含微塑料地下水的污染现状、环境风险及其发展趋势

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作者 曹文庚 王妍妍 +5 位作者 张亚南 郭记菊 肖舜禹 丁闽进 那静 孙壮 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1895-1916,共22页

【研究目的 】微塑料(microplastics,MPs)已成为一类遍布全球的新型污染物,由此产生的环境问题日趋严峻。目前大多数研究集中在海洋、河流等地表水体,地下水系统中MPs的相关研究相对薄弱。【研究方法 】基于大量的文献调研和分析,本文... 【研究目的 】微塑料(microplastics,MPs)已成为一类遍布全球的新型污染物,由此产生的环境问题日趋严峻。目前大多数研究集中在海洋、河流等地表水体,地下水系统中MPs的相关研究相对薄弱。【研究方法 】基于大量的文献调研和分析,本文从地下水中MPs的来源、检测、分布特征、环境风险和发展趋势几方面分析了地下水中MPs的研究进展,为含MPs地下水的后续研究和风险防控提供参考。【研究结果 】MPs主要通过地表水-地下水相互作用、土壤入渗和直接注入三种方式进入地下水,目前地下水中MPs的研究主要集中在沿海地区,特别是在中国、欧洲和北美,南美、非洲和大洋洲需要更多的数据和研究。地下水中MPs最常见的聚合物类型是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯(PE),纤维和碎片为最常见的形状。含MPs的地下水在土壤和作物健康、污染物质迁移、人体健康、地下生态系统、地下水污染修复效果等方面均存在一定的环境风险,未来研究应集中于地下水中MPs的取样和检测标准化程序的建立、空间分布特征的确定以及探索影响MPs在地下水中迁移转化机理等关键科学问题上。【结论 】地下水中MPs的研究在来源、分布特征、环境风险和发展趋势方面均取得了大量成果,但目前研究仍处于初级阶段,考虑到地下水在维持人类活动和自然生态系统中的关键作用,相关研究将不断增加。地下水微塑料污染的管理策略应该从控制源头(塑料废物最小化)、切断传播途径(针对MPs污染风险高的地下水,采取预防措施)和末端去除(开发适当的修复技术)三方面考虑。 展开更多

关键词 地下水 微塑料 污染现状 环境风险 管理策略 水文地质调查工程 环境地质调查工程

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汾河流域地下水化学演化特征、控制因素及健康风险评价 被引量：1

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作者 李晓坚 苏贺 唐珧 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期97-103,共7页

汾河地下水污染问题日益严重,水质不断恶化,对汾河流域居民日常饮水安全造成威胁。选择黄土高原东部汾河流域地下水为研究对象,综合运用数理统计、图解法、相关性分析、正演模型、地理探测器和人体健康风险评价模型等方法,分析地下水化... 汾河地下水污染问题日益严重,水质不断恶化,对汾河流域居民日常饮水安全造成威胁。选择黄土高原东部汾河流域地下水为研究对象,综合运用数理统计、图解法、相关性分析、正演模型、地理探测器和人体健康风险评价模型等方法,分析地下水化学时空演化特征,探讨地下水化学形成机制,并定量评价硝酸盐通过饮水途径导致的人体健康风险。结果表明:汾河流域水化学类型由枯水期HCO_(3)-Ca型演化为丰水期HCO_(3)-Ca·Mg、SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg型;碳酸盐风化和硅酸盐风化为地下水化学组分的主要来源;枯水期地下水化学演化的主要控制因素为高程和生态系统类型,丰水期为生态系统类型和土地利用类型;丰水期硝酸盐通过饮水途径对儿童产生的非致癌性健康风险系数大于成人的。 展开更多

关键词 地下水化学 时空演化 控制因素 健康风险 汾河

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瓯江流域下游温州平原地下水化学演化特征、控制因素及对人体健康的影响 被引量：6

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作者 张英 刘景涛 +3 位作者 周施阳 刘春燕 杨明楠 张玉玺 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1059-1073,共15页

【研究目的】滨海地带地下水化学演化特征及其控制因素研究对沿海城市地下水资源可持续利用具有重要意义。【研究方法】在野外调查取样和历史资料综合分析的基础上,运用水化学图解、离子比例关系、多元统计分析及环境同位素方法,系统分... 【研究目的】滨海地带地下水化学演化特征及其控制因素研究对沿海城市地下水资源可持续利用具有重要意义。【研究方法】在野外调查取样和历史资料综合分析的基础上,运用水化学图解、离子比例关系、多元统计分析及环境同位素方法,系统分析了温州平原地下水化学演化特征,探讨了影响地下水化学演化的主要控制因素。【研究结果】(1)温州平原潜水以淡水为主,HCO_(3)^(-)、Na^(+)、Ca^(2+)占主导地位,承压水以微咸水和咸水为主,Cl^(-)、Na^(+)占绝对优势;(2)从山前到海积平原,研究区潜水由低矿化度的HCO3型水向较高矿化度的Cl型水转变,主要受天然水化学作用控制,人类活动使局部地区地下水化学出现异常;(3)十年尺度上,潜水主要组分含量存在一定程度下降,水化学类型向Cl^(-)比重减少、HCO_(3)^(-)比重增加的方向演化;(4)水岩相互作用、海水作用、氧化还原环境等自然因素和工农业生产、生活排污等人为因素是温州平原地下水化学演化的主要控制因素。【结论】地下水健康风险评价结果显示,区内地下水存在一定的潜在非致癌风险,潜水的非致癌风险小于承压水,饮水途径摄入是危害人体的主要途径,相同环境下儿童的非致癌风险高于成人。因此,有必要对存在健康风险的地下水进行长期监测,加强这类地区的地下水资源管理和污染防治。 展开更多

关键词 水化学特征 时空演化 稳定同位素 滨海平原 健康风险 水文地质调查工程

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塔城盆地地下水“三氮”污染特征及成因 被引量：17

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作者 吕晓立 刘景涛 +1 位作者 周冰 朱亮 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期42-50,共9页

地下水氮元素污染是一个全球性的环境问题,其来源和迁移转化特征是国内外研究的热点。文章以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,研究塔城盆地地下水"三氮"污染特征。结果表明:塔城盆地地下水质量总体较好;... 地下水氮元素污染是一个全球性的环境问题,其来源和迁移转化特征是国内外研究的热点。文章以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,研究塔城盆地地下水"三氮"污染特征。结果表明:塔城盆地地下水质量总体较好;对比2017年发布的地下水质量标准,深层承压水"三氮"均未超标;浅层地下水"三氮"污染较轻,"三氮"超标点零星分布于地下水的中下游冲洪积平原区,其中,NO3-N超标率最高,超标率为8.8%; NO2-N和NH4-N次之,超标率均为1.3%。沿着地下水流向,从山区到盆地中央的平原区,地下水污染逐渐变重。"三氮"重污染点主要分布在塔城市、额敏县及其周边地区。区内地下水污染点的分布与工矿企业污染源、污水处理厂、垃圾填埋场等大型污染源的分布具有一定的相关性。城市化进程中,生活污水的不合理排放是塔城盆地"三氮"污染的主要来源,而通过排污河流下渗是研究区地下水"三氮"污染的重要途径;氧化还原条件、p H值、包气带岩性结构、补径排条件等是"三氮"迁移转化及其空间分布的主要影响因素。 展开更多

关键词 塔城盆地 地下水 硝态氮 亚硝态氮 氨氮 氮元素污染

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某氨氮污染地下水体抽出-处理系统优化模拟研究 被引量：13

5

作者 王平 韩占涛 +2 位作者 张海领 孔贝贝 张鑫馨 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期34-43,共10页

抽出-处理系统设计多侧重于考虑修复初期的效率,在修复后期通常效率低下,产生拖尾现象,其优化的关键在于布设的井群系统能否高效抽出受污染的地下水体。利用溶质运移数值模拟可为井群布设和抽水方案优化提供依据。本研究旨在优化我国北... 抽出-处理系统设计多侧重于考虑修复初期的效率,在修复后期通常效率低下,产生拖尾现象,其优化的关键在于布设的井群系统能否高效抽出受污染的地下水体。利用溶质运移数值模拟可为井群布设和抽水方案优化提供依据。本研究旨在优化我国北方某化肥厂高浓度氨氮污染的地下水体的抽出-处理修复系统,节约时间和成本。在水文地质调查及氨氮浓度监测的基础上,综合考虑井数、抽水天数和总抽水量三个变量,采用中轴线法与三角形法结合的布井方法,利用GMS软件反复试算,筛选出三种较优抽水方案并进一步模拟优化,最终从中选出最优抽水方案。结果,相比最初方案(方案1),最优方案(方案3)将修复周期缩短了23个月,抽水总量减少了约31.9×104 m^3,而抽水井数量仅增加了1口。该模型进行了稳定流水位拟合验证和4期非稳定流实测溶质浓度验证,较符合实际。结果表明,针对抽水井数量不足引起的拖尾问题,关键因素在于合理的井位布设与分阶段的抽水模式。在修复过程中,及时对地下水中污染物进行监测,并随着污染羽变化过程及时调整抽水方案,保证高浓度区一直有抽水井进行较大流量抽水,可有效提高修复效率并缩短修复周期。 展开更多

关键词 地下水修复 氨氮 抽出-处理技术 数值模拟 模型验证 模拟优化

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新疆塔城盆地地下水中铁锰分布特征及人类活动的影响 被引量：17

6

作者 吕晓立 刘景涛 +1 位作者 周冰 朱亮 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1765-1775,共11页

以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合区域地质、水文地质调查资料,研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明,研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低,局部超标,其空间分布特征基本一致。对比2017... 以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合区域地质、水文地质调查资料,研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明,研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低,局部超标,其空间分布特征基本一致。对比2017年发布的地下水质量标准,地下水中铁、锰超标率依次为25%和5%,深层承压水铁、锰含量均未超标。地下水中铁锰离子浓度受原生地质环境所控,同时叠加人类活动影响,城镇周边人口密集区尤其是排污沟渠附近地下水中耗氧量、溶解性总固体、铁、锰含量明显升高。地下水中铁锰超标连片区域呈条带状或斑块状分布于塔城盆地北部山区、中部冲积平原区以及南部低山丘陵区的铜钼成矿带,受人类活动影响,在塔城市、额敏县及其周边的地表水和地下水重污染区分布有地下水铁、锰重污染点,污染物特别是有机污染物排放所引起的还原环境促使地层中难溶的铁锰矿物的溶解释放。地层中,尤其是矿床及周边地层中高含量的铁锰是地下水中铁锰的重要来源,沉积层中富含丰富的有机质同时叠加人类活动输入所形成的还原条件是研究区地下水中铁、锰迁移和富集的主控因素。 展开更多

关键词 地下水 Fe、Mn分布特征 人类活动 水文地质调查工程 塔城盆地 新疆

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1998年以来兰州市地下水环境变化及驱动因素 被引量：11

7

作者 朱亮 刘景涛 +3 位作者 杨明楠 吕晓立 解飞 魏玉涛 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1677-1687,共11页

以地下水污染调查数据、地下水监测数据和遥感数据为基础,分析了1998年以来(1998—2019年)兰州不同区域地下水环境变化趋势,探讨了土地利用变化、污染源排放、地下水开采等城市发展要素对地下水的影响。结果表明:1998年以来兰州市地下... 以地下水污染调查数据、地下水监测数据和遥感数据为基础,分析了1998年以来(1998—2019年)兰州不同区域地下水环境变化趋势,探讨了土地利用变化、污染源排放、地下水开采等城市发展要素对地下水的影响。结果表明:1998年以来兰州市地下水环境变化的主要特征是水质恶化、水位上升。溶解性总固体、总硬度、硝酸根、氟等典型水化学指标在大部分地区呈稳定上升趋势,局部地下水中硝酸根比重增加,出现了硝酸型地下水。污染负荷增加是水质恶化的重要驱动因素,且恶化指标与城市主体功能存在直接关系,城关区是主要的居住、商业区,水质恶化的典型指标为硝酸盐;西固区是化工、冶炼等重工业集中区,地下水污染程度最重,反映工业污染的氟化物上升显著;七里河区、安宁区是商业、居住及轻工业的综合分布区,矿化度、总硬度、硝酸根等指标都有不同程度上升,但升幅不大。西固及三滩地区地下水位上升较为明显,其他城区相对稳定,城市不透水界面阻碍了降雨、灌溉等地表垂直入渗,使地下水位年内波动趋于平缓;水源地开采量减少、沿河工程建设以及地下管网渗漏等因素导致地下水补径排条件发生变化,不仅引起城区地下水位上升,还能够增强污染物淋滤和地下水蒸发浓缩,对水化学环境造成一定影响。 展开更多

关键词 地下水 水化学 水动力条件 城市化 地质调查工程 兰州市 甘肃省

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豫北平原地下水高砷和高氟分布规律与成因 被引量：7

8

作者 王妍妍 曹文庚 +3 位作者 潘登 王帅 任宇 李泽岩 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1095-1109,共15页

豫北平原地处黄河中下游,同时存在着高砷和高氟地下水,但目前这种零星分布区砷和氟的共存机制尚不明确。本文采集了豫北平原332组浅层地下水样品,采用原子荧光光谱法测定砷含量,离子色谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法测定氟及其他... 豫北平原地处黄河中下游,同时存在着高砷和高氟地下水,但目前这种零星分布区砷和氟的共存机制尚不明确。本文采集了豫北平原332组浅层地下水样品,采用原子荧光光谱法测定砷含量,离子色谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法测定氟及其他阴阳离子含量,探讨地下水中砷和氟的空间分布规律,并结合水化学图解和因子分析法提取出影响该区地下水演化的主要因子,以此为思路对该区高砷和高氟地下水的成因机制进行探讨。结果表明:该平原地下水中砷和氟的浓度范围分别为0.0001~0.1900mg/L和0.13~4.94mg/L。高砷地下水主要分布在太行山前冲洪积洼地和黄河决口扇垂向15~80m;高氟地下水分布于黄河沿岸的黄河现代河道影响带垂向7~100m。蒸发浓缩作用、矿物的溶解/解吸附作用和氧化还原环境是控制该区地下水演化的主要因子。氟在因子F1(蒸发浓缩作用)和F2(矿物的溶解/解吸附作用)中分别占有0.214和0.743的载荷,氟浓度与ρ(Na^(+))/[ρ(Na^(+))+ρ(Ca^2+))]呈正相关,高浓度氟出现在Ca^2+)浓度较低的地下水中。黄河现代河道影响带强烈的蒸发浓缩作用有助于含氟矿物的溶解,黄河水的灌溉增加了地下水中Na^(+)浓度,进一步增强了其溶解作用,在这种环境下氟会浓缩并富集在地下水中。砷在因子F3(氧化还原环境)中占有0.728的载荷,与Fe^2+)、NH^(+)4呈正相关,与NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)呈负相关,Eh越低,砷浓度越高。太行山前冲洪积洼地和黄河决口扇的还原环境有利于含砷的铁氧化物/氢氧化物发生还原性溶解,从而形成高砷地下水。pH值升高引起的以阴离子形式存在的砷酸根/亚砷酸根/氟化物在矿物表面的解吸附作用有利于该区砷和氟在地下水中共存。然而,该区地下水中砷和氟的相关性并不十分显著,这是由于高砷区高浓度的钙离子不利于氟的富集,而高氟区的弱还原条件不利于含砷铁氧化物/氢氧化物的溶解。本文研究结果探讨了豫北平原地下水中砷和氟的共存机制,进一步丰富了高砷高氟地下水共污染的理论体系。 展开更多

关键词 豫北平原 高砷 高氟 原子荧光光谱法 离子色谱法 电感耦合等离子体发射光谱法 成因

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快速城镇化进程中珠江三角洲高铵地下水赋存环境及驱动因素 被引量：10

9

作者 吕晓立 刘景涛 +3 位作者 韩占涛 朱亮 杨明楠 李海军 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1770-1780,共11页

地下水中高浓度的铵态氮对生活饮用水安全及生态环境存在潜在威胁。相比较硝态氮,高浓度的铵态氮不仅有各种人为来源,天然沉积环境更是造成高铵地下水的主要成因。本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析... 地下水中高浓度的铵态氮对生活饮用水安全及生态环境存在潜在威胁。相比较硝态氮,高浓度的铵态氮不仅有各种人为来源,天然沉积环境更是造成高铵地下水的主要成因。本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析等方法深入探讨了研究区高铵地下水的赋存环境特征及驱动因素。结果表明,研究区地下水中NH_(4)^(+)质量浓度介于未检出~180 mg/L。研究区1539组地下水样品中,NH_(4)^(+)质量浓度大于10 mg/L的高铵地下水69组,其中含NH_(4)^(+)质量浓度大于30 mg/L的高铵“肥水”23组。对比2005—2008年历史水化学数据,2009—2018年新增建设用地孔隙含水层高铵地下水样品比例增加25%。高铵地下水呈斑块状分布于三角洲平原区第四系底部低洼的基底、洼地等退积层序发育的淤泥质含水层中。淤泥层等富含有机质和总有机碳的沉积层是珠江三角洲地区的“生铵层”,有机氮的矿化是三角洲平原区城市化孔隙含水层中高铵地下水的主要驱动力。城镇化扩张引起生活污水及富铵工业废水的泄漏入渗是城乡结合部高铵地下水铵氮的重要来源。三角洲平原区中性至弱碱性富含有机质的还原环境是高铵地下水的主要成因。风化溶滤、阳离子交换吸附、海陆交互作用是珠江三角洲高铵地下水质演变的主要水文地球化学过程。 展开更多

关键词 高铵地下水 赋存环境特征 驱动因素 城镇化 水文地质调查工程 珠江三角洲

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绿茶还原制备纳米铁对模拟地下水中Cr(Ⅵ)的去除效果 被引量：2

10

作者 邓强 李卉 +2 位作者 韩占涛 王贵玲 马春晓 《南水北调与水利科技》 CAS 北大核心 2019年第1期130-137,共8页

利用绿茶提取液还原制备的纳米铁(GT-NIP)对水中六价铬具有良好的去除效果的原理,通过向含水层中注入GT-NIP可望实现六价铬在地下水中的原位去除,但尚未得到验证。为此,首先利用绿茶提取液还原法制备纳米铁,然后考察了其对水中六价铬的... 利用绿茶提取液还原制备的纳米铁(GT-NIP)对水中六价铬具有良好的去除效果的原理,通过向含水层中注入GT-NIP可望实现六价铬在地下水中的原位去除,但尚未得到验证。为此,首先利用绿茶提取液还原法制备纳米铁,然后考察了其对水中六价铬的还原效果,再利用柱试验研究GT-NIP对模拟地下水中六价铬的去除效果。结果表明:利用绿茶提取液制备的纳米铁为圆球形,大小均匀,直径约为10～20nm,且分散性较好,其中Fe2+含量为55.6%,Fe3+含量为44.4%。GT-NIP悬浮液在水中对Cr(Ⅵ)具有良好的降解能力,当GT-NIP浓度为1.0g/L时,反应1h,初始浓度为100mg/L的Cr(Ⅵ)去除率达到96.8%;在柱试验中,GT-NIP可以顺利穿透砂柱,平均出流百分比为68.6%。浓度为100mg/L的Cr(Ⅵ)溶液流过该纳米铁砂柱后,流出液中Cr3+浓度约为0.20mg/L,Cr6+浓度为0.10～0.25mg/L,即六价铬去除率达到99%以上。 展开更多

关键词 绿茶 纳米铁 六价铬 原位降解 地下水修复

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改性生物质电厂灰钝化修复南方镉污染土壤及其长效性研究 被引量：10

11

作者 宋乐 韩占涛 +4 位作者 张威 马丽莎 王磊 李雄光 王喜龙 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期226-234,共9页

选取我国南方生物质发电厂的灰渣为原料,经物理和化学改性制成重金属钝化剂,针对我国南方重金属Cd污染的土壤开展钝化修复研究.底灰中Cd等重金属含量明显低于其对应的飞灰,这是选择底灰作原料的重要原因.用其制备的BFA型钝化剂在水中对C... 选取我国南方生物质发电厂的灰渣为原料,经物理和化学改性制成重金属钝化剂,针对我国南方重金属Cd污染的土壤开展钝化修复研究.底灰中Cd等重金属含量明显低于其对应的飞灰,这是选择底灰作原料的重要原因.用其制备的BFA型钝化剂在水中对Cd的吸附量可达16mg/g以上.室内盆栽试验中,添加土壤干重1%的钝化剂,第一季稻米Cd含量降低80%以上,从超标2.8倍降至达标;第二季小麦籽粒Cd降低70%,从超标0.9倍降至达标.在我国南方Cd重度污染的农田中开展的原位修复试验表明,添加1%的钝化剂,稻米和小麦籽粒中Cd降低70%～90%,其中稻米Cd持续降低,2017年降低率相较2016年继续提升10%～20%,最终从超标20倍降至达标;Ni降低60%以上,且保留有益的Cu、Zn元素不受明显影响;此BFA型钝化剂还能促进作物生长,第一季稻米产量提高40%～60%,第二季仍有一定的增长效果.综合安全性考虑,我国南方生物质电厂的灰渣重金属含量很低,经过改性加工可制成安全高效的重金属钝化剂.可为钝化修复我国南方重金属污染农田提供一种经济有效的方法,也为现阶段难以处置的灰渣提供一个重要的利用途径. 展开更多

关键词 生物质电厂灰 钝化剂 改性 中国南方 镉

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利用改性生物质电厂灰钝化修复北方Cd污染土壤的试验研究 被引量：8

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作者 宋乐 韩占涛 +3 位作者 吕晓立 张威 李雄光 王磊 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1484-1494,共11页

为钝化修复我国北方Cd污染农田提供一种经济有效的方法,选取我国北方生物质发电厂的灰渣为原料,经改性制成重金属钝化剂,开展等温吸附试验、盆栽试验和原位修复试验的研究。研究结果表明:制备的钝化剂在水中对Cd的吸附性能高于粉煤灰,... 为钝化修复我国北方Cd污染农田提供一种经济有效的方法,选取我国北方生物质发电厂的灰渣为原料,经改性制成重金属钝化剂,开展等温吸附试验、盆栽试验和原位修复试验的研究。研究结果表明:制备的钝化剂在水中对Cd的吸附性能高于粉煤灰,最大吸附量达10 mg·g-1以上;且中性条件下,沉淀量对总吸附量的贡献率不到30%。盆栽试验中,添加土壤干重3%的钝化剂,稻米Cd降低80%以上;添加2%的钝化剂,小白菜叶Cd降低90%以上。原位试验中,添加1%的钝化剂,玉米根Cd降低53.5%,Pb降低64.4%,产量增加20.5%;添加2%的钝化剂,小麦籽粒Cd降低33%,产量增加72.5%。基于我国北方生物质电厂灰渣制备的钝化剂,主要化学成分为硅、钾、钙等生物有益元素,重金属安全风险很低。 展开更多

关键词 生物质电厂灰 钝化剂 改性 中国北方 CD

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粉煤灰修复土壤重金属污染研究进展 被引量：7

13

作者 吕晓立 刘景涛 +3 位作者 刘俊建 李海军 崔海炜 朱亮 《安徽农业科学》 CAS 2018年第13期7-10,共4页

就粉煤灰固定重金属的作用机理、修复效果以及风险评价进行了总结,并对粉煤灰修复土壤重金属研究的发展趋势进行了展望。

关键词 土壤重金属污染 粉煤灰 修复

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制革污泥渗滤液中特征污染物对土壤氨氮转化及微生物群落结构的影响

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作者 孔祥科 李义 +4 位作者 王平 韩占涛 刘圣华 张兆吉 王妍妍 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1676-1685,共10页

【研究目的】查明制革污泥渗滤液中特征污染物(Cr(Ⅲ)、盐分、有机质)对土壤NH_(4)^(+)−N转化和微生物群落结构的影响,为制革污泥的安全农用及土壤NH_(4)^(+)−N的污染防控提供理论依据。【研究方法】通过土壤培养实验,研究不同污染物影... 【研究目的】查明制革污泥渗滤液中特征污染物(Cr(Ⅲ)、盐分、有机质)对土壤NH_(4)^(+)−N转化和微生物群落结构的影响,为制革污泥的安全农用及土壤NH_(4)^(+)−N的污染防控提供理论依据。【研究方法】通过土壤培养实验,研究不同污染物影响下土壤中NH_(4)^(+)−N向NO_(3)^(−)−N的转化规律,并利用高通量测序对比分析不同条件下的微生物群落组成和结构变化特征。【研究结果】制革污泥渗滤液中特征污染组分对土壤中NH_(4)^(+)−N硝化过程的抑制程度排序为:Cr(Ⅲ)>盐分>有机质。外源Cr(Ⅲ)进入对土壤中NH_(4)^(+)−N的转化速率和转化量具有明显抑制作用,而土壤中盐分和有机质主要影响硝化作用的启动时间和降低硝化速率。随着土壤中Cr(Ⅲ)含量由100 mg/kg增加到250 mg/kg,培养90 d后NH_(4)^(+)−N的转化量由94.23%降低到19.38%。高浓度Cr(Ⅲ)和盐分在污染初期对土壤中微生物丰度和群落结构影响显著,随土壤老化过程中Cr(Ⅲ)生物有效性降低及微生物适应性增强,不同污染特征土壤中微生物群落结构和组成逐渐趋同,硝化功能菌(Nitrosospira、Nitrosomonas和Nitrosospira)丰度增加明显。【结论】冗余(RDA)分析结果表明,影响制革污染土壤中微生物群落结构演变的主要特征因子是Cr(Ⅲ)(R^(2)=0.53,P<0.01)、NH_(4)^(+)−N(R^(2)=0.59,P<0.005)和NO_(3)^(−)−N(R^(2)=0.53,P<0.01)。 展开更多

关键词 制革污泥 Cr(Ⅲ) 氨氮 硝化作用 微生物群落结构 土壤环境地质调查工程

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碱性过硫酸盐消解-紫外二阶导数光谱法测定地热水中总溶解氮

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作者 刘冰冰 张琳 《岩矿测试》 北大核心 2025年第3期478-487,共10页

地热水的过度开发利用导致地热水中总溶解氮含量过高,造成水质恶化,同时伴随地热水中总溶解氮中不同形态氮的相互转化,对人类健康和经济发展造成严重影响。因此,地热水中总溶解氮的测定,对研究总溶解氮的生物地球化学循环和地热水的合... 地热水的过度开发利用导致地热水中总溶解氮含量过高,造成水质恶化,同时伴随地热水中总溶解氮中不同形态氮的相互转化,对人类健康和经济发展造成严重影响。因此,地热水中总溶解氮的测定,对研究总溶解氮的生物地球化学循环和地热水的合理开发利用具有重要意义。针对地热水具有化学成分复杂多变、干扰组分多的特点,本文建立了碱性过硫酸盐消解-紫外二阶导数光谱法测定地热水中总溶解氮的方法,其中总溶解氮以硝酸根-氮的形式定量测定,其二阶导数光谱图可消除大部分干扰因素。通过研究硝酸根-氮紫外二阶导数光谱图,确定波长266.6nm对应的二阶导数值为特征吸光度。通过单因素水平实验和双因素方差分析实验优化消解反应中的消解参数,表明在一定条件范围内,稀释方案是影响总溶解氮测定最重要的因素,推荐选择消解温度为120℃,消解时间为20min,碱性过硫酸钾溶液体积为5.0mL;选择样品体积为10.0mL,在样品消解前稀释。共存离子干扰实验表明,高含量溴离子对总溶解氮的测定有正干扰。在0.20~5.0mg/L线性范围内,建立硝酸根(以氮计)标准溶液校准曲线,其决定系数R^(2)=0.9996。本方法加标回收率在94.0%~103.5%之间,相对偏差在0.83%~3.36%之间,准确度和可靠性高,干扰因素可控,需要样品量小,仪器成本低,可满足地热水中总溶解氮的快速、简单、准确批量检测需求。 展开更多

关键词 碱性过硫酸盐 紫外二阶导数光谱法 消解 地热水 总溶解氮

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银川平原高氟地下水分布及风险预测

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作者 李祥志 宋乐 +4 位作者 李英 赵志鹏 付宇 张荣 曹文庚 《南水北调与水利科技(中英文)》 2025年第4期987-996,共10页

通过构建地下水氟预测模型,筛选出最优预测模型(随机森林模型),对银川平原高氟地下水分布和风险进行预测,定量评价各影响因子的相对贡献。结果表明:地下水高氟风险区集中分布于银川平原东部、南部及西南边缘地带,中心地带高氟风险地区... 通过构建地下水氟预测模型,筛选出最优预测模型(随机森林模型),对银川平原高氟地下水分布和风险进行预测,定量评价各影响因子的相对贡献。结果表明:地下水高氟风险区集中分布于银川平原东部、南部及西南边缘地带,中心地带高氟风险地区分布较少;氟危害概率较高的区域达1982.74 km^(2),占银川平原总面积的24.57%,处于中风险及以上地区的人口约占该地区总人口数的5.38%;高氟地下水主要受地下水埋深、植被、地面高程、蒸散发量、坡度、温度、降水量等影响因子的控制。预测模型的构建为银川平原地下水氟风险的精确评估和有效控制提供了科学依据和理论支撑。 展开更多

关键词 银川平原 地下水 氟 机器学习 地理空间要素

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复合有机污染物在含水层介质表面的吸附性能 被引量：1

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作者 李卉 邓强 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第9期3413-3420,共8页

为明确氯代烃芳香烃类复合污染物在含水层介质上的吸附特性,选取甲苯、苯、1,2-二氯丙烷,1,2,3-三氯丙烷(TCP)作为典型污染物开展吸附试验,结果表明吸附过程符合Henry线性模型,分配系数Kp值分别为0.38,0.41,0.73,1.00kg/L,污染物在细砂... 为明确氯代烃芳香烃类复合污染物在含水层介质上的吸附特性,选取甲苯、苯、1,2-二氯丙烷,1,2,3-三氯丙烷(TCP)作为典型污染物开展吸附试验,结果表明吸附过程符合Henry线性模型,分配系数Kp值分别为0.38,0.41,0.73,1.00kg/L,污染物在细砂上的吸附强度顺序为甲苯>苯>1,2-二氯丙烷>TCP;竞争吸附试验结果表明,苯可以明显促进甲苯在细砂介质上的吸附,而甲苯抑制了苯的吸附;1,2-二氯丙烷抑制TCP在细砂介质上的吸附,而TCP对1,2-二氯丙烷的吸附影响并不明显.TCP在含水层介质上的吸附量随甲苯浓度增加而增大;当甲苯初始浓度<2mg/L时,TCP对于甲苯在含水层介质上的吸附起促进作用,当甲苯的初始浓度≥2mg/L时,TCP对于其在含水层介质上的吸附起抑制作用. 展开更多

关键词 有机物 复合污染 含水层 竞争吸附 1 2 3-三氯丙烷

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基于改良剂复配的离子型稀土矿渣生态修复试验研究 被引量：2

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作者 宋乐 张佳森 +4 位作者 闫佰忠 李春辉 崔海洋 韩占涛 张发旺 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第4期1714-1718,共5页

为解决离子型稀土浸矿废渣结构松散,难以生长植被,酸化加剧的问题,从增强保水渗透性、提高有机质含量和pH中和3方面对矿渣进行改良。通过添加聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)、腐植酸或腐熟鸡粪、生物质电厂灰3种材料来实现上述目的。... 为解决离子型稀土浸矿废渣结构松散,难以生长植被,酸化加剧的问题,从增强保水渗透性、提高有机质含量和pH中和3方面对矿渣进行改良。通过添加聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)、腐植酸或腐熟鸡粪、生物质电厂灰3种材料来实现上述目的。盆栽试验表明:改良后矿渣上种植黑麦草的平均干重和株高,矿渣pH均得到了不同程度的提高,腐熟鸡粪相较腐植酸更有优势,生物质电厂灰可将原酸性矿渣改良至接近中性。通过研磨物理改性后,矿渣粒径从150μm降低至100μm,但研磨实验组黑麦草的平均鲜重和株高均低于原矿渣试验组,其中鲜重降低18.52%,株高降低3.90%。改良剂复配正交试验中,黑麦草生长状况均优于对照组,试验所得黑麦草的最佳生长条件下的改良剂及其添加水平为:0.01%PAM、1%腐熟鸡粪和1%生物质电厂灰。以此为离子型稀土矿渣生态修复治理基质改良提供参考。 展开更多

关键词 离子型稀土矿渣 生态修复 基质改良 生物质电厂灰

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皖南山区土壤重金属污染及潜在生态风险评价——以池州市为例 被引量：12

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作者 李春辉 孔祥科 +2 位作者 韩占涛 赵贵章 陈南祥 《安徽农业科学》 CAS 2018年第34期105-110,共6页

[目的]评价皖南山区土壤重金属污染及潜在生态风险。[方法]以池州市西南部山区为研究区,布设和采集0～20 cm土层土壤样品1 524组,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素的含量。在计算研究区各元素背景值基础上,采用单因子指数法、内... [目的]评价皖南山区土壤重金属污染及潜在生态风险。[方法]以池州市西南部山区为研究区,布设和采集0～20 cm土层土壤样品1 524组,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素的含量。在计算研究区各元素背景值基础上,采用单因子指数法、内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属污染特征和潜在生态风险进行评价,并应用Kriging空间插值法分析土壤重金属污染和生态风险空间分布特征。[结果]土壤中8种重金属含量的平均值均超过了背景值,表明土壤中各项重金属均有不同程度的富集,其中As和Cd含量为土壤背景值的1.41倍。土壤中各项重金属元素单因子指数平均值表现为Cd>Ni>As>Cu>Zn>Cr>Hg>Pb,Cd属于轻度污染等级,其他元素属于无污染等级。内梅罗综合指数平均值为1.02,超过了警戒线,处于轻度污染等级。土壤综合潜在生态风险指数(RI)平均值为122.65,表现为轻微潜在生态风险,其中轻微、中等、强及极强潜在生态风险程度的比例占81.44%、15.41%、2.56%和0.59%,Cd和Hg是造成局部区域潜在生态风险等级较高的主要影响元素。[结论]该研究为当地土壤环境安全及污染防治等提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤 重金属 背景值 污染评价 潜在生态风险

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工业废水去除重金属技术的研究现状与进展 被引量：11

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作者 曹文庚 王妍妍 +3 位作者 张栋 孙晓悦 文爱欣 那静 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期756-776,共21页

【研究目的】随着工业的快速发展,重金属(如砷、铜、铬、镉、镍、锌、铅、汞和锰)废水的排放量逐渐增加。由于其不可生物降解且半衰期较长,废水中的重金属会导致地下水、地表水、土壤和农作物受到严重污染,危害人体和动植物的健康。因... 【研究目的】随着工业的快速发展,重金属(如砷、铜、铬、镉、镍、锌、铅、汞和锰)废水的排放量逐渐增加。由于其不可生物降解且半衰期较长,废水中的重金属会导致地下水、地表水、土壤和农作物受到严重污染,危害人体和动植物的健康。因此需要从工业废水中去除这些有毒重金属。【研究方法】基于现阶段的污染现状,综合考虑去除效率、处理成本、污泥量、可回收性等因素,分析工业废水中重金属的治理现状与进展。【研究结果】文章全面地介绍了有效去除工业废水中重金属的主要技术,总结了各技术的内在机理、影响因素(pH、温度和重金属浓度等)及各自优缺点,并对重金属去除技术的发展趋势进行了展望,以期为其综合治理提供有意义的参考。【结论】各种去除技术均有广泛的应用空间,但同时也存在着诸多缺陷,常规的物理化学方法存在着污泥量高、去除效率低和能耗高等问题,而生物方法对pH值和温度依赖性强、能量和维护需求高。组合工艺是提高重金属分离效率的一种可行方法。研究和发展新型天然吸附剂、膜技术和生物技术,加强多种技术的综合应用,是治理重金属污染的有效途径。 展开更多

关键词 重金属 工业废水 物理化学方法 生物方法 水文地质调查工程

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