施肥对土壤环境中砷污染的影响

通过盆栽试验研究了不同施肥处理与外源砷污染对土壤肥力及砷形态的影响。结果表明,在同一砷浓度处理条件下,与空白处理相比,有机肥+化肥处理土壤有效磷和速效钾含量增加量最多,分别增加了1.29倍~26.75倍、0.44倍~2.14倍,对土壤全氮和有机质的影响不大,同一砷浓度下土壤中各种砷的形态差异不大(P0.05);在同一施肥处理下,随着外源砷浓度的增加,土壤有效磷呈显著增加的趋势,土壤全氮和有机质的含量差异不显著;土壤总砷含量呈现显著增加的趋势,外源砷质量分数从0mg/kg~100mg/kg,土壤总砷含量平均显著增加了81.8mg/kg,土壤可交换态砷和碳酸盐结合态砷在外源砷加入量为10mg/kg时含量最低。     

纳米氧化镁在丙二醇中的分散及稳定性研究*

通过吸光度和沉降实验研究了超声时间对纳米氧化镁在丙二醇中分散性能的影响,并用偶联剂对纳米氧化镁进行表面改性。结果表明：当分散剂聚乙二醇用量为1%（质量分数）、超声时间为10 min时,纳米氧化镁在丙二醇中的分散效果最佳。纳米氧化镁表面改性最佳工艺条件：铝酸酯偶联剂用量为8%（质量分数）,改性时间为2 h,球磨转速为900 r/min。改性后纳米氧化镁较未改性纳米氧化镁在丙二醇中的分散性及稳定性更好。     

生物质炭钝化土壤重金属的研究进展

针对生物质炭存有的基本性质、修复土壤重金属污染的主要影响因素以及改性生物质炭对土壤重金属生物有效性的影响进行了客观分析,并结合国内外当前在生物质炭钝化土壤重金属方面的研究现状,以期能为我国土壤重金属的进一步合理处理和提高生物质炭钝化效能提供一定的参考。     

磷酸二氢铝和磷酸球磨改性氮化铝粉末工艺研究

采用机械球磨法,以磷酸二氢铝和磷酸为改性剂,制备了抗水解氮化铝粉末,并研究了改性氮化铝粉末在水基球磨过程中的稳定性。通过X射线衍射(XRD)和氮含量测定对改性前后氮化铝粉末进行了表征,并讨论了磷酸二氢铝和磷酸的加入量、球磨时间和球料质量比对改性效果的影响。结果表明:在磷酸二氢铝和磷酸的添加质量分别为氮化铝质量的1%和2.5%、球磨时间为2 h、球料质量比为3∶1的条件下,氮化铝的改性效果最佳;改性氮化铝粉末在60℃水中浸泡24 h后,其氮质量分数为32.97%,且其X射线衍射谱图中未发现氢氧化铝相,说明其抗水解能力得到显著提高;改性氮化铝粉末在水中高速球磨16 h后,其氮质量分数约为32%,氮化铝悬浮液的pH约为6,说明其在水基球磨过程中具有较好的稳定性。     

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。     

添加不等量聚合氯化铝铁对固定土壤砷的影响

为探索固定土壤砷的有效途径,选取按GB 15618—1995三级标准10倍砷含量人工配制的污染土壤进行添加不等量的聚合氯化铝铁试验。结果表明,添加聚合氯化铝铁对碳酸盐结合态的砷含量影响很小,但可以明显降低可交换态的砷含量。添加聚合氯化铝铁的质量分数在2%时,砷污染土样浸出液离子色谱图中的AsO_4~(3-)阴离子峰已经消失且砷的稳定效率能达到80%以上。添加质量分数为3%的聚合氯化铝铁,残渣态的砷含量比例从49.37%提高到88.15%。当添加聚合氯化铝铁质量分数在1%时,就能使土壤中砷的浸出浓度低于GB 5058.3—2007的限值5 mg/L。     

添加不等量聚合氯化铝铁对固定土壤砷的影响

为探索固定土壤砷的有效途径,选取按GB 15618—1995三级标准10倍砷含量人工配制的污染土壤进行添加不等量的聚合氯化铝铁试验。结果表明,添加聚合氯化铝铁对碳酸盐结合态的砷含量影响很小,但可以明显降低可交换态的砷含量。添加聚合氯化铝铁的质量分数在2%时,砷污染土样浸出液离子色谱图中的AsO_4^(3-)阴离子峰已经消失且砷的稳定效率能达到80%以上。添加质量分数为3%的聚合氯化铝铁,残渣态的砷含量比例从49.37%提高到88.15%。当添加聚合氯化铝铁质量分数在1%时,就能使土壤中砷的浸出浓度低于GB 5058.3—2007的限值5 mg/L。     

砷污染土壤修复中钝化剂的筛选及其工艺条件优化研究

以广西南丹县砒霜厂周边土壤为研究对象,开展了4种钝化剂修复砷污染土壤的研究。在单因素实验结果基础上,选取钝化时间、土壤粒径和FeSO_4/As用量比进行3因素3水平的中心组合设计实验和响应面分析。结果表明,硫酸铁在去除有效态砷方面效果显著。硫酸铁去除有效态砷的最佳工艺条件是:钝化时间22 d,粒径40目,用量FeSO_4/As为5.6/1。在此条件下,有效态砷的去除率可达到85.45%。     

砷污染土壤修复中钝化剂的筛选及其工艺条件优化研究

以广西南丹县砒霜厂周边土壤为研究对象,开展了4种钝化剂修复砷污染土壤的研究。在单因素实验结果基础上,选取钝化时间、土壤粒径和FeSO_4/As用量比进行3因素3水平的中心组合设计实验和响应面分析。结果表明,硫酸铁在去除有效态砷方面效果显著。硫酸铁去除有效态砷的最佳工艺条件是:钝化时间22 d,粒径40目,用量FeSO_4/As为5.6/1。在此条件下,有效态砷的去除率可达到85.45%。     

一种改性蒙脱石材料对农田污染土中重金属Zn的钝化应用研究

利用合成的新型改性蒙脱石材料作为钝化剂,通过在重金属Zn污染土上的小白菜盆栽修复试验,研究其单独使用或与钠化膨润土混合使用时,对不同污染程度土壤中重金属Zn的钝化效果。结果表明:当按0.1%、0.5%、1%、2%比例施加单纯的新型改性蒙脱石材料时,可逐渐减少高污染土中水溶态Zn的含量,由于减少的并不显著,小白菜植株Zn富集量并未受明显影响,所以新型改性蒙脱石材料对高污染土钝化效果并不显著;当按0.1%、0.5%、1%、2%比例施加由新型改性蒙脱石材料与钠化膨润土组成的混合修复材料时,其对低污染土中重金属Zn的钝化效果要明显优于中、高污染土,同时盆栽研究结果还表明,污染土壤中,水溶态Zn含量依次为低污染土中污染土高污染土,且水溶态Zn在土壤含量是影响植物对Zn富集的主要因素,土壤中水溶态Zn含量越高,植物就越易富集土壤中的Zn元素。     

钝化剂对废弃石煤矿山铀污染土壤修复效果研究

本文采集江西省内某废弃石煤矿区周边实际铀（U）污染土壤为研究对象，选用泥炭和玉米秸秆炭作为有机钝化剂，以及将沸石和蛭石作为无机钝化剂对污染土壤进行钝化处理，以此考察不同钝化剂对污染土壤理化性质和U形态分布的影响。结果表明，四种钝化剂对污染土壤pH值影响不显著，沸石处理的土壤pH值虽有增加，但对U的钝化效果最不理想；泥炭对污染土壤中U的钝化效果最显著，与污染土壤混合培养5周后，铁锰氧化物结合态U占比降低了15.15%，硫化物及有机物结合态U占比增加了22.22%，与原始土壤中U形态分布对比，残余态U和硫化物及有机物结合态U总占比加和明显增加；蛭石对污染土壤中U也具有一定的钝化效果，与污染土壤混合培养3周后，U形态分布基本趋于稳定，铁锰氧化物结合态含量占比出现了较为明显的降低。     

Pb、As复合污染土壤中钝化剂的筛选及其工艺条件优化研究

以某砒霜厂周边污染土壤为研究对象,开展了钝化剂修复Pb、As复合污染土壤的研究。在选取的钝化剂当中,CaCO_3对有效态Pb的钝化效果最好,Fe_2(SO_4_)3对有效态As的钝化效果最为明显。分别考察两种钝化剂用量对钝化效果的影响,确定的最佳工艺条件为:CaCO_3与Pb的物质的量比为12∶1时,土壤中有效态Pb的钝化率最大,为75.5%。Fe_2(SO_4_)3与As的物质的量比为5.5∶1时,土壤中有效态As的钝化率达到最大,为80.0%。CaCO_3与Fe_2(SO_4_)3进行复配可以同时修复Pb、As复合污染土壤,当Fe_2(SO_4_)3与CaCO_3的物质的量比为4∶1时,有效态Pb、As钝化率可同时达到78.9%,88.0%。     

Pb、As复合污染土壤中钝化剂的筛选及其工艺条件优化研究

以某砒霜厂周边污染土壤为研究对象,开展了钝化剂修复Pb、As复合污染土壤的研究。在选取的钝化剂当中,CaCO_3对有效态Pb的钝化效果最好,Fe_2(SO_4_)3对有效态As的钝化效果最为明显。分别考察两种钝化剂用量对钝化效果的影响,确定的最佳工艺条件为:CaCO_3与Pb的物质的量比为12∶1时,土壤中有效态Pb的钝化率最大,为75.5%。Fe_2(SO_4_)3与As的物质的量比为5.5∶1时,土壤中有效态As的钝化率达到最大,为80.0%。CaCO_3与Fe_2(SO_4_)3进行复配可以同时修复Pb、As复合污染土壤,当Fe_2(SO_4_)3与CaCO_3的物质的量比为4∶1时,有效态Pb、As钝化率可同时达到78.9%,88.0%。     

黏土矿物对镉污染土壤的原位钝化修复

分别以黏土矿物海泡石、凹凸棒土和硅藻土作为钝化材料,对重金属镉污染的土壤进行原位钝化修复,通过室内土壤培养实验考察了3种矿物在不同添加剂量下对土壤pH值和重金属镉形态变化的影响。结果表明,3种矿物均不同程度提高了土壤pH值,大大减少了可直接被生物利用的弱酸提取态镉含量,极大的增加了几乎不被生物利用的残渣态镉含量。这表明,3种矿物的施加均可促进土壤中镉的形态由弱酸提取态向残渣态转变,降低土壤中镉的生物有效性。其中施加3%海泡石处理下的土壤重金属镉由弱酸提取态向残渣态转变的比例最大,表现出较好的修复效果。     

一种纳米氧化镁表面改性工艺的研究

以氯化镁和碳酸钠为原料,采用沉淀转化法制备了纳米氧化镁粒子。确定用钛酸酯偶联剂为改性剂对纳米氧化镁进行表面改性的最佳工艺条件为:改性剂用量3%～5%(质量分数),改性时间为2h,球磨转速240～300r/min。透射电镜和红外光谱分析结果表明:表面改性后的纳米氧化镁粒子表面呈疏水性,在有机溶剂中分散性变好,氧化镁粒子与改性剂之间发生了化学键合。     

腐植酸钝化剂对土壤重金属形态和玉米生长的影响

为明确腐植酸型土壤重金属钝化剂(HSF)对土壤重金属的形态及其对作物生长和其在籽粒中积累的影响,揭示HSF对农田土壤重金属钝化效应机理和适宜用量,通过在沈阳污灌农田设置田间试验,研究了HSF对休耕土壤及玉米地土壤的重金属形态和玉米籽粒重金属累积及产量的影响。试验结果表明:随着HSF施用量的增加,休耕土壤酸可提取态、还原态和氧化态重金属向着残渣态方向转化,其中施HSF 750 kg/667 m2的处理残渣态镉(Cd)较对照提高181.64%,残渣态铅(Pb)较对照提高217.30%。与对照比,玉米地土壤施HSF的处理还原态Cd减少17.53%,残渣态Cd提高34.7%;Cd在玉米各器官含量大小为根茎籽粒,钝化处理后玉米籽粒中Cd含量下降62.20%,玉米产量提高60.72%。因此,HSF有效降低了重金属的生物有效性,可改变土壤重金属形态分布;HSF的适宜用量为500 kg/667 m2。     

铁改性海泡石吸附镉和砷效果及其影响因素

海泡石是一种纤维形态多孔的含镁硅酸盐,具有很大的比表面积,在重金属污染治理中具有很大的潜力。本实验研究天然海泡石铁改性前后对Cd~(2+)和As~(3+)的吸附效果及其影响因素,旨在为镉和砷复合污染的水体或土壤治理提供参考。研究结果表明铁改性海泡石形成了新的羟基键,且其表面粗糙程度提高。固液比为1:100条件下,海泡石铁改性后对As~(3+)(20 mg/L)和Cd~(2+)(10 mg/L)的吸附效率分别由34%和55%提高至98%和95%。与天然海泡石相比,铁改性海泡石对砷和镉的最大吸附容量约分别提高了9倍和2.5倍。pH对2种材料吸附砷和镉的效率影响较小,但在pH为6时有最佳效果。随着固液比增加,两种材料对Cd~(2+)的吸附效率增加,但对砷的吸附效率影响较小。铁改性海泡石是一种治理镉和砷复合污染的潜在材料。     

改性铁矾土深度处理含砷废水试验研究

以天然铁矾土制备得到改性铁矾土除砷吸附剂,以某铅锌冶炼企业含砷废水为研究对象,考察进水pH、砷浓度、滤速等因素对砷去除率的影响,并考察了吸附剂再生后的吸附效果。结果表明,化学改性处理后,铁矾土对废水中砷的动态吸附容量明显提高,处理后废水中的残余砷浓度低于《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)中砷排放浓度限值。用质量分数为5%的Na OH溶液对饱和改性铁矾土进行再生,能有效恢复其砷吸附容量。     

生物质电厂灰渣替代水泥掺合料的性能研究

在电力行业减碳的背景下，生物质发电技术已成为电力行业实现“双碳”目标的重要途径之一，然而，生物质电厂灰渣的利用已成为制约生物质电厂发展的瓶颈。生物质电厂灰渣具有一定的火山灰特性，有望成为水泥掺合料而逐渐被利用。分析了生物质电厂灰渣的理化特性，进而分别用10%～30%（质量分数）的生物质灰渣替代硅酸盐水泥熟料制备复合胶凝材料，验证生物质电厂灰渣替代熟料的可行性。实验结果表明，生物质灰渣作为水泥部分掺合料使用具有一定的优异性能，生物质灰渣可替代高达20%（质量分数）的熟料，复合胶凝材料的水化热降低明显，标准养护7 d和28 d后复合材料的强度都有显著提高。生物质灰渣被利用在建筑材料中将进一步实现电力行业“双碳”目标的达成。     

腐植酸三元聚合物的合成及其对土壤中Pb~(2+)的钝化研究

采用水溶液聚合法合成了腐植酸钠,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺三元共聚物HSAA,探讨了HSAA添加量、钝化时间和温度对污染土壤中Pb~(2+)钝化效果的影响,结果表明:在钝化温度为45 ℃、钝化时间为48 h条件下,土壤中添加质量分数为1.0%的HSAA对Pb~(2+)的钝化效率达到73.86%,较腐植酸增加39.69%,说明HSAA对铅污染土壤有较好的钝化修复作用。