持久性污染物的环境界面化学与控制技术原理
单孝全,汤鸿霄,王子健,钱易,陈静生
2006
部门归属环境化学与生态毒理学国家重点实验室
英文摘要持久性污染物对环境的危害是全球面临的重大环境问题之一。持久性污染物在环境中的绝大多数反应均发生在环境界面上。环境界面反应决定了污染物在环境中的迁移转化规律、生物可利用性或生态毒性。因此,对环境界面过程有关机理的深入了解已成为新的控制技术的理论基础。中国科学院生态环境研究中心单孝全、汤鸿霄、王子健研究员,清华大学钱易教授,北京大学陈静生教授等在国家自然科学基金重点项目(批准号:29235105,59138080)的资助下,系统地探索了持久性污染物在水体/颗粒物、水体/沉积物、土壤/土壤溶液/植物根系等界面过程的若干规律,解决了国际学术界的某些争论,并发展了持久性污染物的若干新的控制技术原理。主要成果如下:1.证明了恒定容量模式、扩散层模式和三层模式等3种表面络合模式均能很好地描述持久性污染物在天然河流沉积物表面的吸附行为。从而较好地解决了国际学术界关于污染物在天然沉积物表面吸附行为的模式研究中存在的猜测与争论。2.在广泛采样、实验测定水体颗粒物化学成分、矿物结构、粒度分布、表面电性及表面吸附等参数与收集资料的基础上,阐明了中国东部17条主要河流水体颗粒物的基本特性与分布规律,建立了可供查询检索的数据库,补充并修正了国际河流水体颗粒物数据库由于缺乏中国数据所带来的不确定性。3.基于铅在水/沉积物界面过程的动力学,阐明了水体中相当一部分铅不能被沉积物所固定的学术观点,为正确评价铅的长期生态毒性风险奠定了基础。4.证明了分级萃取方法学中存在的两个突出问题,即不能有选择性地分离土壤中物理化学性质不同的地球化学矿物相以及分离过程中不同的地球化学矿物相界面上吸附的重金属会在相间发生再吸附与再分配,并进一步阐明了重金属与不同矿物相本身的性质以及两者之间的相互作用决定再吸附与再分配过程。从而解决了国际学术界在这一问题上的长期争论。5.比较系统地研究了土壤物理化学性质、根际土壤特性与植物根系分泌的低分子量有机酸等对土壤中金属元素形态与植物可利用性的影响。基于土壤/土壤溶液,植物根系界面过程,阐明了硒的存在形态与生物吸收利用的关系,揭示了中国低硒带硒的环境地球化学规律,证明硒的存在形态不易被植物吸收利用,妨碍人体内含硒谷胱甘肽过氧化酶的合成,揭示了中国严重地方病大骨节病的环境地球化学成因。6.根据难降解有机污染物结构与生物降解性的关系,构建了包括高级化学氧化预处理的新型生物反应器及固定化细胞技术的厌氧-好氧相结合的处理持久性有机污染物的技术原理,从而有效地提高了本来不易被生物降解的高浓度有机有毒组分的生物可处理性。7.对无机高分子絮凝剂的形态结构及微界面絮凝过程进行了理论研究,发展了高效絮凝剂研制和相应反应器的技术原理。基于以上研究成果,出版了《水体颗粒物和难降解有机污染物的特性与控制技术原理》(上、下册),在Environmental Science and Technology,Analytical Chemistry,Water Research,Journal of Colloid and Interface Science和Journal of Agricultural and Food Chemistry等环境科学重要期刊上发表论文83篇,获2002年度国家自然科学奖二等奖。
文献类型成果
条目标识符http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/6736
专题环境化学与生态毒理学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
单孝全,汤鸿霄,王子健,钱易,陈静生. 持久性污染物的环境界面化学与控制技术原理. . 2006.
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