)的重金属来源可为重金属生态风险评价和环境修复提供理论依据。本文研究了中国南方某工业城市冶炼厂周边冬季TSP和表层土壤(0~20 cm)中的重金属环境效应。采用大气主动采样技术收集TSP样品, 原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定其中重金属的含量, 结合富集因子法和Pearson系数法分析重金属含量特征及其来源。结果表明, 研究区TSP中Zn、Pb、Cd含量最高达到30809.06×10-6、9902.91×10-6、1011.21×10-6, 分别是中国土壤背景值的201.43、222.53、5616.20倍, 属于污染严重级别; Ni、Cr含量分别是中国土壤背景值的1.83倍和2.96倍。冶炼厂、火力发电厂和化工厂等人为源是Zn、Pb、Cd、Hg、As等重金属富集的主导因素; 土壤重金属含量与TSP重金属含量呈显著正相关, 可判定研究区土壤的重金属来源主要为大气沉降。
关键词: 工业区, 总悬浮颗粒物, 重金属, 富集因子, 土壤质量
放射性同位素定年技术在崇明岛潮滩沉积速率上的应用研究
汤奇峰, 黄园英, 刘久臣, 徐清, 王晓春, 谭科艳, 刘晓端
选取崇明岛北侧由东至西4个潮滩沉积柱,分析137Cs、226Ra和210Pb放射性比活度,应用210Pb和137Cs放射性同位素定年方法计算崇明岛潮滩沉积物沉积速率。对于东西两端,210Pb方法测得速率分别为3.08 cm/a和2.34 cm/a,而137Cs测得速率分别为6.19 cm/a和2.06 cm/a。结果表明,137Cs定年方法计算出的潮滩沉积速率普遍大于210Pb方法结果,但两者反映了相同的速率规律。崇明岛主力生长方向为东和东北,西侧沉积作用相对较弱,表现出"东快西慢"的特点。沉积纵向上,1954年以来,自下而上沉积速率逐渐减缓。
关键词: 210Pb, 137Cs, 放射性同位素定年, 沉积速率, 潮滩沉积物, 崇明岛
若尔盖高原土壤和近地表大气气溶胶铅同位素组成测试及示踪研究
盖楠, 张鹏, 谭科艳, 黄毅, 朱晓华, 殷效彩, 杨永亮
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201606220088
若尔盖高原牧场处于中国偏远洁净高海拔地区,大气沉降是污染物主要来源途径之一。由于季风的影响,污染源的辨析较为困难。本文通过多点大气气溶胶不同季节同时采样方式,利用热电离固体同位素质谱仪可有效校正质谱分析中同位素分馏效应的优点,对若尔盖地区土壤和大气气溶胶的铅同位素比值进行精确分析,并结合季风特征对该地区污染物的来源进行解析。结果表明:土壤的 208Pb/204Pb比值变化范围为38.79059±0.00194~38.94461±0.00135,206Pb/207Pb为1.18551±0.00002~1.19362±0.00002;大气气溶胶的208Pb/204Pb比值变化范围为37.49571±0.00117~38.48980±0.00105,206Pb/207Pb为1.12894±0.00001~1.16734±0.00001。该地区土壤铅同位素的特征是放射成因铅高,来自于自身天然存在的岩石矿物,与大气污染关系不大;大气气溶胶的铅同位素组成与土壤差异较大,显示为多元混合模式,受到了天然物质和人类活动来源的混合影响,机动车尾气及来自北部(兰州)和西北部(青海、新疆、哈萨克斯坦、俄罗斯)的大气远程运移是若尔盖大气气溶胶及污染物质的主要来源。
关键词: 若尔盖, 大气气溶胶, 铅同位素比值, 热电离固体同位素质谱法, 季风特征, 污染源
天然丝光沸石表面重构改性及其在水中去除重金属的应用
王喆, 谭科艳, 梁明会, 蔡敬怡, 侯士田, 王悦, 江鹏
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201802110018
天然丝光沸石作为一种绿色廉价多孔材料广泛应用于环境治理中去除重金属,目前报道的天然沸石对重金属的去除率多在60%~90%,提升其去除效率已成为研究热点。本文采用正硅酸乙酯对天然丝光沸石进行表面重构改性,通过TEM、XRD、BET等手段表征其形貌和结构。结果表明:正硅酸乙酯水解生成的SiO2可与天然丝光沸石复合形成新颖的"SiO2/丝光沸石",原沸石表面包覆了新生纳米SiO2孔结构,同时没有损坏原始沸石的多孔结构,使改性沸石材料兼具了天然丝光沸石和纳米SiO2孔结构优点,增强了对重金属离子的吸附能力。该改性材料对水中Pb2+、Cd2+、Zn2+和Mn2+的最高吸附率为99.3%、97.1%、98.3%和97.0%,且极少解吸,性能稳定。考虑经济成本并保证合适吸附率的情况下选择吸附效率最佳的投加量,得到改性材料对初始浓度10 mg/L的Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mn2+溶液的最佳投加量分别为0.5 g/L、2 g/L、2 g/L、5 g/L,可为中试和规模应用提供参考。较之焙烧、酸、碱、盐和有机改性,本改性方式对多种重金属均有高的吸附率,并显现出操作简便、成本低和环境友好等优势,具有较好应用前景。
关键词: 天然丝光沸石, 二氧化硅, 改性, 重金属, 吸附
固定配比的钠化膨润土与土壤在不同pH条件下对 重金属离子的吸附效果研究
谭科艳, 刘晓端, 黄园英, 陈燕芳
研究了固定配比的钠化膨润土与土壤在不同pH条件下对重金属离子的吸附效果。钠化膨润土与污染土壤按质量比110和120的比例混合,用碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸(AB-DTPA)法提取土壤中有效态重金属。结果表明,在钠化膨润土与土壤质量比为120的条件下,取得了最佳的修复效果;在pH=9.14时该混合土壤对重金属的总体吸附效果最佳。在实际土壤修复中,针对不同重金属污染,应灵活调整修复材料与污染土壤的配比和土壤的pH条件。
关键词: 重金属, 钠化膨润土, 修复, 配比, pH条件, 土壤
凹凸棒石用于修复铜锌镉重金属污染土壤的研究
谭科艳, 刘晓端, 刘久臣, 汤奇峰, 黄园英, 罗松光
利用凹凸棒石黏土矿物优异的物化性能对采集的安徽铜陵地区重金属污染土壤进行盆栽修复试验,以降低种植蔬菜中重金属污染物的有效态含量。凹凸棒石与矿区土壤的质量配比设置5组(1:10、1:20、1:40、1: 100以及原土),选择适宜在北京生长的四季小白菜和北京快菜进行种植,盆栽试验结果表明,使用凹凸棒石黏土矿物可以将土壤的pH值提高到5~8,改善了矿区的土壤环境条件,提高黏土矿物对重金属的吸附性能;通过适量添加凹凸棒石黏土矿物,对Cu元素的平均修复率达到31.50%,Zn元素的平均修复率达到26.15%,Cd元素的平均修复率达到34.92%,能够有效减少蔬菜对Cu、Zn、Cd三种重金属元素的吸收。凹凸棒石与土壤的质量比为1:20时,对污染土壤的修复效果最佳。
关键词: 重金属, 土壤修复, 铜陵, 凹凸棒石
AB-DTPA提取法在重金属污染土壤修复模拟试验中的应用可行性
陈燕芳, 刘晓端*, 谭科艳
将碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸(AB-DTPA)提取重金属生物有效态的方法应用于重金属污染土壤修复的模拟试验中,该土壤的污染元素主要是铜、锌和镉,试验所用修复材料是钠化膨润土。研究表明,AB-DTPA提取法具有很好的稳定性,而且能准确指示铜、锌、镉元素在土壤中的有效态含量,同时AB-DTPA对土壤中铜、锌、镉元素的提取率也适用于模拟试验中修复效果的平行对比。AB-DTPA提取法在重金属污染土壤修复模拟试验中的应用是可行的。
关键词: 碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸;, 生物有效态提取;, 铜;, 锌;, 镉;, 钠化膨润土;土壤修复

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