某石油化工场地土层挥发性有机物的污染特征

在调查华北平原一个污染年限超过35年的石油化工场地时,采用便携式仪器土层测气方法,快速、准确地测定了场地内40多个钻孔不同深度土层中挥发性有机物(VOCs)的浓度。基于对场地地质水文地质条件的认识,以及通过对大量数据的分析对比和应用空间变异分析方法,得出了对场地土层介质中VOCs污染特征的如下认识:(1)土层VOCs浓度的垂向变化可概括为污染源淋滤型、包气带扩散污染型、地下水波动带污染型和混合污染型四种污染类型;(2)在包气带砂土层和粉土层中,VOCs的扩散规律可近似用指数模型描述;(3)包气带土层中VOCs优先积聚在渗透性强的砂性土层中,砂土层中VOCs浓度是粉土层中VOCs浓度的1.5～12倍,平均3.76倍;(4)土层VOCs浓度的水平变异性表现为包气带土层的变异性要比地下水波动带土层大,且水平变异性能在25m尺度内得到充分显示;而土层VOCs浓度的垂向变异性随地而异,变化复杂,很难用统一的一个量化尺度来表征。本文对这一典型污染场地的剖析,有助于从事污染场地调查人员认识我国华北平原石油化工类场地的污染特征,并为调查与治理类似污染场地提供技术依据。     

土壤中23种挥发性氯代烃和苯系物的测定

建立了同时测定土壤中23种挥发性氯代烃和苯系物的吹扫捕集-气相色谱-质谱法.优化了试验条件,标准曲线在0.32×10-9~200.0×10-9范围内呈线性关系,方法检出限（3S/N）为0.077×10-9~0.69×10-9,样品标准添加平均回收率86.5%~117.5%,相对标准偏差（n=7）在1.6%~8.2%之间.     

东北某油田污染场地土壤总石油烃背景值的确定及污染特征

以2010年6月在东北某油田区野外调查获取的68个表层土壤样品和50个钻孔土壤样品总石油烃浓度测试结果为基础,运用相对累积概率分布曲线法确定该区土壤总石油烃背景值(或临界值),采用监测断面分析法、比拟法对所得结果进行验证,并以此为依据分析了研究区不同土地利用类型表层土壤和不同深度土壤中石油烃污染特征,进而对土壤石油烃污染程度进行评价。结果表明:运用相对累积概率分布曲线法所确定研究区土壤总石油烃背景值(或临界值)为10mg/kg。研究区芦苇湿地土中66.7%点位属中等及以上污染水平,稻田耕作土中73.1%点位属未污染或低污染水平;表层土壤总石油烃浓度空间变异性较大,表现出明显的点源污染特征。此外,表层土壤总石油烃浓度明显高于深层土壤,0～0.2m土层达到重度污染水平,以下深度总石油烃浓度逐渐降低,趋向背景值。这种情况与污染场地石油烃在垂向上的迁移过程主要以渗透作用为主有关。     

某石油化工污染场地地下水中挥发性有机物污染特征及成因分析

为了解典型污染场地浅层地下水微量有机污染特征,对西北某省会城市石油化工场地地下水中的挥发性有机污染物（VOCs）污染情况进行了调查。结果表明,污染场地地下水样品中挥发性有机污染物检出率为100%;检出率较高的是氯代烃和苯系物,检出率分别为60%和40%。超标组分为苯和1,2-二氯丙烷,苯超标率为30%,1,2-二氯丙烷超标率10%,苯最大检出浓度达1515μg/L。场地内的原油储存罐、污水隔油池的渗漏以及石油冶炼、机械加工过程工业废水不合理排放均为该场地地下水VOCs的重要来源;VOCs的理化性质以及污染场地地下水防污性能差是影响该场地地下水环境中VOCs归宿的主要因素。     

济南市某废弃化工厂区域土壤地球化学特征研究

随着我国城市产业布局升级,高污染、高能耗的化工企业被关停或搬离,研究这些企业遗留地块土壤的地球化学特征对污染场地风险管控具有重要的现实意义。本文在济南市某废弃化工厂原厂区采集了100件土壤样品,测试SiO_2、Al_2O_3、CaO、Fe_2O_3、K_2O、MgO、Na_2O、As、Ba、Br、Ce、Cl、Co、Cu、Ga、Hf、La、Mn、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Rb、S、Sc、Sr、Th、Ti、V、Y、Zn、Zr、Cr、Cr(Ⅵ)、铬形态、pH值、有机质等42项指标,研究厂区土壤中元素的地球化学特征。结果表明:研究区土壤中的总铬量在1025~2450 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量在557.0~996.5 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量占总铬量的46.77%。在0~80 cm深度内,总铬、Cr(Ⅵ)含量随深度的变化并不明显。随着深度增加,离子交换态铬占总铬的比例有逐渐降低的趋势,而残渣态铬占总铬的比例增大。土壤的总铬含量与pH值呈线性负相关,相关系数为-0.8470,而Cr(Ⅵ)与有机质、pH值相关性均不显著。聚类分析发现Cr元素的来源单独成为一类,主要为化工厂长期堆放大量铬渣引起的人为污染所致,其他组分与全国土壤、黄淮海平原土壤则有着相似的自然源。     

某石化污染场地含水层自然降解BTEX能力评估

地下水污染问题是国家关注的重要环境问题之一,监测与评估含水层自然降解污染物能力是防治地下水污染的基本手段,也是国外地下水中修复技术研究热点课题。以华北平原某石油化工类场地为案例,通过调查场地水文地质条件、土壤及地下水污染现状,监测场地地下水中苯系物(BTEX)浓度及相关化学参数变化,运用微生物水文地球化学方法和水文地质方法,估算了该场地含水层自然降解苯系物量。这一研究成果为评估我国石油类场地地下水污染的自然修复能力提供了实证和基础数据。     

某厂电镀车间场地土壤与地下水污染特征

选择某厂电镀车间作为研究区域,采集土壤、地下水、底泥和地表水样品,对样品的pH值、铬、锌、砷、镉、铜、镍、铅和氰化物含量进行了测试,分析了污染物在该区域内的分布特征。结果表明,研究区域土壤主要受到铬、锌、氰化物污染,43%采样点土壤中锌浓度超出土壤环境质量标准三级标准,29%采样点土壤中总铬浓度超出三级标准。55%的采样点地下水受到锌和六价铬污染。电镀车间污水排放口处土壤和地下水样品中均检测到一定浓度的氰化物。电镀车间架空区域下池塘1底泥和附近池塘3底泥及地表水已经受到铬和锌污染。区域内污水池和污泥池铬、锌浓度则严重超标。元素污染物锌、铬和氰化物分别来源于电镀液、电镀后铬酸盐钝化处理及前期采用的氰化物电镀工艺。在分析目前重金属元素污染场地修复技术基础上,建议研究区域采用植物修复技术进行治理。     

土壤剖面的磁学特征及其对交通污染的指示意义——以北京首都机场高速公路为例

对北京首都机场高速公路旁采集的土壤柱状T01剖面的磁学参数和金属元素分析,探讨了研究区内现代交通导致的土壤磁学性质的变化及其对环境污染的响应.结果表明,磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属含量呈同步垂向变化趋势.来源于交通运输排放的污染物是土壤剖面上部(0～8 cm)磁性和金属含量增强的主要原因,8cm以下,土壤基本未受到污染,磁性矿物和重金属含量较低,磁性颗粒变化稳定,基本代表了该地区土壤的自然背景.尽管土壤岩石磁学分析表明剖面上下部受污染和未受污染样品的磁载体均是粒度较粗的多畴磁铁矿,但是结合磁参数比值曲线,说明底部样品的磁颗粒的粒度较顶部偏细.磁性矿物的含量变化没有影响磁颗粒的粒度特征.指标聚类等相关分析表明,土壤磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属元素(Pb,Zn和Cu)含量显著相关;结合模糊聚类分析,磁参数可用于追踪、识别交通污染物质在土壤剖面中的富集、迁移状态,揭示不同深度土壤的污染程度.     

北京某金矿区土壤重金属污染特征及风险评价

使用网格布点法采集144个浅层土壤样品,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素的含量.通过多元统计方法、土壤重金属含量空间分布及极值点分析,揭示了金矿地区土壤污染特征及污染风险.结果显示,区内浅层土壤重金属含量超过该地区背景值较高的元素为Pb、As、Cd,与背景值接近的元素为Cr与Ni.重金属污染风险较高的区域集中分布在金矿开采区、尾矿库、选矿厂及其下游约1.5 km范围内,主要污染元素为As、Cd、Pb、Cu、Zn,基本不存在Cr、Ni、Hg污染.相关性与主成分分析结果显示,矿山开采及冶炼是土壤重金属污染的主要来源.污染物的主要迁移途径为金矿开采区、尾矿库及选矿厂的废渣和尾矿析出的重金属通过废渣及尾矿堆的孔隙下渗进入底垫土壤,通过地表径流进入下游土壤中.     

北京某金矿区土壤重金属污染特征及风险评价

使用网格布点法采集144个浅层土壤样品,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素的含量.通过多元统计方法、土壤重金属含量空间分布及极值点分析,揭示了金矿地区土壤污染特征及污染风险.结果显示,区内浅层土壤重金属含量超过该地区背景值较高的元素为Pb、As、Cd,与背景值接近的元素为Cr与Ni.重金属污染风险较高的区域集中分布在金矿开采区、尾矿库、选矿厂及其下游约1.5 km范围内,主要污染元素为As、Cd、Pb、Cu、Zn,基本不存在Cr、Ni、Hg污染.相关性与主成分分析结果显示,矿山开采及冶炼是土壤重金属污染的主要来源.污染物的主要迁移途径为金矿开采区、尾矿库及选矿厂的废渣和尾矿析出的重金属通过废渣及尾矿堆的孔隙下渗进入底垫土壤,通过地表径流进入下游土壤中.     

棕地地下水污染修复技术筛选方法研究——以某废弃化工厂污染场地为例

科学合理的地下水污染修复技术筛选方法对于有效修复受污染地下水体、节约修复工程成本、保护地下水资源、维护生态系统安全和人体健康具有重要意义。以某化工厂遗址早期排污渗坑为目标污染源,在结合水文地质勘查和地下水人体健康风险评价的基础上确定场地受污染地下水修复目标污染物,根据污染物迁移性、降解性、人体健康风险等指标及抽出处理、化学修复、生物修复、渗透反应格栅等地下水污染修复技术特点,使用偏好顺序结构评估法(PROMETHEE)进行修复技术筛选。结果显示,该场地地下水中主要污染物为1,2-二氯乙烷、1,4-二氯苯等有机污染物,其中1,2-二氯乙烷在呼吸吸入条件下的最大致癌风险达9.54×10-7。化学清除、监测自然衰减等四项技术适用于该场地地下水1,2-二氯乙烷修复,化学清除法综合排序分值最高,而在成本优先控制条件下,监测自然衰减技术更为适宜。研究对于我国场地地下水污染调查评估及修复工作具有积极的参考意义。     

表层土壤重金属元素污染特征及潜在生态风险评价:以山东省东部为例

针对当前土壤污染研究中存在的问题,提出了一种模糊识别土壤重金属元素污染评价的方法。并对瑞典学者(Hakan-son)提出的潜在生态危害指数法进行了改进,用以评价重金属元素潜在生态风险。采用建立的方法对山东省东部地区土壤重金属元素潜在生态风险进行了评价,结果表明:本区土壤重金属元素污染程度为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As;而重金属元素潜在生态风险大小则依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn。总体来看,山东省东部地区存在一定程度的重金属元素污染,其潜在生态风险为强和很强的土壤占13.75%,这种综合危害特征主要受Hg和Cd元素制约,主要分布在莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带,且已对农作物安全产生影响。认为地质背景和人类活动(采金污染、工业生产、城市人口密集生活等)的共同作用,是造成局部环境中潜在生态风险较高的主要原因。     

太湖流域土壤重金属元素污染历史的重建:以Pb、Cd为例

太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊,通过对4个代表太湖不同沉积环境的湖底沉积剖面的137Cs和210Pb沉积定年,重建太湖湖底沉积物和太湖来水流域土壤Cd、Pb的污染历史。结果显示:1980年以前,太湖底积物中Cd、Pb含量与流域内的自然背景含量相当,1980年以后,湖底沉积物中的Cd、Pb含量显著增高,这与我国大规模工业化进程的起始时间基本一致,推测工业化进程是湖底沉积物中Cd、Pb含量增加的主要原因。1900年以来太湖湖底沉积物中累积含有Cd和Pb分别为146t和25980t,其中苕溪来水提供的Cd和Pb分别为40t、6777t,宜溧河来水提供的Cd、Pb分别为36t、6023t,其他来水(洮、滆、运河)提供的Cd、Pb分别为71t、13179t,其他来水是太湖Cd、Pd累积的主要输入途径。Cd、Pb累积的高峰期为20世纪80—90年代,1980年以来,运河来水Cd、Pb的输出通量为28.26t、3419t;苕溪流域Cd、Pb的输出总量分别为13.70t、1585t,其中人为源的Cd、Pb为8.90t、610t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的64.96%和38.47%;宜溧河流域Cd、Pb的输出总量分别为10.09t、1063t,人为源的Cd、Pb分别6.96t和500t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的68.68%和47.08%,表明太湖流域人类活动所导致的Cd已超过自然剥蚀过程,因此削减工业化进程中的Cd、Pb排放总量,控制太湖运河来水的输出通量是改善太湖底积物Cd、Pb环境质量的关键措施。     

基于土壤重金属污染风险管控的土壤质量评价:以某县级市为例

近年来农用地土壤质量受重金属污染影响进而导致农产品受到威胁的问题愈发严重,然而关于土壤质量评价的研究很少考虑土壤污染状况,忽略了土壤污染风险对土壤质量的影响。本文以某典型制造业县级市为例,在以土壤理化性质为主要指标的土壤肥力状况评价基础上,对研究区土壤重金属进行污染风险管控类型划分。通过建立分段函数将土壤污染风险管控类型划分结果引入土壤质量评价体系,对农用地土壤质量进行评价。结果表明：研究区土壤理化指标的变异系数从大到小为速效磷(AP)含量>土壤电导率(SEC)>全磷(TP)含量>土壤有机碳(SOC)含量>阳离子交换量(CEC)>全氮(TN)含量>pH。土壤肥力状况随地势降低和河流增加呈现升高的趋势,高肥力区主要分布在平原区西北部和平原区东北部,低肥力区主要分布在东南部丘陵山区和西部低洼区,肥力过渡区环绕低肥力区分布。农用地土壤污染风险管控类型的划分结果表明,Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn 8种重金属中至少有88.89%的Cd样点和98.61%的Cr样点属于优先保护类,11.11%的Cd样点、1.39%的Cr样点属于安全利用类,该区重金属污染以Cd为主。土壤质量评价结果表明,土壤质量总体分布与土壤肥力状况分布规律类似,但由于受土壤污染风险的影响,研究区西南部低质量土壤范围向东扩张,东南部低质量土壤分布范围更小,更密集化。上述研究结果说明,引入土壤污染风险管控类型划分结果一般会对土壤肥力状况作减幅修正,并在一定程度上改变原土壤肥力状况的空间分布格局。     

岩溶地下水有机污染特征分析——以贵阳市某加油站为例

许多有机化合物对人体和生物有毒害作用,其中一些具有"三致作用"。地下水有机污染研究开始于20世纪60—70年代,经过半个世纪的发展,国际上已把地下水污染研究的重点从无机污染物转向有机污染物。在岩溶发育地区,地质环境脆弱,防污能力差,地下水具有易污染性,有机污染物在岩溶地区的分布有别于其他地区。本文以贵阳市某加油站15年前发生的油灌泄漏污染事件为例,通过地面调查、地质雷达、钻探、样品分析和综合研究等方法查明了地下有机污染物的运移规律、分布范围以及地下有机污染物的组分特征。经分析对比1999年、2007年以及2012年的研究成果,结果表明:(1)受岩溶发育形态的影响,场地内有机污染物在地下具有富集与稀释的双重特性;(2)在岩溶管道发育、地下水水头高度低于基岩面的地带,有机污染物组分含量总体呈减少的趋势;(3)在以溶蚀裂隙为主、地下水水头高度高于基岩面的地带,有机污染物不断富集,年扩散速率仅为12 m。     

鄂尔多斯盆地白垩系地下水循环特征的水化学证据——以查布水源地为例

从水化学角度出发,利用查布水源地水化学水平及垂向分布特征,分析了查布水源地地下水的循环规律。结果表明:从水源地地下水水化学空间分布规律及从东西部水化学演化规律对比特征来看,水源地地下水在东部边界接受补给,地下水从东向西径流,在西边界排出区外。从水化学成分的垂向变化特征得出:包乐浩晓苏木以东的地下水从上向下径流,包乐浩晓苏木以西的地下水从下向上径流,地下水由中深层向上顶托补给浅层地下水。水源地地下水浅循环与中循环的分界线在埋深150～200 m之间;中循环和深循环的分界线在埋深600 m左右。     

页岩气储层浅表样品垂向风化特征——以贵州习水龙马溪组页岩为例

页岩风化作用较为复杂,风化页岩由于有机质和矿物组成等发生改变,在页岩气资源评估过程中不能直接利用地表样品。前人主要利用露头样品关注其对环境的影响,少有从影响页岩气资源评估的角度进行研究。本文以页岩气重要储层下志留龙马溪组黑色页岩为研究对象,采集了贵州省习水骑龙村龙马溪组竖直钻孔样品共5 m,运用主微量元素分析、X射线衍射、总有机碳含量测试、热分析以及扫描电镜等方法,系统研究了该储层浅表样品的垂向风化特征。结果表明,研究区地表0 m处页岩严重风化,0.5~1.5 m范围内中等风化,2~5 m范围内可视为未风化的母岩。因此在页岩气资源初期评估时需要尽可能采集2 m以下新鲜样品。本研究查明了贵州习水龙马溪组页岩垂向风化作用规律,为页岩气早期资源评估野外采样提供了科研依据。     

土壤锶地球化学特征及土壤富锶标准探讨——以河南固始史河一带为例

锶是生物有机体内必需的微量元素之一,具有改善骨代谢、增强骨质强度,预防龋齿、“三高”和心血管疾病,有益肝细胞的增殖和胆红素代谢等作用。富锶土壤作为新的优势地质资源,逐渐受到重视,多个地方推出富锶农产品。目前对土壤中锶的地球化学特征研究较少,也无土壤富锶含量标准,这些严重制约了富锶生态农业的发展。研究区在河南固始史河一带,分析归纳不同成因、不同类型土壤中锶的含量特征及空间的分布规律,研究土壤锶形态及与其他元素相关性,总结土壤中锶地球化学特征。并对土壤富锶含量进行探讨,推荐提出富锶土壤锶含量标准：表层土壤中Sr含量≥205 mg/kg。并以此标准对固始史河一带土壤富锶资源进行评价,圈定绿色无公害食品富锶耕地236.3 km²,优选建立富锶特色农业示范区,助力地方美丽乡村建设。     

航空高光谱反演耕地土壤重金属分布特征——以苏北灌河地区为例

为探索航空高光谱遥感开展大比例尺、大面积土壤重金属含量和分布特征快速调查的技术方法和工作流程,以苏北灌河地区为例,利用国产高光谱成像仪和自主集成的航空高光谱遥感测量系统获取影像光谱数据,通过数据预处理、CARS特征波段选择及BP神经网络建模反演等方法,建立了从数据获取到数据分析评价的工作流程,反演了土壤重金属元素含量,展示了其空间分布特征.与传统地球化学调查数据进行对比分析,结果显示高光谱反演成果与地球化学调查的重金属浓度空间分布特征吻合度较高,验证了航空高光谱反演耕地土壤重金属分布特征的可靠性.在区域性耕地土壤重金属污染调查评价方面,航空高光谱遥感能够快速、及时地获取土壤污染及相关信息,并具有很好的实用性和经济性.