土壤中氟的形态与危害

氟是人体必需的微量元素,过量或不足对生物均可造成危害,对土壤中氟的存在形态以及造成的危害进行了综合比较,探讨了氟在土壤中迁移转化的过程,为探索土壤氟污染的防治及危害、土壤中氟化物的迁移、转化特征及氟的环境生物学意义提供依据。     

土壤重金属形态分析研究综述

总结了土壤重金属形态分析研究方法;阐述了重金属各形态在土壤中的结合状况及其对环境的影响;分析了重金属各形态与迁移转化规律、生物有效性的关系;探讨性地提出了形态分析在实际应用中面临的问题,并展望了形态分析的研究方向和发展趋势。     

生物炭对矿区土壤重金属有效性及形态的影响

为探索生物炭作为改良剂修复矿区重金属污染土壤的可行性,以玉米秸秆为原料在450℃制备生物炭,采用扫描电镜、能谱分析以及傅里叶变换红外光谱等分析与测试手段对其进行表征。采用室内连续培养的方法,研究在不同培养时间条件下,添加不同施用量（0、1%、3%和5%）的生物炭后,对矿区土壤pH,阳离子交换量（CEC）,土壤重金属Cu、Zn、Pb和Mn有效性以及重金属不同形态变化的影响。结果表明：生物炭能够提高土壤的pH和CEC,且都随着添加量的增加而增加。56d土壤培养后,与对照相比,1%、3%和5%添加水平下pH分别增加了1.14个、1.42个和1.67个单位,土壤CEC分别增加了2.02cmol/kg、3.60cmol/kg和5.39cmol/kg。添加不同含量生物炭后,土壤中有效态重金属均呈现不同程度的降低,而且生物炭添加量越大,降幅也越大。在5%添加水平下,生物炭分别使Cu、Zn、Pb和Mn有效态下降了49.2%、46.2%、72.5%和26.3%。重金属有效态含量与土壤pH、CEC均呈显著负相关关系。添加生物炭后,土壤中重金属的形态发生了变化,由易迁移的弱酸提取态向更加稳定的残渣态转化,且生物炭添加量越大,钝化效果越显著。综上所述,玉米秸秆生物炭的添加提高了矿区重金属复合污染土壤的pH和CEC,促进了重金属复合污染土壤中Cu、Zn、Pb和Mn的弱酸提取态向化学性质稳定的残渣态转化,降低了土壤重金属的有效性,实现了对重金属复合污染土壤的修复。     

淋溶条件下生物炭对矿区土壤中重金属迁移的影响

以玉米秸秆为原料在450℃下制备生物炭,将生物炭按5%的炭土比例施入矿区重金属污染土壤中。通过室内土柱淋溶试验,分析加入生物炭对土壤淋出液pH、重金属纵向迁移行为及重金属累积释放量的影响。结果表明：加入生物炭处理后土壤淋出液的pH显著高于对照处理,说明生物炭可以在一定程度上缓解土壤的酸性。与对照相比,添加生物炭降低了重金属向下层土壤迁移的风险,淋溶后土柱中Pb、Cu、Zn和Mn的纵向迁移量分别降低了65.93%、50.95%、49.29%和30.95%,生物炭对土壤中重金属纵向迁移抑制的顺序为Pb>Cu>Zn>Mn,生物炭对Pb的钝化效果最好。随着淋溶液体积的增加,Pb、Cu、Zn和Mn这4种重金属的淋溶累积释放量总体上呈现出前期快速溶出和后期缓慢溶出两个明显的阶段。4种重金属的累积释放量大小为Pb>Mn>Zn>Cu,添加生物炭后明显降低了重金属的累积释放量。对土壤中金属释放过程进行数学方程拟合后发现,应用Elovich方程能较好地描述重金属释放过程,说明这4种重金属元素在土壤中的淋溶和释放过程的机制不是单一反应过程,而是属于活化能变化较大的复杂反应过程。加入生物炭后各重金属的b值均低于对照组,重金属迁移速率随着生物炭的添加而降低,说明生物炭能提高土壤对重金属离子的吸附力,降低因土壤淋溶作用而引起的重金属迁移,可以实现对重金属复合污染矿区土壤的修复。     

龙葵吸附重金属镉的生物有效性的研究

选取龙葵及种植龙葵的土壤作为研究对象,测定土壤中重金属镉的含量、土壤重金属可交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉、有机结合态镉、残渣态镉的化学形态含量,同时测定土壤的阳离子交换量、比重、pH等,并分析了土壤中不同化学形态的重金属镉的分布特征,同时分析影响重金属镉形态分布及生物有效性的因素。结果表明,土壤重金属镉化学形态的分布规律受到重金属全量、土壤理化性质以及龙葵的生长环境的影响,其中在自然环境种植龙葵土壤中和模拟种植龙葵土壤中,其转化系数与土壤重金属镉全量之间均呈显著负相关;在二次加入外源镉的土壤中,其转化系数与土壤重金属镉全量之间呈极显著负相关。土壤重金属镉的生物有效性主要通过生物可利用系数、迁移系数及转化系数来反映,三者均受龙葵的生长环境和土壤重金属中镉全量的影响。     

土壤中石油烃-重金属复合污染物的环境归趋及对修复效能的影响研究进展

综述了石油烃-重金属复合污染、特别是复合污染物在环境中的迁移转化及其对常规修复技术效能产生的影响。土壤中的石油烃在生物或非生物降解过程中均有可能产生中间产物,重金属在环境中也会发生赋存形态和可迁移性的改变,这些变化将影响污染物在土壤环境中的赋存形态与迁移方式,进而影响修复技术的效能。还讨论了本领域未来的研究方向。     

磷酸改性生物炭对土壤中Pb2+和Cd2+钝化特性

为探究改性生物炭对于土壤重金属的钝化作用,用磷酸对600℃热解的小麦秸秆生物炭进行改性,通过培土钝化实验探究改性生物炭添加量对土壤pH、重金属赋存形态及弱酸可提取态的影响。研究表明,随着投放时间的增加,土壤逐渐呈现碱性。改性生物炭能够促进重金属离子由有效态向稳定态转化,且钝化效果与改性生物炭的添加量呈正相关。土壤中单一污染Pb²⁺及Cd²⁺的弱酸可提取态均随投放时间及生物炭添加量的增大而降低,其中前20 d的降低幅度最大。     

生物炭的氧化还原行为及其在环境污染控制中的应用

首先介绍了生物炭电子传递的"中介体机制"和"导体机制";进一步分析了生物炭的氧化还原行为对重金属类污染物和有机污染物迁移转化的影响,阐述了生物炭利用其自身醌类官能团存储的电子还原污染物和利用外源电子以其界面为活性位点介导污染物还原的两种反应机制。针对生物炭对铁元素生物地球化学循环的影响,介绍了生物炭在促进微生物还原Fe(Ⅲ)的研究进展,及生物炭促进微生物还原Fe(Ⅲ)的相关机制。总结了生物炭氧化还原行为的环境意义和未来研究方向。     

生物炭的氧化还原行为及其在环境污染控制中的应用

首先介绍了生物炭电子传递的"中介体机制"和"导体机制";进一步分析了生物炭的氧化还原行为对重金属类污染物和有机污染物迁移转化的影响,阐述了生物炭利用其自身醌类官能团存储的电子还原污染物和利用外源电子以其界面为活性位点介导污染物还原的两种反应机制。针对生物炭对铁元素生物地球化学循环的影响,介绍了生物炭在促进微生物还原Fe(Ⅲ)的研究进展,及生物炭促进微生物还原Fe(Ⅲ)的相关机制。总结了生物炭氧化还原行为的环境意义和未来研究方向。     

生物炭对土壤中重金属作用及影响研究进展

针对土壤重金属污染问题已有许多修复措施,生物炭由于其特殊的结构、良好的经济效益成为了近年来土壤修复领域的研究热点。生物炭作用于土壤重金属的相关机理复杂,且施入土壤会对重金属的环境行为产生影响。简述了目前生物炭在环境保护领域中的相关应用,在如离子交换、表面络合、沉淀作用以及阳离子-π作用等基础上分析了生物炭作用于重金属的机理,并介绍了生物炭对于土壤中重金属迁移性和生物有效性的影响。对生物炭今后的研究工作作出展望。     

生物炭的制备、改性及其在环境修复中应用的研究进展

介绍了生物炭的制备、改性及表征,尤其是在环境修复中的应用。阐述了生物炭常用的制备方法包括热解法、气化法和水热碳化法,指出生物炭的制备原料和条件决定了生物炭的吸附性能。为了提高生物炭的吸附性能,常通过酸、碱、氧化剂、金属氧化物、有机化合物、紫外辐射、等离子体、复合材料、蒸汽及气体吹扫等方式对其进行改性处理,而改性方法的选择主要取决于应用的环境领域。虽然生物炭已在土壤修复及改良、固碳、有机固废堆肥、废水净化及大气污染治理等领域取得了良好的效果,但是生物炭的固碳效果还需要在不同土壤条件进一步验证,生物炭提高土壤质量的原因还需要进一步研究,生物炭去除土壤中有机污染物的作用机理也有待进一步探明。此外,利用生物炭进行环境修复时,应注意生物炭的稳定性问题,以免造成二次污染。综上所述,生物炭在环境修复中具有广阔的应用前景,但也存在一些问题和挑战需要解决。     

生物炭固定重金属的挑战及潜在负面效应研究

生物炭因其优越的吸附能力、原料广泛和制备工艺简单等特点在重金属污染土壤修复领域具有广泛的研究。然而，生物炭对重金属的固定化效果受到原料类型、制备工艺和其他外在条件的影响。此外，生物炭中含有的重金属存在着对土壤生态系统、环境安全和农业生产造成潜在危害的风险。这些挑战和风险严重阻碍了生物炭的实际应用进程。因此，本综述详细梳理了当前生物炭在固定土壤重金属领域所面临的问题和挑战，深入探索造成生物炭应用局限性的作用机制，从而为未来的生物炭研究方向提供建议，以期促进生物炭的高效生产和安全应用。     

磁性生物炭复合材料修复重金属污染土壤机理及室内试验研究

以唐山滨海地区土壤为研究对象,以生物炭为修复材料,对其进行表面氧化改性,并与中酸性助剂、粘土矿物进行高温合成,得到一种磁性生物炭复合材料。对污染土采用土壤淋洗的方式进行修复,在实验室中根据不同的控制条件,优选出对土壤重金属含量修复率最高的淋洗工艺条件。最终,液土比为8:1、转速160rpm、淋洗搅拌时间15min为最佳工艺条件。本研究制备的新型磁性生物炭复合材料对污染土壤中的重金属有害成份实现了磁性吸附、鳌合,土壤中重金属汞含量平均能降低38%、镉含量平均降低45%、铬含量平均降低10%、铅含量平均降低26%,将重金属转化为矿物类形态,生态环保,具有对土壤重金属离子稳定效果长久、适用范围广、制备简单和成本低等优点,能够达到修复重金属污染土壤的目的。     

生物炭持久性自由基形成机制及环境应用研究进展

持久性自由基（PFRs）因其持续反应活性和潜在毒性而日益受到广泛关注。生物炭在高温热解和水热碳化制备过程中会产生PFRs，并可转化形成活性氧物质，从而促进环境污染物的氧化还原转化和降解，同时也产生潜在的环境健康风险。本文综述了生物炭PFRs的国内外研究进展，归纳了PFRs在生物炭制备过程中的形成和转化机制，总结了生物炭PFRs生成ROS降解有机污染物、光诱导氧化降解有机污染物、重金属氧化还原转化等方面的环境应用研究现状，初步探讨了生物炭PFRs的毒性效应，并对今后的研究发展方向提出了展望，以期为生物炭PFRs的进一步环境应用提供方向和依据。     

生物炭对土壤重金属影响研究进展

简要介绍了生物炭的起源与理化性质,详细阐述了生物炭对土壤重金属的吸附机理、吸附影响因素和运动迁移的影响,以期为生物炭的应用和推广提出相关建议。     

长效氮肥的开发和前景

本文论述了氮肥在土壤中的形态、流失情况,控制氮素释放的措施和方法,以及有关长效氮肥的品种和前景。     

污泥与聚氯乙烯共热解重金属特性

重金属作为污泥热解处理过程中的主要污染物，对其进行严格的排放控制有益于生态环境和人类身体健康。本文通过在水平固定床反应器内开展城市污泥的快速热解实验，探究了温度（500～900℃）及聚氯乙烯塑料（PVC）掺混比（5%和15%）对重金属元素As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn在生物炭中迁移转化规律的影响。研究发现，提高热解温度和添加PVC有利于降低As、Pb和Zn在生物炭中的残余率，但对Cr、Cu、Mn和Ni几乎没有移除作用。此外，通过分析重金属赋存形态发现，伴随热解温度的升高，除了As以外，生物炭中的其他重金属元素整体向更稳定的形态转化。与此同时，根据重金属的生态风险评估结果发现，当热解温度为500℃和600℃时，原料中PVC的存在会增大所获取生物炭中重金属的生态风险。本文为实际工业热处理污泥提供了关于重金属排放控制方面有价值的参考。     

生物炭在土壤中对磷吸附热力学影响

生物炭在提高土壤对磷吸附效率和吸附量方面具有重要作用。本论文以花生、香菇和秸秆为生物炭原材料，通过实验研究了不同原料的生物炭对土壤吸附磷的效果的影响，进行了吸附热力学的分析，研究结果表明：在添加不同投加量香菇生物炭的土壤中，生物炭投加量越大，对磷的吸附效果越高。可以用Freundich方程描述添加香菇生物炭的土壤对吸附磷的热力学过程。在添加三种不同原料的生物炭到土壤对磷的吸附实验中，三者都明显比空白土壤吸附效果强，添加水稻秸秆生物炭的土壤吸附自发性最好。     

铁改性生物炭去除重金属研究进展

目前土壤和水环境中重金属污染仍然较为严重,寻找合适的去除剂成为了环境研究者们的重要任务。生物炭作为新型吸附剂由于对水环境以及土壤中重金属离子如Cu、Fe、Pb、Cr等具有良好的吸附效果因而得到了环境领域的广泛关注。然而仅用生物炭去除重金属仍然有着吸附效率不够高,吸附性能不够稳定等缺陷,本文通过整理各类铁改性生物炭的研究,总结归纳了铁改性生物炭的制备及其去除机理,并与目前常规生物炭做了对比,指出铁改性生物炭对重金属污染的去除可行性和广阔前景。     

XAFS分析在土壤重金属污染化学研究中的应用

对X射线吸收精细结构(X-ray absorption fine structure, XAFS)分析的基本技术原理,及其在土壤重金属污染化学形态分析与固-液微界面化学特性研究领域的应用进行了综述,以期为XAFS技术在该领域的后续研究提供基础和指导。XAFS分析能够提供吸收原子周围配位环境和氧化态等信息,适用于重金属元素原位化学形态分析;重金属污染物在土壤环境中赋存形态多样,XAFS技术可准确获取重金属元素的分布和形态等定性或定量信息,对研究重金属元素在土壤环境中迁移转化、生物可利用性及环境风险等具有重要意义。