有机污染物在表层土壤中光降解的研究进展

土壤是承载有机污染物的重要介质,而光降解是降解土壤表层有机污染物的一种非常重要的非生物转化途径。研究土壤表层有机物的光降解对认识污染物土壤环境行为有非常重要的意义。20世纪90年代以来对土壤中有机污染物的光降解研究有了大量报道。本文阐述了土壤组成和质地、土壤湿度、土壤pH值和土壤厚度等因素对光解影响的研究现状;介绍了目前研究土壤光降解所采用的研究方法：土壤表层直接光解、土壤悬浮液光解、溶剂萃取与光降解联合处理,及其研究土壤光降解应用的动力模型;对不同农药和其它有机污染物在土壤中的光降解研究进行了综述,并对今后的研究作了展望。     

溶解性有机质对土壤中有机污染物环境行为的影响

土壤中溶解性有机质(DOM)是生物活性和物理化学反应活性都很活跃的有机组分,主要通过疏水吸附、分配、氢键、电荷转移、共价键、范德华力等多种作用与有机污染物结合,提高溶液中有机污染物的溶解度,改变土壤中有机污染物的吸附-解吸、迁移-转化等环境行为．DOM对有机污染物的吸附-解吸、迁移-转化过程的影响有双重性：一方面,DOM与有机污染物在土壤表面的共吸附可增加土壤对有机污染物的吸附容量,促进有机污染物在土壤中的吸持;另一方面,DOM对有机污染物的增溶作用,有利于土壤中有机污染物的解吸,提高移动性．作为光敏剂,DOM能提高土壤中有机物的光解反应速率．在一定条件下,DOM也可影响土壤中有机污染物的水解过程．DOM对土壤中有机污染物环境行为的影响与DOM和有机污染物的性质及其相互作用的介质条件密切相关．     

生物炭对污染物的土壤环境行为影响研究进展

近年来,生物炭已成为农业、生态修复和环境保护领域的研究热点。一般认为,生物炭具有改善土壤质量、增加土壤碳汇、减少大气CO2浓度以及修复污染环境等功能。大量的生物炭施用到土壤后会改变土壤性质,影响重金属和有机污染物在土壤中的环境行为以及它们在环境中的归趋。本文就生物炭对土壤中重金属的吸附-解吸、在土壤中的形态转化、在土壤-植物系统中迁移行为、对有机污染物的吸附挥发及生物有效性进行了概述;在此基础上,扼要分析了当前生物炭应用存在的环境风险等问题,并从生物炭在土壤中的迁移转化及其归趋、生物炭的长期环境效应以及生物炭应用方向等方面进行了展望。     

土壤-植物系统复合污染研究进展

土壤-植物系统复合污染研究是污染生态学的科学前沿,对于农业环境的生态安全具有重要意义．本文对复合污染概念的由来及其内涵的发展、土壤-植物系统可能发生的复合污染类型及其研究进展、土壤-植物系统复合污染所导致的生态效应及其定量表征进行了较为系统的概述,提出了土壤-植物系统中重金属-有机污染物和有机污染物-病原微生物也是复合污染的重要类型．指出了多种污染物交互行为、次生产物及其老化、分子毒理机制等方面的研究是今后土壤-植物系统复合污染的研究重点．同时对复合污染的研究方法以及结果的应用进行了展望,为土壤污染的预警防治与修复提供依据。     

蚯蚓在有机污染土壤生物修复中的作用机理与应用

蚯蚓的各类活动能够改善土壤理化性质,提高土壤微生物活性,引入高效降解菌等,直接或间接地促进有机污染物在土壤中的降解和转化。其中蚓触圈是有机污染物降解的热点区域。此外,生物富集也是蚯蚓修复土壤有机污染的重要机理之一。研究表明,蚯蚓能够促进土壤中多种有机污染物的降解,在土壤有机污染生物修复方面具有广阔的应用前景。本文综述了蚯蚓在土壤有机污染生物修复中的作用机理及在修复多环芳烃、多氯联苯、农药等污染土壤方面的应用,指出当前研究存在的不足,并对未来研究进行展望,以期为土壤有机污染生物修复提供参考和依据。     

不同老化时间对土壤中外源Zn的形态转化及生态毒性阈值(ECx)的影响

选取了6种不同性质土壤,添加7个浓度水平的Zn,研究了不同老化时间(14、90、180、360和540 d)对土壤中外源性Zn有效形态及毒性阈值(ECx)的影响,并对Zn老化过程的主要影响因子进行分析.结果表明:土壤中0.01 mol·L-1 CaCl2提取态Zn含量随着老化时间的增加先快速下降,随后变化减缓,到540 d时基本达到平衡.随着老化时间的增加,土壤中Zn对小白菜生长的毒性阈值(ECx,x=10、50)逐渐增加,毒性显著降低(P＜0.05).Zn老化因子(AF) AF10和AF50分别为1.077～1.743和1.174～1.441,老化因子随老化时间增加而增大.土壤中Zn的平衡浓度(C∞)与土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机碳含量呈显著负相关关系,其中pH是决定Zn老化速率最重要的因素,其次是CEC和有机碳含量,高pH下土壤中Zn达到平衡所需的时间较短.基于土壤老化因子与主控因子建立土壤中Zn的毒性阈值预测模型,所得预测值与实测值之间有较好的相关性.研究结果将为不同土壤中外源性Zn毒性阈值的归一化处理及生态风险基准值的制定提供理论依据.     

太湖地区土壤环境中SAS的分布和降解特点

采集了江苏省吴县市不同利用、不同乡镇和环境影响类型下的土壤样品 ,采用比色法分析其SAS含量 ,并以LAS为标物研究了SAS在土壤环境中的降解行为 .结果表明 ,供试土壤环境中SAS达 2～ 10mg·kg-1,并在土壤全剖面检测到 .土壤环境中SAS含量与土壤性质及其环境影响特点有关 .LAS在供试土壤环境中的降解符合土壤有机质分解的一级反应动力学方程 ,其半衰期为 10～ 16d ,因土壤种类而异 ,说明SAS作为特殊的有机污染物在土壤环境中的滞留性及其可能的环境危害 .     

不同老化时间对土壤中外源Zn的形态转化及生态毒性阈值(ECx)的影响

选取了6种不同性质土壤, 添加7个浓度水平的Zn, 研究了不同老化时间(14、90、180、360和540 d)对土壤中外源性Zn有效形态及毒性阈值(EC_x)的影响, 并对Zn老化过程的主要影响因子进行分析. 结果表明: 土壤中0.01 mol·L^-1CaCl₂提取态Zn含量随着老化时间的增加先快速下降, 随后变化减缓, 到540 d时基本达到平衡.随着老化时间的增加, 土壤中Zn对小白菜生长的毒性阈值(EC_x, x=10、50)逐渐增加,毒性显著降低(P<0.05).Zn老化因子(AF)AF₁₀和AF₅₀分别为1.077~1.743和1.174~1.441, 老化因子随老化时间增加而增大.土壤中Zn的平衡浓度(C_∞)与土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机碳含量呈显著负相关关系, 其中pH是决定Zn老化速率最重要的因素, 其次是CEC和有机碳含量,高pH下土壤中Zn达到平衡所需的时间较短. 基于土壤老化因子与主控因子建立土壤中Zn的毒性阈值预测模型,所得预测值与实测值之间有较好的相关性.研究结果将为不同土壤中外源性Zn毒性阈值的归一化处理及生态风险基准值的制定提供理论依据.     

土壤中有机污染物的老化概念探讨

有机污染物进入土壤后,随着其与土壤颗粒接触时间的延长,生物可利用性明显下降,发生老化现象,存在锁定行为.国内外已经广泛开展了与土壤中有机污染物老化相关的研究,但对老化的概念和内涵却没有明确界定,造成了理解上的偏差.基于目前国内外学者对老化的理解和认识,在明确生物可利用性的基础上,阐述了老化的概念及内涵,并对其进行了清晰的界定,同时对国内外现存的相关概念进行了区分.这些探讨将为相关研究的深入开展奠定基础,为土壤中有机污染物的环境化学行为与生物修复研究提供理论支持.     

沈阳市城郊表层土壤有机污染评价

城市土壤是保护城市环境的一个重要生态屏障.随着有机污染物的“致癌、致畸、致突变”特性被人们所认知,土壤有机污染也逐渐受到人们的重视.在我国目前缺乏相关环境质量标准的背景下,尝试采用因子分析评价法,对沈阳城郊表层土壤有机污染物进行识别,并对土壤有机污染程度进行定量评价与分级.结果表明,苯并(a)芘、滴滴涕、六氯苯和六六六对土壤污染负荷的贡献率最高,是主要的有机污染因子;利用因子分析评价法,34个城郊表层土壤采样点的有机污染评价综合评分在O-224.62之间,以较轻度污染和中度污染为主,评价结果及分级与实际情况基本相符.在此基础上,分析了各类有机污染物的污染来源,对防治城市土壤污染,进而保障居民的食品安全和饮水安全具有重要意义.     

土壤中水溶性有机质及其对重金属化学与生物行为的影响

土壤水溶性有机质是陆地生态系统和水生生态系统中一种重要的、很活跃的化学组分,已成为环境科学、土壤学和生态学等学科的研究热点．土壤DOM对重金属化学与生物行为有重要影响。但其机理尚不清楚．文中从土壤性质、环境条件、人为因素等方面阐述了土壤DOM产生及影响因素,总结评述了DOM对重金属化学行为和生物有效性的影响,将DOM对重金属的影响机制归纳为络合机制、竞争吸附机制、酸碱缓冲机制．在此基础上,提出了DOM研究存在的问题及其展望．     

有机污染物的土壤微界面过程及其影响因素

土壤是环境的重要组成部分,是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的纽带。随着工农业生产的迅速发展,越来越多的有机污染物通过各种途径进入土壤环境。本文主要对有机污染物在土壤中的吸附-解吸、降解-积累、溶解-沉淀等微界面过程进行了较为系统的阐述,探讨了土壤有机组分、无机组分、植物和微生物等生态因子对有机污染物相关土壤微界面过程的影响;同时,结合国内外的研究现状和趋势,对今后土壤微界面过程的研究方向以及采用的方法手段进行了建议和展望。     

慢速渗滤土地处理系统中优先有机物的迁移、归宿与生态风险

研究了沈阳西部城市污水慢速渗滤土地处理系统中优先有机污染物的迁移和残留情况,结果表明,土地处理系统和当地传统污灌区耕作层土壤、地下水中的优先有机污染物的总含量分别高于对照区（清水灌区）１倍和４倍以上;系统出水、地下水和传统污灌区地下水中的优先有机污染物的浓度有相似的分布、说明污灌水中的有机污染物对土壤和地下水产生一定程度的影响,但土地处理系统和当地传统污灌区生产的大米中,优先有机污染物含量与对照区相比未见显著差异．     

Biological technologies for the remediation of co-contaminated soil

Compound contamination in soil, caused by unreasonable waste disposal, has attracted increasing attention on a global scale, particularly since multiple heavy metals and/or organic pollutants are entering natural ecosystem through human activities, causing an enormous threat. The remediation of co-contaminated soil is more complicated and difficult than that of single contamination, due to the disparate remediation pathways utilized for different types of pollutants. Several modern remediation technologies have been developed for the treatment of co-contaminated soil. Biological remediation technologies, as the eco-friendly methods, have received widespread concern due to soil improvement besides remediation. This review summarizes the application of biological technologies, which contains microbial technologies (function microbial remediation and composting or compost addition), biochar, phytoremediation technologies, genetic engineering technologies and biochemical technologies, for the remediation of co-contaminated soil with heavy metals and organic pollutants. Mechanisms of these technologies and their remediation efficiencies are also reviewed. Based on this study, this review also identifies the future research required in this field.     

Formation of non-bioavailable organic residues in soil: Perspectives for site remediation

Whenever possible, total clean-up of soils and sediments should have priority over methods to contain the pollutants in the soil environment in a way which reduces their potential eco-toxicological effects. Nevertheless, often a very important fraction of the pollutant remains non-available to the cleaning process, either physico-chemical or biological. This constitutes a major obstacle for both environmental technologists and legislators. Yet, the concept of non-extractable organic residues is well accepted in the EU-legislation for pesticides. In this context, an assessment is made to bind organic pollutants to soil. Physical sorption (comprising surface adsorption, absorption and migration in micro- and nanopores) and chemical binding are examined in terms of quantities and kinetics. Chemical binding offers at present no direct possibilities for practice. Making toxic pollutants less bioavailable by increasing physical sorption represents a pragmatic approach to contractors and regulators. For organic pollutants with acceptable concentration in the soil solution of the order of 1 mg/l, a sorptive loading of the order of 10 000 mg pollutant per kg activated carbon respectively organic matter appears a workable assumption. In case of toxic substances such as pesticides which have a 1000 times lower acceptable level, a sorptive loading of up to 10 mg organic pollutant per kg sorbent can be used. Non-bioavailable pollutants can be considered as representing no direct harm to the environment. In practice, the application of up to 100–200 kg dry weight quality compost per ton dry weight soil or alternatively the supplementation of other sorbents such as powdered activated carbon (up to 100 kg per ton soil) offer possibilities to cost-effective remediation of organic pollutants. Yet, aspects of worst-case ecotoxicology as e.g. excessive leaching with dissolved humic substances or ingestion of soil containing substantial amounts of poorly extractable contaminants by human and soil organisms, need to be examined.     

丛枝菌根对有机污染土壤的修复作用及机理

丛枝菌根(AM)是丛枝菌根真菌(AMF)与植物根系相互作用的互惠共生体,能改良土壤结构,增强植物抗性.自然界中已知的AMF有170多种,分布广泛,且可与大多数植物共生.利用AM修复有机污染土壤正成为一个崭新的研究方向.本文综述了AM对多环芳烃、酞酸脂、石油和农药等一些典型有机污染物污染土壤的修复作用.AM修复有机污染土壤的机理主要包括:AMF代谢有机污染物;AM分泌酶,降解污染物;AM影响根系分泌作用,并促进根际微生物对有机污染物的降解;AMF宿主植物吸收积累污染物.AM修复研究中,高效AMF的筛选、复合菌种效应、土壤老化、AM作用下植物对有机污染物的吸收积累等几方面仍有待于深入研究.