模拟酸雨下污染土壤中重金属Cd、Zn、Cu的释放特征

通过对自然土壤和污染土壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下土壤中重金属Cd、Zn、Cu的释放特征,比较了自然土壤与污染土壤重金属释放特征的差异。结果表明,自然土壤中Cd、Zn的释放量随淋溶量的增加呈现乘幂式增长,酸雨酸度愈强重金属释放量愈大,3种金属累积释放量之间存在显著的线性关系,重金属释放量顺序为ZnCdCu,自然土壤对这3种金属吸附能力为CuCdZn。污染土壤中Cd、Zn、Cu的释放模式均呈现指数增长,重金属释放量顺序为CdZnCu,污染土壤对金属的吸附能力为CuZnCd;酸度的增加对污染土壤中Cd、Zn、Cu的释放影响不大。在酸雨作用下,自然土壤由于重金属释放量很小,出现重金属污染的可能性较小。     

模拟酸雨淋溶条件下锌冶炼挥发窑渣重金属释放特征

模拟pH值分别为4.0、5.6、7.0酸雨干湿交替淋溶(对应pH4.0、pH5.6、pH7.0处理组)和pH=4.0雨水持续淋溶(CL pH4.0处理组), 开展50 d锌挥发窑渣柱淋溶实验, 研究渣中Cd、Cu、Pb、Zn释放和赋存形态变化特征。结果表明, pH4.0处理组在整个淋溶期间Pb的释放较高, 淋溶第35~50 d促进Cd、Cu和Zn释放。pH4.0和CL pH4.0处理组淋出液Cd、Cu、Zn浓度均在前期第5 d达到峰值, pH5.6和pH7.0处理组于第10 d达到峰值。各处理组淋溶50 d后淋出液中Cd、Cu、Pb和Zn浓度变化范围分别为150~1 438、1.88~234、1.30~5.96和15.2~120 mg/L, 远超GB 25466—2010《铅、锌工业污染物排放标准》限值1 500~14 380、3.76~468、1.30~5.96和7.60~60倍。淋出液Cd浓度较高与其渣中高比例活性态相关, 且酸雨淋溶会促进Cu活化。矿物溶解控制重金属元素溶出释放, 淋溶后PbSO₃衍射峰消失, Cu和Zn赋存矿物衍射峰强度降低。酸雨淋溶下锌挥发窑渣中重金属具有较大环境风险, 需加强降雨淋滤污染防治管控。     

模拟酸雨条件下铅锌矿区土壤重金属的淋溶特征及其生物炭稳定化

为揭示铅锌矿区土壤重金属在酸雨淋溶条件下的释放特征及其生物炭稳定化效果,通过土柱淋溶试验对比研究了未添加生物炭土壤、添加水稻秸秆生物炭以及玉米秸秆生物炭土壤淋出液理化性质和Pb、Zn、Cd及As的淋出特征,并重点分析了2种生物炭对重金属的稳定化效果。结果表明：铅锌矿区土壤对酸具有较强的缓冲能力,淋出液pH值在6.5～8.3之间,而碱性生物炭的添加对淋出液pH影响不明显,但其显著提高了淋溶初期的EC和TDS;添加不同种类生物炭对Pb、Zn、Cd和As淋出影响不同,玉米秸秆生物炭的添加显著降低了淋出液Pb的含量,其累积流出量降低49.11%,但对Cd和Zn的释放有明显的促进作用;而水稻秸秆生物炭加速了土壤中Pb的释放,对Zn、Cd的影响不明显;2种生物炭对土壤As都起到活化作用。     

煤矸石淋溶微量元素对土壤水环境污染的仿真研究

通过室内实验分析了pH值对煤矸石中微量元素析出的影响，并基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学理论建立了定量描述微量元素在土壤水环境系统中迁移的数学模型，通过有限差分方法进行数值离散，分析了不同质地的土壤和降雨强度对微量元素浓度分布的效应。预测了20a内其在地下水中浓度的分布．结果表明：淋溶的时间长短、pH值的大小都会对污染造成影响，pH值对不同微量元素其淋溶量也会有所不同，淋溶时间越长，微量元素的淋溶量会不断地增加．随着时间的增加，微量元素污染的范围将不断扩大．     

稻壳灰固化重金属污染土环境特性研究

为研究稻壳灰固化重金属污染土的环境特性，对稻壳灰和水泥固化镉污染土开展毒性浸出试验和pH值测试，研究养护龄期、镉含量、水泥和稻壳灰掺量对固化污染土环境特性的影响规律以及探讨参数间关系。研究结果表明：①镉浸出浓度随养护龄期增加而不断降低，稻壳灰掺入使得镉浸出浓度总体上先降低后升高，稻壳灰掺量为5%~10%时固化效果较优；镉含量为100 mg/kg时镉浸出浓度满足标准限值；②固化污染土pH值随稻壳灰掺量和养护龄期增加而先升后降，不同养护龄期下固化土pH值随镉含量增加均有所降低；③浸出液pH值随稻壳灰掺量增加而先升后降，在5%~10%稻壳灰掺量时达到峰值；浸出液pH值随养护龄期增加而降低；④镉浸出浓度随浸出液pH值增大而减小，与pH值较大时固化污染土固化效果较好的结论相一致。     

承德某钼尾矿重金属淋溶释放规律及影响因素

为掌握承德地区钼尾矿中重金属的潜在环境风险，以某尾矿为研究对象进行了重金属淋溶释放规律研究，考察了淋溶液pH值、固液比、温度等因素对重金属元素释放的影响。结果表明：Mo、Mn、Cu和Zn为钼尾矿淋溶释放的主要重金属；当淋溶液呈弱酸性或中性时，淋出液pH值均逐渐上升，并稳定在7.2～7.7之间，钼尾矿具有一定酸性缓冲能力；固液比越大、环境温度越高，尾矿中的重金属越容易释放；Mo、Mn和Cu动态淋溶释放动力学过程可用双常数速率方程描述，抛物线方程更适合描述Zn淋溶释放动力学过程。     

来宾冶炼厂矾渣挥发窑低浓度SO2烟气处理

研究采用锌沸腾炉烟尘吸收来宾冶炼厂矾渣挥发窑低浓度SO2烟气。结果表明，SO2吸收率随着锌熔尘浆液pH值的降低下降较快，随着浆液总Zn量的增加先升后跌，总Zn量为90g/L时，吸收率最高。控制浆液pH值在5．0左右，单塔（一块塔板）吸收率可达65％－75％，采用3级吸收，SO2总吸收率＞985，排放尾气中SO2＜800mg/L,符合国家排放标准，吸收浆液ZnSO3加硫酸分解，放出的SO2气体送制酸系统，溶液送锌系统处理。方案在实施中。     

复合污染与尾矿区重金属释放和迁移

通过不同选矿药剂（捕收剂、抑制剂、起泡剂）单一或复合水溶液对多金属硫化矿尾矿及酸化尾矿柱淋溶试验，研究复合污染对尾矿重金属的释放值的影响。结果表明：不同药剂类型中水溶性抑制剂对重金属释放值的作用最大；硫化矿酸化后重金属释放呈数量级加大。超过单一药剂水溶液淋溶尾矿时重金属的释放值；不同药剂水溶液依次淋溶时，复合药剂水溶液对尾矿多次淋溶时。重金属释放值在依次加大，而水与黄药水溶液淋溶时却依次减少；多种药剂复合水溶液对尾矿连续淋溶时，其重金属释放量远远大于单一药剂水溶液淋溶酸化后尾矿的释放量。说明矿山多种药剂（包括降解产物）的复合污染是尾矿坝重金属释放的主因。     

硫化矿尾矿堆的温度变化和动态淋溶规律研究

为研究硫化矿尾矿对环境的潜在影响和危害，采用硫化矿尾矿直接浸润实验，研究了硫化矿尾矿堆放中内部温度的变化特性；利用动态柱式淋溶实验，研究了硫化矿尾矿在不同淋溶条件下的铅锌重金属离子溶出规律。结果表明，硫化矿尾矿堆的内部温度随堆放时间的延长而升高，到第25～30天时达到最高值；浸润液的pH值对尾矿堆内部温度存在显著影响，酸性越强，尾矿堆内部温度越高。在酸性、碱性动态淋溶条件下，铅、锌离子都有一定的溶出浓度，酸性越强，越有利于离子溶出，离子溶出浓度随淋溶时间延长而降低；与Pb^2 相比较，Zn^2 的溶出受淋溶液pH值及淋溶时间的影响更大，对强酸性淋溶很敏感。此外，尾矿对不同淋溶液的pH值有较强的缓冲能力，只有较强酸度和较长时间的淋溶时，这种缓冲能力可被削弱。     

煤矸石淋溶液重金属释放规律与生物毒性研究

为了解煤矸石堆放过程中的污染物释放规律及环境危害,以贵州某酸性煤矸石堆为研究对象,采用静态淋溶与动态淋溶对不同固液比、不同粒径条件下的煤矸石中重金属的释放规律进行了研究,同时通过明亮发光杆菌T3(Photobacterium phosphoreum T3)法测定了不同粒径煤矸石动态淋溶液的发光度,以此分析其生物毒性。结果表明：(1)静态淋溶时,固液比越大,静态淋溶液的pH值越小,SO₄^2-及Fe、Mn元素的含量越大,而重金属的溶出量并未随固液比增加表现出明显的变化;在相同的淋溶条件下,中粒径溶出的重金属浓度相对较大;(2)动态淋溶时,随着淋溶时间的增加,淋溶液的pH值逐渐增加,SO₄^2-及重金属的溶出浓度逐渐减小。不同粒径的煤矸石累计释放的重金属总量不同,对不同粒径的煤矸石累计重金属释放量与时间的关系进行2次拟合,发现重金属的释放速率不受煤矸石粒径的影响,淋溶初期时的重金属释放速率最快,随后逐渐减缓直至趋于稳定;(3)未稀释时的淋溶液相对发光度均为0,表现为剧毒状态。稀释100倍后,不同粒径的相对发...     

不同液固比条件下尾矿中重金属浸出的规律研究

尾矿渗滤液中的重金属是尾矿库环境污染的重要来源,而降雨量及尾矿在雨水中浸泡的时间是影响重金属浸出的关键因素。基于此,本文探讨了不同液固比条件下尾矿中重金属的浸出规律,采用静态淋溶和动态淋溶两种试验方式对不同粒度尾矿进行重金属浸出模拟试验,分析尾矿样品中重金属（Cu、Mn、Zn）浸出浓度变化情况。结果表明：pH为5.4的模拟条件下,静态淋溶下重金属浸出浓度均随液固比的增加而减小,且不同粒度尾矿中重金属浸出规律为：细粒度优于中粒度,粗粒度浸出程度最小;不同重金属浸出浓度受液固比影响程度为：锰>铜>锌;动态淋溶下重金属浸出浓度随淋溶量的增加呈明显下降趋势,存在快速下降和缓慢下降两个阶段。重金属释放数学模型的拟合发现,重金属的释放是一个复杂的过程,Cu和Zn的释放动力学特征与双常数速率方程拟合程度较高;锰的释放过程由修正Elovich方程描述效果更优。     

地下煤火土壤典型重金属砷迁移规律

通过火区土壤采样,研究了不同温度条件（25,50,70 ℃）目标火区各土壤层（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ）对砷的吸附解吸特性。实验结果表明：火区各土壤对砷的吸附量随外加砷浓度的增加而增大,并随温度增加而增加;解吸量变化趋势一致,即解吸量随吸附量的增减而增减。结合实验数据,采用Freundlich模型拟合火区土壤对砷的等温吸附过程,分析了拟合参数KF及其变化趋势：25 ℃时,各土壤层对As吸附的KF值大小依次为Ⅳ>Ⅴ>Ⅵ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,与各土壤层的CaCO3含量基本一致;50 ℃时各土壤层对As吸附的KF值大小依次为Ⅵ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ,与各土壤层pH和CaCO3含量基本一致;70 ℃时各土壤层对As吸附的KF值大小依次为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅵ>Ⅴ,与pH基本呈相反的变化趋势;形态分析表明残渣态As含量随土壤有机质含量增加而增加,随土壤pH值变化则呈相反的趋势。采用火区土壤样,构建不同土壤柱开展了各土壤层及复合土壤层土柱淋滤实验,结果表明淋滤初期土壤对砷的释放速度最快,砷跟随淋滤液快速向下迁移;淋滤中、后期土壤对砷的释放速度减小,砷在土壤中的迁移逐渐平衡;在火区土壤砷吸附解吸特性与土柱林滤实验基础上,采用COMSOL软件,模拟研究了内加砷源、表层土壤加砷、外加砷源条件下土壤柱内重金属砷的迁移,结果表明：单层土壤柱数值模拟结果与实际土壤柱淋滤实验结果基本相符;内加砷、表层加砷及外加砷复合土柱数值模拟结果表明,土柱砷含量随土柱温度增加而增加,土壤温度是影响土壤砷迁移的主要因素之一。     

湖北省土壤酸碱度趋势分析及影响因素

湖北省"金土地"工程项目获得了大量地球化学数据,对该项目三年所取得的数据进行抽样研究,系统分析沿江平原区、鄂北岗地区、鄂西山区三大区20个县市耕地土壤酸碱度,其总体特征表现为:沿江平原区鄂北岗地区鄂西山区。趋势分析可见:沿江平原区自西向东土壤pH值显著上升,表现为一阶线性趋势,自北向南土壤pH值为二阶非线性趋势;鄂北岗地区自西向东土壤pH值显著上升,表现为一阶线性趋势,自北向南土壤pH值为二阶非线性趋势;鄂西山区自西向东土壤pH值显著上升,表现为一阶线性趋势,自北向南土壤pH值为二阶非线性趋势。土壤类型对土壤酸碱度的影响:草甸土潮土石灰土沼泽土紫色土黄棕壤黄壤水稻土棕壤,土壤类型对土壤酸碱度影响较大。成土母质对黄棕壤pH值的影响:泥质岩碳酸盐岩红砂岩;不同成土母质棕壤pH值:石灰岩泥质岩石英砂岩;不同成土母质红壤pH值:泥质页岩石英砂岩红砂岩;不同成土母质黄壤pH值:红砂岩碳酸盐岩。     

宣恩县西北部土壤硒锌含量特征及其生物有效性研究

测定宣恩县西北部表层土壤及茶叶、水稻、玉米、土豆中硒和锌的含量,研究其分布特征及土壤中硒、锌的生物有效性。结果表明,宣恩县西北部表层土壤中硒含量处于高硒水平,锌含量也处于丰富水平,且土壤硒、锌含量空间分布不均匀,这主要与其区域地质背景有关。土壤中硒、锌元素形态主要为强有机结合态与残渣态,很难以离子形态释放出来,不同形态硒变异系数随着硒惰性增强而增大,不同形态锌变异系数随着锌惰性增强而减小,硒在全区的生物易利用性较锌稳定。土壤中各形态硒、锌含量与其全量、pH值、有机质等存在不同程度的相关性。农作物可食部分对土壤硒、锌元素富集能力强弱分别为玉米>茶叶>水稻>土豆、茶叶>玉米>水稻>土豆。硒在不同农作物中自根茎至叶片或籽实富集系数依次降低,锌在茶叶叶片及玉米籽粒中富集系数高于其根部或者茎部。     

燃煤灰渣中砷的连续柱淋滤特性及表生运移作用初探

采用连续柱淋滤试验装置对高砷煤燃烧灰渣进行动态淋滤实验研究,用模拟酸雨淋溶土柱的试验方法探讨煤及燃煤灰渣对土壤的污染及表生运移作用,重点研究燃煤灰渣在不同酸度模拟酸雨条件下对污染土壤中重金属元素砷的淋滤液性质影响。高砷煤燃煤灰渣的动态淋滤实验表明,灰渣淋滤受体系、pH值、吸附和共沉淀作用等因素的影响,高砷及中砷煤灰在淋滤初期其砷的阶段淋滤浓度升幅均较大,但不同的煤灰出现砷淋滤浓度高峰值的时间点有所不同。针对同一燃煤灰渣,淋滤液酸性越强,灰渣中砷的阶段淋滤浓度相对较大,但均属弱淋滤强度。模拟酸雨作用于土壤之上的煤样或灰渣时,随着模拟酸雨酸性的增强,其淋滤液中砷的阶段淋滤率呈递增趋势;中砷灰或中砷煤中砷的阶段淋滤率和60 h总淋滤率分别小于0.5%、2%,属弱淋滤强度。淋滤液的酸性越强,煤及其燃烧灰渣在堆积过程中对土样中渗透砷含量的能力越高。含砷量较高的煤及其燃烧灰渣在堆积或利用过程中通过雨水等自然界长期淋滤作用有可能产生砷危害的累积效应。     

粉煤灰淋溶液对地下水污染的试验研究

介绍了粉煤灰中有害物质使 0 3m的土层对粉煤灰淋溶水中 pH值、F-、全盐量和总碱度有很强的吸附能力 ,由于贮灰场附近土层远大于 0 3m ,因此粉煤灰淋溶水不会对地下水产生污染。     

恩施州宣恩地区富硒土壤硒含量特征及影响因素研究

通过对恩施州宣恩典型富硒土壤区域的系统调查研究,总结区内土壤硒含量特征及其影响因素,结果表明,区内表层土壤硒含量平均达0. 665 mg·kg-1,含量水平远高于区域背景,总体达到富硒土壤水平。研究发现,表层土壤硒含量与其成土母岩硒的富集程度密切相关,同时不同成土母岩形成的表层土壤硒含量富集贫化趋势不同。进一步研究发现,土壤中Se含量与有机碳、P、S、N有显著的正相关关系,说明土壤中有机碳、风化淋溶程度对Se的地球化学行为有重要影响。     

会理难选铅锌矿石电位调控抑锌浮铅优先浮选新工艺

研究会理锌矿难选铅锌硫化矿电位调控抑锌浮铅优先浮选分离新工艺。用石灰作矿浆pH和电位的调整剂与稳定剂，在矿浆pH为11．88～12．21，矿浆电位在-252～-272mV的条件下，以乙硫氮（N，N-二乙基二硫代氨基甲酸钠）作铅矿物的捕收剂，（ZnSO4＋Na2SO3）组合药剂强化抑制锌矿物等实现铅锌优先浮选分离，取得较好的生产指标。铅精矿Pb品位65．21％。回收率52．30％；锌精矿Zn品位56．48％，回收率84．85％。与原生产工艺相比，铅精矿铅品位与回收率分别提高了13．27％和5．76％，锌精矿锌的品位与回收率分别提高了0．28％和2．28％，选矿药剂成本降低约2元／t-矿，每年可产生经济效益约1234万元。     

某尾矿库重金属迁移规律及水资源优化配置研究

基于安徽铜陵某金属尾矿库污染重金属对矿区及周边地下含水层造成的潜在威胁，通过对土壤样品进行淋溶实验分析、水质模型建立、地下水位预测，最后提出水资源优化配置方案。结果表明:土壤中主要重金属元素的淋溶浓度随着pH值的降低或Ca2+的增多均存在升高的趋势，而其中Pb元素基本无法淋出，通过与当地背景值对比，矿区重金属元素的淋溶危害性较低；通过MODFLOW模块进行地下水流模拟可得矿坑停排后欲达到80 m动态平衡约需63.5年；通过MT3DMS模块进行溶质运移模拟可得浅层地下水向西运移，深层地下水向南和东方向运移。基于以上研究，对矿坑水和人工湖用水进行优化配置，为铜陵矿区水资源利用提供科学依据，并为其他类似矿区提供了参考价值。      

湖北西部山区土壤养分元素有效态研究——以建始县业州镇为例

通过1∶5万表层土壤地球化学调查,对建始县业州镇表层土壤中12种养分元素的全量和有效量进行研究,结果表明研究区内土壤养分总体丰富,但也存在分布不均匀、变异性较大的特点,其中最显著的为有效钼、有效硒、有效铁、有效磷等在区域上形成养分富足和养分缺乏的区块。研究区内土壤养分有效量与其土壤的成土母质及土壤类型关系并无明显相关规律。土壤中有钼、硒、磷少数元素可以较好地由全量表征土壤养分的活性,其中钼元素的有效态量与全量呈显著的强相关;锰、锌基本可以由全量反映其有效性;铜的全量与有效铜以其弱相关性表明只可勉强拟合;而铁、硅、钙、镁、钾都不可用全量来真实地反映区内土壤内的有效态量。通过对土壤养分元素有效量与其土壤酸碱度、有机质含量的关系发现多数元素有效度明显受土壤pH值的影响,pH值越大,锰、铁、锌、铜、磷、钙等元素活性越弱。由于山区土壤有机质分布空间变异性强,不同海拔的有机质含量也存在较大差异,因此研究区内有机质含量与土壤中元素有效量的关系并非简单的线性相关关系。