基于生物炭的稳定化技术工艺优化研究

针对复合重金属Cd、Pb、As污染土壤,研究了不同工艺条件对研发的生物炭材料稳定化土壤中重金属Cd、Pb、As的影响,同时通过TCLP浸出方法验证生物炭的稳定化效率,并通过冻融试验研究了生物炭稳定化土壤中Cd、Pb、As的长效性。结果表明,生物炭稳定化土壤中重金属Cd、As、Pb的最佳工艺为：生物炭添加量为土壤质量的5%,土水比为1∶1.25,施用方式为生物炭分段施用,稳定化时间为7 d。同时,经稳定化处理后的土壤中Cd、Pb、As经过模拟三年冻融试验其稳定率下降在20%以内。     

老化生物炭表面性质的变化及其对土壤吸附Cu(II)的影响

为研究生物炭进入土壤环境后表面性质的变化及其对土壤吸附Cu(Ⅱ)的影响，在土壤环境中对两种不同温度制备稻壳生物炭模拟老化培养，运用元素分析、扫描电镜漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等手段比较老化前后生物炭表面性质的变化，并将生物炭以3%、5%的比例添加到土壤中老化，通过等温吸附试验研究老化生物炭对土壤吸附重金属铜离子的影响。结果表明：在土壤中经过240 d老化后，两种不同温度制备稻壳生物炭所含C元素含量减少，O元素增加，羧基、羰基、脂肪族羟基等含氧官能团增多，生物炭极性增强。老化后的稻壳生物炭对铜离子的最大吸附量增加，生物炭的添加及其老化作用促进土壤对Cu(Ⅱ)的吸附固定作用，并且具有一定的长期稳定性。     

污泥中重金属的回收工艺研究

研究了重金属污泥中的4种重金属离子(Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+)的回收方法,考察了酸的种类、酸浓度、温度、时间、固液比对浸出效果的影响。结果表明,4mol/L的HNO3与750℃焙烧3h后的污泥在固液比1∶20,转速600r/min,80℃下反应3h,Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的浸出率分别为92.0%、99.5%、99.5%、99.3%。     

模拟受污染土壤中重金属溶出特征及对地下水影响研究

金属冶炼产生的重金属在迁移过程中会危及土壤和地下水.研究基于地下水保护,以沈阳非扰动土配制的模拟重金属污染土壤为研究材料,对比了国际公认和国内常用的柠檬酸钠及EDTA-2Na浸出方法,探究土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的溶出特征,以改进的BCR法分析土壤浸出前后Cd、Cu、Pb、Zn的形态分布情况,并运用美国先进的SSL...     

市政污泥中重金属赋存状态及生物有效性

在分析污泥理化性质的基础上,采用Tessier连续提取法对污泥中的Cu、Zn、Pb、Ni、Cd、Cr进行形态及生物有效性分析.结果表明,该污泥中有机质含量达到45.62 %,N、P、K含量分别为1.55 %、4.26 %、1.01 %,重金属含量均低于污泥农用控制标准值.污泥中Cu的生物有效态占2.65 %,潜在有效态占36.52 %,不可利用态占60.83 %;Zn的生物有效态占1.24 %,潜在有效态占10.71 %,不可利用态占88.05 %;Pb全部以残渣态存在于污泥中,不可利用态占100 %;Ni的生物有效态占46.01 %,不可利用态占53.99 %;该污泥中未检测出Cd和Cr.污泥中重金属主要以非交换态形式存在,生物可利用程度低,对污泥堆肥农用非常有利.      

锰渣中重金属形态分布及浸出特性分析

以某电解锰企业的锰渣为研究对象,采用优化的连续化学提取法(SCE)分析了锰渣中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的形态分布情况,以改进的TCLP法研究重金属浸出的主要影响因素。结果表明,除铅以外,锰渣中5种重金属水溶态、弱酸态和还原态总和均在60%以上,在适宜的条件下容易浸出,尤其在酸性环境下浸出率随酸性的增强逐渐升高;在pH=2.88的醋酸中浸出48h,液固比大于80,浸出温度保持45～50℃时,重金属的浸出率较大;振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属性质的差异而有所不同。     

黑龙江地区城市污水污泥中重金属的形态研究

分别对黑龙江地区4个城市污水处理厂污泥中重金属Cu、Zn、Cr、Ni不同化学形态的分布特征进行研究.结果表明,Cu和cr主要以有机物结合的可氧化态和残留态形式存在,Zn主要以酸溶态和可还原态2种不稳定形式存在,Ni广泛分布于上述4种形态之中.污泥中重金属潜在移动性和生物可利用性顺序为:Zn>Ni>Cu>Cr.     

某锰矿区土壤剖面重金属形态迁移转化特征及生态风险评价

对贵州省某锰矿区剖面土壤进行采样,测定其中Cu、Zn、Cr、Mn、Pb和Cd含量,并采用改进的BCR连续提取法分析重金属的赋存形态,利用风险评价编码法（RAC）及次生相与原生相比值法（RSP）对其进行风险评价。结果表明,1）研究区域土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Mn的质量浓度平均值分别为2.63、126.39、48.95、751.8、37.28和4 992.88 mg/kg,均高于贵州土壤背景值。从土壤重金属垂向分布来看,由于矿区土壤受到较多人为影响,导致土壤垂向重金属元素含量未表现出明显的规律性。2）不同重金属的赋存形态分布差异较大,Cd的主要赋存形态为弱酸溶态,Pb、Mn均以可还原态为主,Cr、Zn和Cu均以残渣态为主,其中Cd、Cu元素有效态均表现出在表层富集的特征。3）潜在生态风险评价结果表明,研究区域土壤Cd有较高的污染风险,土壤Cu、Mn、Zn、Pb和Cr以中低风险为主。不同剖面深度土壤Cd和Cu生物有效形态组分污染风险均呈由浅至深逐渐降低的趋势。     

硫酸铵对离子型稀土矿区土壤重金属的释放和形态转化影响

针对离子型稀土矿区浸矿过程导致的土壤氨氮、重金属复合污染问题,研究硫酸铵残留对土壤重金属迁移转化和形态的影响机制。通过土柱淋滤和室内土壤培养考察不同浓度浸矿剂输入土壤后,氨氮、重金属Zn、Cu和Cr的形态和迁移性变化。实验结果表明,与无浸矿剂淋滤对照组相比较,浸矿剂在重金属污染土壤中主要以氨氮形式存在,硝态氮占比低。在培养期间,浸矿剂硫酸铵淋滤降低了土壤pH值和土壤阳离子交换量（CEC）,重金属活性增加,当浸矿剂淋滤浓度为5%时,弱酸态Cr、Cu、Zn比例分别提高8.29%、5.21%、4.53%。研究结果表明:硫酸铵加剧了土壤酸化,提高重金属迁移性,促进重金属形态从生物不可利用态向可利用态转化。      

不同类型土壤有机碳含量比较研究

[目的]研究不同类型土壤有机碳含量及其影响因素.[方法]以武夷山不同类型土壤为研究对象,进行土壤有机碳含量及基本理化性质的测定,分析不同类型土壤有机碳含量与土壤基本理化性质、海拔高度、年均气温等因素之间的关系.[鲒果]武夷山不同类型土壤的有机碳含量在14.91～112.34 g/kg;土壤有机碳与速效养分(速效氮、速效磷和速效钾)和全氮呈正相关,与海拔高度和年均气温成显著指数关系.[结论]武夷山不同类型土壤有机碳含量受土壤理化性质、海拔高度及年均气温影响显著.     

Leaching Behavior of Metals Released from Cement-Stabilized/Solidified Refinery Oily Sludge by Means of Sequential Toxicity Characteristic Leaching Procedure

In this study, stabilization/solidification (S/S) of refinery oily sludge was applied using two types of cement (I and II), in cement-to-waste ratio from 0.1 to 0.7. The leaching behavior of heavy metals was investigated, by means of a five-point sequential toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) test. Sequential TCLP was used to provide an improved assessment of long-term contaminant potential leachability, because the acidic leachant is renewed, whereas in the single TCLP, contaminant leachability is limited by the pH neutralization of the alkaline binder. Cement-based S/S of real refinery oily sludge resulted in very low leachability of heavy metals. Pb and Cd were not detected in any TCLP leachate. The maximum leachability of Fe, Zn, and Ni occurred in the pH range between 5.5 and 6.5. The leachability of Cu and Cr increased with increasing pH. Maximum cumulative percentage of Fe, Ni, and Zn leaching after five consecutive TCLP extractions (for worst case conditions, i.e., 10% II42.5) were 0.01, 22, and 1.2%, respectively, on the basis of metal content of each solidified sample. Further, the leaching behavior of Zn and Ni was modeled using the chemical equilibrium program Visual MINTEQ. Using several combinations of suspected solid phases of Zn and Ni hydroxides, carbonates and sulfides, and surface complexation onto ferrihydrite the diffuse double layer model did not accurately describe the leaching behavior of Zn and Ni.     

二乙三胺五乙酸-三乙醇胺-硝酸钙体系浸取土壤中8种重金属有效态

采用土壤中重金属有效态指标来评价耕地土壤污染状况对反映土壤真实污染状况有重要意义,而在对土壤中重金属有效态进行测定时需先对其进行浸取。在采用二乙三胺五乙酸(DTPA)-三乙醇胺(TEA)-CaCl₂复合浸取剂对土壤中重金属有效态元素浸取时发现有效态Zn的空白较高,对有效态Zn的测定有一定的影响。按DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中各组分浓度配制成相应的DTPA、TEA和CaCl₂单组分水溶液,并对其中有效态Zn空白进行测定,结果发现DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中有效态Zn空白的93%以上来源于CaCl₂。据此,实验提出采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂来对土壤中重金属有效态元素进行浸取,即提出了一种浸取土壤中重金属有效态元素的新体系DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂,并对其浸取的条件进行了优化。结果表明,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取的最佳条件为:控制0.005mol/L DTPA-0.1mol/L TEA-0.01mol/L Ca(NO₃)₂溶液的pH值为7.2,土液比(土壤质量(g)与浸取剂体积(mL)之比)为1∶4,于20℃条件下在往复振荡器上以180r/min的速率振荡浸取2h时效果最佳。分别采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂和DTPA-TEA-CaCl₂两种体系对土壤标准样品中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As和Hg共8种重金属有效态进行浸取并对测定后的结果进行对比,结果表明,采用两种方法浸取后,各元素有效态的测定值保持一致,且与认定值相符,这表明采用这两种体系对这8种重金属有效态元素浸取的效果是一样的。试验进一步发现,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取时,Zn有效态的测定值与其认定值更加接近,且其空白平均值也较DTPA-TEA-CaCl₂体系低约81.4%,这进一步验证了浸取时采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂可有效降低Zn有效态空白对测试结果的干扰。     

二乙三胺五乙酸-三乙醇胺-硝酸钙体系浸取土壤中8种重金属有效态

采用土壤中重金属有效态指标来评价耕地土壤污染状况对反映土壤真实污染状况有重要意义,而在对土壤中重金属有效态进行测定时需先对其进行浸取。在采用二乙三胺五乙酸(DTPA)-三乙醇胺(TEA)-CaCl₂复合浸取剂对土壤中重金属有效态元素浸取时发现有效态Zn的空白较高,对有效态Zn的测定有一定的影响。按DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中各组分浓度配制成相应的DTPA、TEA和CaCl₂单组分水溶液,并对其中有效态Zn空白进行测定,结果发现DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中有效态Zn空白的93%以上来源于CaCl₂。据此,实验提出采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂来对土壤中重金属有效态元素进行浸取,即提出了一种浸取土壤中重金属有效态元素的新体系DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂,并对其浸取的条件进行了优化。结果表明,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取的最佳条件为:控制0.005mol/L DTPA-0.1mol/L TEA-0.01mol/L Ca(NO₃)₂溶液的pH值为7.2,土液比(土壤质量(g)与浸取剂体积(mL)之比)为1∶4,于20℃条件下在往复振荡器上以180r/min的速率振荡浸取2h时效果最佳。分别采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂和DTPA-TEA-CaCl₂两种体系对土壤标准样品中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As和Hg共8种重金属有效态进行浸取并对测定后的结果进行对比,结果表明,采用两种方法浸取后,各元素有效态的测定值保持一致,且与认定值相符,这表明采用这两种体系对这8种重金属有效态元素浸取的效果是一样的。试验进一步发现,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取时,Zn有效态的测定值与其认定值更加接近,且其空白平均值也较DTPA-TEA-CaCl₂体系低约81.4%,这进一步验证了浸取时采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂可有效降低Zn有效态空白对测试结果的干扰。     

Thermal Treatment for Incinerator Ash: Evaporation and Leaching Rates of Metals

The disposal of different residues containing high concentrations of heavy metals causes environmental problems. To understand the effects of various properties of the residues on the evaporation and leaching rates of heavy metals (Cd, Pb, Zn, Cr, and Cu) by thermal treatment, three types of residues (including bottom ash, spray dryer ash, and baghouse ash) generated from various incineration conditions including spray dryer additives (SiO2, CaCl2, and NaHCO3), and feedstock additives [polyvinyl chloride (PVC), and NaCl] were investigated in the present study. The results indicated that the evaporation rate of Cd and Pb in the spray dryer ash and in the baghouse ash was higher than that in the bottom ash. The leaching rate of heavy metals in the spray dryer ash was less than 20% before the thermal treatment when Ca(OH)2 was used in the spray dryer. The addition of PVC could increase the evaporation rate of Zn in the spray dryer ash, whereas the addition of NaCl could decrease the leaching rate of Zn and Cu in the baghouse ash after the thermal treatment.     

The use of ground mollusks in the evaluation of environmental pollution with heavy metals in the city of Ufa]

The authors analyzed soil and cochleae of bush snails in Ufa for heavy metals (Zn, Cu, Pb, Cd) content. Zn and Cu content of the soil exceeds the background levels and approaches the MACs. Pb and Cd content corresponds to their usual content of soil. The coefficients of Zn, Cu, Pb and Cd pass from soil to cochleae of bush snails increase in the row Pb < Zn < Cu < Cd and never outnumber 1.     

Ex Situ Electroreclamation of Heavy Metals Contaminated Sludge: Pilot Scale Study

The ex situ remediation of heavy metals-contaminated industrial sludge (pH = 10.35, Zn = 3,500 mg∕kg) by electroreclamation (I = 2.5 A) was studied at pilot scale (42.5 kg of sludge). This research focused on acidification of sludge and electrochemically induced migration of metals, emphasizing their partitioning prior to electroreclamation. The sludge was preacidified to an initial pH of 4.5. After treatment, a very low anode reservoir pH (near 0) was reached, and the average sludge pH was 2. Addition of 1 M HNO3 to the cathode reservoir prevented basic conditions in the sludge. In accordance with selective sequential extraction results, a low migration of Zn and Cu was obtained. In the anode region, Zn and Cu concentrations decreased by 33 and 39%, respectively, and increased in the cathode region by 33 and 26%, respectively. These metals were concentrated in the cathode area but were not effectively transported onto the cathode. Mn appeared to be more mobile than other metals. After 10 days of current application, a layer mainly composed of Ca, Fe, and Mn appeared on the cathode surface.