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土壤重金属污染强化植物修复技术研究进展 被引量：62
1
作者 徐剑锋 王雷 +6 位作者 熊瑛 席北斗 张列宇 毛旭辉 杨天学 吴明红 李彤彤 《环境工程技术学报》 CAS 2017年第3期366-373,共8页
土壤重金属污染修复主要采用物理、化学和生物修复技术。生物修复技术中的植物修复技术是用于土壤重金属污染修复的可靠技术,由于植物修复技术具备花费低、适应性强、无二次污染等特点,得到广泛关注,是当今国际资源、环境、生物学科交... 土壤重金属污染修复主要采用物理、化学和生物修复技术。生物修复技术中的植物修复技术是用于土壤重金属污染修复的可靠技术,由于植物修复技术具备花费低、适应性强、无二次污染等特点,得到广泛关注,是当今国际资源、环境、生物学科交叉领域的前沿和热点。利用植物修复技术的关键是筛选或培育出生命力顽强,适应性较广,能够忍耐外在重金属胁迫环境,并在体内大量富集重金属的植物物种。综合分析比较了目前土壤重金属污染修复技术,针对土壤重金属污染植物修复技术存在的限制性问题,综述了目前强化植物修复技术的研究进展,探讨通过采取物理、化学和生物技术等方法提高修复植物的生物量和重金属积累量。重点阐述了基因工程技术、螯合诱导技术、根系和菌根强化植物修复的作用机制及应用效果,并展望了今后的研究方向。 展开更多
关键词 土壤污染 重金属 植物修复 根系分泌物
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多级A/O工艺强化城市生活污水再生过程的污染物去除效果研究 被引量：5
2
作者 李彤彤 李英军 +6 位作者 徐剑锋 席北斗 吕宁磬 刘慧 王金生 张列宇 王雷 《环境工程技术学报》 CAS 2018年第4期420-428,共9页
北京市某城市污水厂在传统的A2/O工艺基础上特别增设多级A/O(MAO)工艺强化脱氮除磷效果。以该污水厂各工艺单元出水为研究对象,通过对水质常规理化指标、紫外吸收光谱及其相关参数分析,并结合多元数据统计学手段,分析该工艺对城市污水... 北京市某城市污水厂在传统的A2/O工艺基础上特别增设多级A/O(MAO)工艺强化脱氮除磷效果。以该污水厂各工艺单元出水为研究对象,通过对水质常规理化指标、紫外吸收光谱及其相关参数分析,并结合多元数据统计学手段,分析该工艺对城市污水中污染物的去除效果,特别是溶解性有机物(DOM)的去除。经MAO工艺强化后CODCr、DOC、TN、TP和NH+4-N的去除率分别为95.14%、89.70%、94.53%、97.26%和99.74%,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;增设MAO工艺后,提高了对DOM的去除率,DOM分子量和团聚化程度显著提高,化合物的稳定性增强。对污水再生过程处理单元水质化学指标与紫外光谱参数的相关性分析表明,芳香环上取代基类型以脂肪链为主时对脱氮除磷促进作用更加明显。 展开更多
关键词 多级A/O(MAO)工艺 脱氮除磷 城市生活污水 再生 溶解性有机物(DOM) 低碳源
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不同辅料与生物沥浸深度脱水污泥混合堆肥中溶解性有机质的光谱特征研究 被引量：11
3
作者 卢泽 席北斗 +4 位作者 台德志 陆良全 孙晓杰 张军 张华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2120-2129,共10页
生物沥浸深度脱水污泥为主料,四种农林有机废物为辅料,设4个处理组(T1:污泥+甘蔗渣、T2:污泥+秸秆、T3:污泥+米糠、T4:污泥+木屑)进行混合堆肥,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM),研究不同辅... 生物沥浸深度脱水污泥为主料,四种农林有机废物为辅料,设4个处理组(T1:污泥+甘蔗渣、T2:污泥+秸秆、T3:污泥+米糠、T4:污泥+木屑)进行混合堆肥,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM),研究不同辅料堆肥过程中溶解性有机质(DOM)结构特征和组分含量的演化规律。UV-Vis结果显示,四个处理组在堆肥过程中DOM的芳香度和不饱和度皆有所增加,其中T3处理组的增加幅度最大。四个处理组的紫外参数SUVA_(254)和SUVA_(280)均呈现递增趋势,其中T3处理组的变化幅度高于其他三个处理组,表明芳构化程度加深,DOM分子量逐渐加大;E_(253)/E_(203)和E_(253)/E_(220)在堆肥结束时显著增加,表明DOM中苯环上的脂肪链发生氧化分解,转化为羧基羰基等官能团,A_(226~400)随堆肥进行增加而E_(250)/E_(365)减小,表明共轭程度增加。FTIR结果表明堆肥过程中多糖类、脂肪族类物质含量在减少,包括带有苯环的芳香族等不饱和有机物在增加,其中T4处理组的转化程度优于其他三个处理组。发射荧光光谱显示荧光峰位置由334 nm红移至422 nm附近,说明共轭程度低的物质不断降解,芳香基团不断缩合,生成结构复杂的类腐殖质物质。同步荧光光谱中代表类蛋白物质的荧光峰随堆肥时间由强变弱,代表腐殖质的荧光峰由弱变强,A_(250~308)值降低,A_(308~360)和A_(363~500)值上升,说明了类蛋白质物质在不断降解而类胡敏酸物质和类富里酸物质含量在上升。结合平行因子(PARAFAC)模型分析四个处理组的三维荧光光谱,将DOM解析为三类荧光组分,根据每个组分所在的激发、发射波长位置分析判断,三类组分分别是类富里酸物质,类胡敏酸物质和类色氨酸物质,且C1(类富里酸物质)和C2(类胡敏酸物质)组分所占百分比呈现增加趋势,C3(类色氨酸物质)组分所占百分比呈现减少趋势,表明类蛋白物质减少而类腐殖质物质增加,其中T3和T4处理组的腐殖化程度较好。综合分析,米糠和木屑作为辅料时堆肥腐熟度更好。 展开更多
关键词 溶解性有机质(DOM) 辅料 生物沥浸深度脱水污泥 堆肥 光谱特征
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人工湿地中水溶性有机物三维荧光光谱特性的分析 被引量：15
4
作者 吕晶晶 张列宇 +2 位作者 席北斗 侯立安 李明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2212-2216,共5页
采用三维荧光技术,结合荧光区域一体化积分的分析方法,研究了一个表面流+垂直流复合人工湿地处理两条污染河流废水中水溶性有机物的荧光特征变化,结果表明:(1)该人工湿地中水溶性有机物腐殖质的主要来源为生物代谢输入而非陆源输入;(2)... 采用三维荧光技术,结合荧光区域一体化积分的分析方法,研究了一个表面流+垂直流复合人工湿地处理两条污染河流废水中水溶性有机物的荧光特征变化,结果表明:(1)该人工湿地中水溶性有机物腐殖质的主要来源为生物代谢输入而非陆源输入;(2)在表面流人工湿地的后段,部分类蛋白类物质转化为类富里酸类物质,表明经过表面流人工湿地处理之后,水溶性有机物的组成成分发生显著变化,并且有机物结构趋于稳定。而垂直流人工湿地对类腐殖酸物质峰具有明显的削弱作用;(3)表面流人工湿地对水溶性有机物的结构转化意义重大,可以显著提高水溶性有机物的稳定性。表面流+垂直流的复合人工湿地工艺对水溶性有机物具有良好的去除效果。 展开更多
关键词 水溶性有机物 三维荧光技术 复合人工湿地 荧光区域一体化积分
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PARAFAC解析北方典型蔬菜大棚土壤DOM三维荧光光谱(英文) 被引量：2
5
作者 潘红卫 雷宏军 +5 位作者 韩宇平 席北斗 何小松 许其功 李丹 宋彩红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1582-1588,共7页
DOM是土壤中一种活跃的组分，研究其组成、分布和腐殖化特点对揭示土壤地球化学环境行为特征具有重要意义。蔬菜大棚作为一种特殊的土地利用类型，受人类活动影响较为强烈，长期人类活动的作用会影响其土壤中DOM构成和土壤腐殖化过程的... DOM是土壤中一种活跃的组分，研究其组成、分布和腐殖化特点对揭示土壤地球化学环境行为特征具有重要意义。蔬菜大棚作为一种特殊的土地利用类型，受人类活动影响较为强烈，长期人类活动的作用会影响其土壤中DOM构成和土壤腐殖化过程的空间分布。但关于蔬菜大棚土壤DOM特征的研究鲜见报道。基于此，利用三维荧光图谱技术，结合PARAFAC模型，解析具有长期种植年限的北方典型蔬菜种植基地土壤DOM的特征。结果显示，蔬菜大棚土壤DOM主要由类富里酸（C1）、类胡敏酸（C2）和类蛋白（C3）物质组成，以C1组分为主。空间分布特征显示：在垂直方向上，随着剖面深度的增加，C1和C2组分都明显减少，而C3组分先增后减，DOM的腐殖化程度从0～20到30～40 cm明显降低，到40～50 cm又有所增加；在水平方向上，C2组分的含量在每层的空间变异均较大，C1组分在每层的空间变化均较小，C3组分介于上述二者之间，土壤的腐殖化指数在每层的空间变异均较大。上述结果表明，蔬菜大棚土壤的腐殖化进程在表层较快，此外，腐殖化进程具有较大的空间变异特性。本研究的意义在于：（1）通过三维荧光光谱揭示了了北方蔬菜大棚土壤DOM的组成及其空间异质性特点；（2）将PARAFAC模型用于土壤DOM的分析中，并成功对其DOM的组分特征进行定量表征，对土壤DOM的研究提供了新的思路。 展开更多
关键词 蔬菜大棚 土壤 DOM 三维荧光光谱 空间分布
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猪粪堆肥过程中水溶性有机物结构演变特征 被引量：26
6
作者 唐朱睿 席北斗 +4 位作者 何小松 檀文炳 张慧 李丹 黄彩红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1526-1532,共7页
水溶性有机物(DOM)所在的固-液交界面是化学反应和微生物活动最活跃的部分。DOM中存在具有氧化还原作用的含氧芳香性官能团,使得DOM能影响有机污染物和重金属污染物迁移与转化。堆肥物料猪粪含有丰富且有利于微生物生长的氮元素,其DOM... 水溶性有机物(DOM)所在的固-液交界面是化学反应和微生物活动最活跃的部分。DOM中存在具有氧化还原作用的含氧芳香性官能团,使得DOM能影响有机污染物和重金属污染物迁移与转化。堆肥物料猪粪含有丰富且有利于微生物生长的氮元素,其DOM结构变化可能具有一定的独特性。本研究选取8个不同阶段的猪粪堆肥样品,提取其中的DOM,利用紫外-可见光光谱和三维荧光光谱等现代光谱学方法,并结合基础理化指标解析猪粪堆肥DOM的结构和组分演变特征。在堆肥过程中可溶性有机碳和总有机碳分别降低了58.88%和16.30%,说明可溶性有机碳的降解速率要高于不可溶性有机碳。紫外-可见光光谱特征值SUVA_(254),SUVA_(280)和E_(253)/E_(203)均随着堆肥过程呈现出逐渐增加的趋势,表明堆肥过程DOM芳香性升高,大分子有机质含量增大,芳环取代基中含氧基团增多。基于三维荧光光谱体积积分中类酪氨酸、类色氨酸和微生物代谢产物的百分比分别从15.96%,18.14%和25.45%降低至5.53%,11.27%和17.96%,而类胡敏酸和类富里酸的百分比则分别从17.67%和22.77%增加至20.62%和44.62%,这一方面是由于DOM中各有机质组分中类蛋白物质降解速率比类腐殖质物质快,另一方面是由于随着堆肥进行一部分类蛋白物质会转化为类腐殖质物质。研究结果可为调控生产稳定化、无害化的堆肥产品提供科学依据。 展开更多
关键词 猪粪堆肥 水溶性有机物 荧光光谱 紫外-可见光光谱
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冀中典型农业区农作物中有机氯农药的生物富集特征与健康风险评价 被引量：6
7
作者 马玉霞 虞敏达 +5 位作者 唐含英 黄彩红 高如泰 张慧 张媛 李丹 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期147-154,158,共9页
分析了冀中典型农业区土壤-农作物体系中有机氯农药(OCPs)残留与生物富集特征,探讨了该地区所产农作物的可食部分对人体健康产生的潜在风险。结果表明:11种OCPs以滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)为主要残留物。土壤中DDTs和HCHs残留量总计达... 分析了冀中典型农业区土壤-农作物体系中有机氯农药(OCPs)残留与生物富集特征,探讨了该地区所产农作物的可食部分对人体健康产生的潜在风险。结果表明:11种OCPs以滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)为主要残留物。土壤中DDTs和HCHs残留量总计达36.52~73.45ng/g,在各自的异构体中p,p’-DDT和γ-HCH所占比例最高,表明OCPs污染主要为近期输入所致。玉米和小麦各器官中,OCPs均在籽粒中最高,分别残留20.66~33.33、19.14~34.57ng/g。小麦和玉米对HCHs的富集能力均强于DDTs。研究显示,该地区玉米与小麦籽粒中OCPs含量虽未超过《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》(GB 18406.1—2001)和《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2012),但OCPs致癌总风险相对较高,玉米和小麦中均超过了1×10-6,小麦中OCPs的非致癌总风险和致癌总风险均大于玉米,因此该地区应该优先关注OCPs对小麦所造成的粮食安全问题。 展开更多
关键词 土壤-农作物体系 有机氯农药 生物富集 健康风险
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市政污泥堆肥过程胡敏酸电子转移能力的演变规律 被引量：5
8
作者 唐朱睿 席北斗 +4 位作者 檀文炳 何小松 张慧 李丹 黄彩红 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期689-697,共9页
腐殖质作为电子穿梭体在介导有机污染物和重金属降解和转化过程中具有十分重要的作用.本研究通过电化学方法测定了市政污泥堆肥胡敏酸的电子转移能力(electron transfer capability,ETC),并利用三维荧光光谱和紫外-可见光光谱分析探讨... 腐殖质作为电子穿梭体在介导有机污染物和重金属降解和转化过程中具有十分重要的作用.本研究通过电化学方法测定了市政污泥堆肥胡敏酸的电子转移能力(electron transfer capability,ETC),并利用三维荧光光谱和紫外-可见光光谱分析探讨堆肥过程胡敏酸化学组成和结构变化对其ETC的影响.结果表明,堆肥胡敏酸的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)和电子供给能力(electron donating capacity,EDC)分别在12.46—18.62μmol e-·g^(-1)C和165.07—257.84μmol e-·g^(-1)C之间,从堆肥初期到堆肥末期,两者均呈现增加的趋势.元素分析结果表明在堆肥前期N、C和H含量下降较快,而S含量在后期下降较快.平行因子分析发现,随着堆肥进行胡敏酸中代表类腐殖质物质的组分1和组分3的含量逐渐升高,而代表类蛋白物质的组分2的含量逐渐减少.胡敏酸HIX、S_R和SUVA_(269)分别从初期的0.523、3.33和1.69变至0.732、2.20和2.39,说明胡敏酸中有机质的腐殖质化程度、分子量和芳香性均随着堆肥腐熟呈现出增大趋势.相关性分析表明,随着堆肥进行胡敏酸中类腐殖质物质增多、类蛋白物质减少,导致胡敏酸分子量、芳香度与腐殖质化程度增大,从而促进了胡敏酸EDC和EAC的增加. 展开更多
关键词 市政污泥 堆肥 电子转移能力 平行因子分析
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洨河沉积物中有机物、氮、磷浓度分布特征 被引量：5
9
作者 李任飞 檀文炳 +5 位作者 高如泰 黄彩红 张慧 李丹 何小松 席北斗 《环境工程技术学报》 CAS 2018年第3期241-247,共7页
海河流域由于水资源匮乏,污染河水被用于灌溉的情况较为普遍,存在严峻的环境风险。研究了海河流域典型纳污河流洨河沉积物中有机物(OM)和不同形态氮、磷浓度与分布,分析了洨河沉积物沉积和释放的机理及其可能产生的环境影响。结果表明:... 海河流域由于水资源匮乏,污染河水被用于灌溉的情况较为普遍,存在严峻的环境风险。研究了海河流域典型纳污河流洨河沉积物中有机物(OM)和不同形态氮、磷浓度与分布,分析了洨河沉积物沉积和释放的机理及其可能产生的环境影响。结果表明:沉积物中总氮(TN)的沉积和释放机理与OM类似,沉积物中OM和TN浓度分布与河水中的不相关,可能是由于沉积物中OM与TN浓度在不同河段受不同因子控制,在沉积物未疏浚河段,OM与TN主要源于深层沉积物向表层沉积物中的扩散释放,而在底泥疏浚河段,沉积物中OM与TN浓度与水利条件以及微生物活动等多种因素有关;沉积物中总磷(TP)浓度与水体中的相关性不显著,可能是因为钙磷(Ca-P)与铁铝磷(Fe/Al-P)会结合成某种难溶性磷;沉积物中TP浓度与TN、OM浓度相关性不显著,因为沉积物对磷的吸附主要与水体中的Ca^(2+)、Al^(3+)、Fe^(2+)(或Fe^(3+))浓度有关。 展开更多
关键词 洨河 沉积物 有机物 氮 磷 沉积和释放机理 污灌
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