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研究亮点
● 探讨了土壤中甲基叔丁基醚(MTBE)的生物降解机制,并发现某些微生物可以有效地将MTBE转化为无害物质。
● 使用了来自中国亳州市的土壤样品进行实验,并对其进行了详细的物理和化学分析。这些数据可以为类似研究提供有用的参考信息。
摘要:作为广泛使用的汽油添加剂,甲基叔丁基醚(MTBE)可能会渗入地表下,这不仅破坏生态环境,还影响土壤的工程技术特性。在这项研究中,我们全面研究了MTBE污染土壤的工程技术性质,如强度、压缩性、水力传导性、浸出性、电阻率和微观结构特性等基本物理性质。结果表明,随着土壤中MTBE含量的增加,阿特伯格极限持续下降。随着MTBE含量从0%增加到10%,土壤的比表面积降低了28%,砂含量增加了22%,粘土和粉砂含量分别降低了3%和18%。土壤的压缩指数、水力传导性、浸出的MTBE浓度和电阻率都随着MTBE含量的增加而增加,而无围压抗压强度(UCS)随着MTBE含量的增加而减少。微观结构分析表明,增加MTBE含量会导致矿物学变化,降低土壤的伊利石和高岭石含量。通过增加集合体间孔隙的数量和大小,可以检测到集合体和絮状结构。此外,污染土壤的电阻率被用来基于既定的经验关系评估MTBE污染土壤的工程技术性质。
背景:甲基叔丁基醚(MTBE)是一种广泛用于汽油中的添加剂,但它也是一种常见的地下水污染物。MTBE具有高度可溶性和低生物降解性,因此在地下水中传播速度很快。虽然已经有许多研究关注MTBE对环境和人类健康的影响,但对其对土壤地质力学特性的影响还不够清楚。
图. MTBE含量为(a)0%,(b)4%和(c)10%的土壤的SEM结果。
要点问答
█ MTBE污染土壤的基本物理特性受到什么影响?
█ MTBE污染如何影响土壤的水力导率和可淋溶性?这对地下水污染有什么影响?
█ 土壤的电阻率和微观结构可以用作MTBE污染的指标吗?
原文请查阅 Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology。
原文链接:https://doi.org/10.1144/qjegh2022-095
延伸阅读
甲基叔丁基醚(MTBE)
MTBE 是一种易挥发、易燃且无色的液体,微溶于水。 由于其高氧含量可促进更完全的燃烧,因此通常用作汽油添加剂,从而减少一氧化碳和其他空气污染物的尾气排放。 MTBE 还可以提高汽油的辛烷值,有助于防止发动机爆震。
从 1970 年代后期开始,MTBE 在美国和许多其他国家被广泛使用,以取代铅作为汽油中的辛烷值促进剂。 随着 1990 年清洁空气法修正案的实施,它的使用在 1990 年代急剧增加,该修正案要求在一氧化碳水平不健康的地区使用含氧燃料。
甲基叔丁基醚(MTBE)商品装
MTBE 的广泛使用导致了环境问题,尤其是与土壤和地下水污染。
MTBE 高度溶于水,不能很好地与土壤结合,使其能够快速穿过土壤,污染地下水供应。 由于其抗生物降解性,一旦进入环境,MTBE 就会存在很长时间。
在土壤中,MTBE 污染会改变土壤的岩土特性,并破坏土壤的生态。 由于它在土壤中具有很高的流动性,它可以渗入下层,通过改变养分动态可能影响植物生长和微生物群落。 污染还可能导致土壤物理特性发生不良变化,从而影响土地的稳定性和使用。
MTBE 在许多地方已被淘汰,因为它是地下水中的持久性和流动性污染物,经常在汽油从地下储罐溢出或泄漏的地区的饮用水井中检测到。 MTBE 的味道和气味在非常低的浓度下对某些人来说是明显的,这使得受污染的水难以饮用。
此外,有证据表明 MTBE 是一种潜在的人类致癌物,根据美国环境保护署的说法,饮用或吸入 MTBE 可能会导致轻微的鼻子和喉咙刺激,并且在高剂量下,可能会导致更严重的健康影响,例如肾脏损害或癫痫发作。通过受污染的饮用水进行低水平接触所带来的风险仍不确定。 尽管如此,与 MTBE 污染相关的潜在风险已导致许多司法管辖区用其他含氧化合物(例如乙醇)代替 MTBE。
因此,全球已采取多项措施来减轻 MTBE 污染的影响。 其中包括对其使用实施更严格的规定,开发污染场地的清理方法,以及研究替代的、环保的燃料添加剂。
值得一提的是,关于 MTBE 污染对土壤特性的影响和修复方法的研究正在进行中,科学家们正在努力更好地理解和缓解这一环境问题。
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