Application of ionic liquids for the removal of heavy metals from wastewater and activated sludge

This paper presents the results of adsorption studies on the removal of heavy metals (Cr, Cu, Cd, Ni, Pb and Zn) from standard solutions, real wastewater samples and activated sewage sludge using a new technique of liquid-liquid extraction using quaternary ammonium and phosphonium ionic liquids (ILs). Batch sorption experiments were conducted using the ILs [PR4][TS], [PR4][MTBA], [A336][TS] and [A336][MTBA]. Removal of these heavy metals from standard solutions were not effective, however removal of heavy metals from the industrial effluents/wastewater treatment plants were satisfactory, indicating that the removal depends mainly on the composition of the wastewater and cannot be predicted with standard solutions. Removal of heavy metals from activated sludge proved to be more successful than conventional methods such as incineration, acid extraction, thermal treatment, etc. For the heavy metals Cu, Ni and Zn, ≥90% removal was achieved.     

Occurrence and fate of heavy metals in large wastewater treatment plants treating municipal and industrial wastewaters.

This paper deals with a detailed study on the occurrence and fate of heavy metals (plus As, Fe and Al) in five Italian large wastewater treatment plants treating municipal and industrial wastewaters. The study showed that some of the compounds (As, Hg and Cd) were present at trace levels, while others were dispersed in a broad range of concentrations and were sometimes under the detection limit. The occurrence followed the order Hg = As < Hg < Pb < Ni < Cu < Cr < Fe < Zn < Al. Metals were mainly present bound to particulate organic matter in municipal wastewaters while they were often present in soluble phase in industrial wastewaters. Some heavy metals, like Hg and Pb, showed clear correlations with Al and Fe, therefore the last could be used as control parameters. Metals were removed with good efficiency in the treatment works, with the order As < Cd = Cr = Zn < Pb < Hg < Ni = Al < Cu < Fe. Metals then concentrated in waste activated sludge and accumulated after sludge stabilisation because of volatile solids degradation, therefore some problems may arise with limit for agricultural application, in particular for Hg, Cd and Ni.     

共存重金属离子对好氧活性污泥活性影响的实验研究

采用序批式实验研究了铜、锌、镍离子共存条件下,对活性污泥表观产率、生物吸附降解能力、污泥絮凝沉降性能和耗氧速率等方面的影响,并测定了两种重金属离子共存的情况下,不同浓度重金属离子之间的相互作用。实验结果表明:Cu2+和Zn2+、Cu2+和Ni2+、Zn2+和Ni2+3种离子共存总浓度分别为5、5、10 mg/L以内,对污泥表观产率的影响不是很大,系统可以稳定运行。3种离子共存总浓度分别为5、3、3 mg/L以内,对CODCr的去除率没有影响,MLSS都可以稳定的增加,大于这个基点,系统都无法正常的运行;Cu2+和Ni2+共存的情况下对微生物的呼吸有协同抑制的作用。     

海河流域中部表层沉积物中重金属分布特征及污染评价

为了解海河流域中部表层沉积物中重金属分布特征和污染现状,分别测定了17个采样点表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb共8种重金属元素质量比,并采用相关性分析法、富集系数法、地累积指数法分析其同源性、污染来源及污染程度。结果表明：海河流域中部表层沉积物中重金属质量比整体上较历史水平有所下降,8种重金属元素的污染系数从高到低依次为Cd（1-98）、Hg（1-80）、Cu（1-37）、Zn（1-18）、Pb（1-12）、Ni（1-07）、Cr（1-02）、As（0-77）,Cd污染相对严重;Cd和Hg的富集系数平均值均高于1-5,污染来源以人为输入为主,其余6种重金属元素则主要以自然来源为主;海河流域中部重金属总体上污染较轻,个别点位污染等级达到中度污染。     

松花江流域鱼体内重金属含量的监测与污染评价

为研究松花江流域鱼体重金属的污染现状,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定松花江流域鱼类体内的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Hg、As等7种重金属的残留量,使用综合污染指数法对污染情况进行了评价。结果表明,松花江鱼体中7种重金属的基准值由高到低依次为Zn、Cu、Cr、As、Pb、Hg和Cd,且除Hg以外,其他6种重金属的来源具有一定的相似性;第二松花江流域中鱼体内重金属残留量高于嫩江和松花江干流两条流域中鱼体内重金属残留量;参照《无公害食品水产品中有毒有害物质的限量标准》(NK 5073-2006)和《食品中锌限量卫生标准》(GB13106-1991),鱼体内Pb、As、Cr和Zn的超标率很高,特别是Pb和As的污染比较严重。     

大燕河沉积物重金属污染特征及生态风险分析

为了解大燕河表层沉积物重金属污染特征及潜在生态风险,对大燕河干流和支流沉积物重金属污染物进行了分析,并采用Hakanson生态危害指数法进行评价。结果表明,大燕河干流沉积物重金属含量明显高于支流,重金属含量高于广东省土壤背景值,Cu、Cd、Zn、Pb、Hg超出了土壤环境质量Ⅰ级标准。沉积物中重金属Cu、Cd的富集系数明显高于其他重金属,不同采样点重金属超出背景值的程度具有明显的差异性,呈现干流高于支流,下游高于上游的特征。沉积物中重金属具有极强的生态危害,各种重金属造成的平均生态危害程度由大到小依次为:CdHgCuAsPbZnNiCr,其潜在生态风险应引起足够的重视。     

南四湖表层底泥重金属空间分布及污染程度评价

测试南四湖湖区29个表层底泥中重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn和类金属As的质量比,得到南四湖湖区重金属污染的空间分布特征。结合地质积累指数法和潜在生态风险指数法,对南四湖重金属污染程度进行评价。结果表明,南四湖已受到重金属元素的污染,属于中等程度污染湖泊,其中以As、Hg、Cd、Pb元素污染严重。除了As、Cd元素在下级湖表层底泥中的质量比略高外,其他重金属元素在上级湖的污染程度普遍比在下级湖的高;二级坝以北的昭阳湖湖区潜在生态危害最为严重,其次是南阳湖、微山湖、独山湖和二级坝以南的昭阳湖湖区。     

东江下游水环境重金属污染特征及现状评价

测定东江下游包括东江干流、东江支流和东莞运河的8个监测断面的水质及表层沉积物中As、Ni、Pb、Cd、Cu、Zn、Cr和Hg的质量比,并应用地积累指数法和潜在生态风险评价法对东江下游水环境的重金属污染潜在风险进行评价。结果表明,东江下游表层沉积物中重金属积累明显,Cd的地积累指数对应的污染程度为极强;Hg为中—强;Cu、Zn在东江干流为中,在东江支流和东莞运河达到强—极强。潜在生态风险评价显示,东江下游区段(包括东江干流、东江支流和东莞运河)的潜在生态危害指数接近或超过300,表明重金属引起的东江下游潜在生态风险程度达到了重度;存在潜在生态风险的重金属类物质主要是Cd、Hg和Cu,其危害程度由大至小依次为:Cd>Hg>Cu。水质监测结果显示,东江下游枯水期水质堪忧,Hg已超出地表水Ⅲ级水质标准。     

浸提时间对城市污泥重金属浸出特性的影响

在研究含工业废水污泥中Zn、Cu、Pb、Cr、Mn、Ni含量的基础上,应用固体废物浸出毒性方法,以不同浸出时间对污泥中重金属的浸出特性进行了实验研究.结果表明:污泥中Mn和Zn含量较高,其次为Cu和Ni,而毒性较大的Pb和Cr含量较低.浸提时间对污泥中重金属的浸出具有重要影响,污泥中的Zn、Cu、Ni最大浸出浓度在8h时,而Fe和Mn随着浸提时间增加而增加;浸提时间对污泥中重金属浸出量的影响因该重金属的化学性质不同而存在较明显的差别,这可能与浸提过程中的吸附-解吸过程、络合-解离过程和溶解-沉淀/共沉淀等因素有关.     

Use of citric acid for heavy metals extraction from contaminated sewage sludge for land application.

Recent studies revealed that organic acids such as citric and oxalic acids seemed to be more promising as chemical extracting agents for removal of heavy metals from contaminated sludge, since they are biodegradable and can attain a higher metal extraction efficiency at mildly acidic pH compared to other extracting agents. Results of a lab-scale study on the efficiency of citric acid in the extraction of chromium (Cr), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni) and zinc (Zn) from anaerobically digested sludge, revealed that citric acid seemed to be highly effective in extracting Cr (at 100%), Cu (at 88%), Ni (at 98%) and Zn (at 100%) at pH 2.33, mostly at 5 days leaching time except for Cu and Zn, which are at 1 day and 2 h contact times respectively. Lead removal at the same pH was also high at 95% but at a longer leaching time of 11 days. At pH 3, citric acid seemed to be highly effective in extracting Pb (at 100%) at 1 day leaching time, although higher removals were also attained for Ni (70%) and Zn (80%) at only 2 h leaching time. Chemical speciation studies showed that Cr, Cu and Ni in the sludge sample seem to predominate in residual fractions, while Pb and Zn were found mostly bound to organic and inorganic matter forms, hence the potential of the sludge for land application.     

渭河渭南段水体重金属污染特征及风险评价

以Hg、Pb、Cd、Zn、Cu和Cr为研究对象,采用内梅罗综合污染指数法、Hakanson潜在生态风险指数法以及健康风险评价模型,揭示渭河流域渭南段水体重金属污染特征、生态风险和健康危害风险.结果表明:Hg、Pb、Cd、Zn、Cu和Cr共6种重金属浓度均在《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ—Ⅲ类标准限...     

蛋白核小球藻对4种重金属胁迫的响应研究

为了利用藻类对水体重金属进行监测预警,以蛋白核小球藻为指示生物,研究了重金属Cd~(2+)、Cr~(6+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)对藻类的抑制作用。实验结果表明:重金属对蛋白核小球藻的抑制作用总体表现为随着重金属浓度的增加和胁迫时间的延长而增加,抑制率一般在0~48 h内迅速增加,随后增长速率有所减缓,至96 h抑制率达到最大。蛋白核小球藻的抑制率与重金属浓度呈现明显的剂量-效应关系;与吸光度、叶绿素相对含量的变化相比,F_v/F_m对重金属胁迫的响应变化最为稳定和敏感,因此更适合作为检测指标监测重金属。从EC_(50)值的比较看,Cd~(2+)对蛋白核小球藻的毒性最大,其次是Cr~(6+)和Pb~(2+),Mn~(2+)的毒性最小。     

江苏省中部城镇河流底泥重金属污染评价及来源分析

为研究河流底泥中重金属的来源以及对环境的危害程度,以江苏省中部某城镇河流底泥为主要研究对象,运用潜在生态风险指数法对重金属污染进行评价,并采用Pearson相关分析、R型聚类分析法对重金属污染来源进行分析.结果表明:Hg、Cd、As、Cu、Ni、Pb、Cr和Zn含量平均值分别为0.41、0.36、12.04、43.26...     

武汉市湖泊中重金属污染状况

鉴于重金属元素的生理毒害作用,选择武汉市区、近郊、远郊六个代表性湖泊水体研究其水、沉积物、鱼样品中主要毒害重金属元素Hg,Cd,As,Pb,Cu,Cr,Ni,Zn的污染状况。采用原子荧光测试样品中Hg含量,其他元素用ICP-MS测试。结果表明:市区湖泊水、沉积物及鱼中重金属含量多数明显高于郊区湖泊,其中水及沉积物中重金属含量与研究区相应环境背景值对比有显著富集,但湖泊水中重金属含量大多可满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质要求,鱼中重金属含量也可满足相应GB 2736—1994《淡水鱼卫生标准》。市区湖泊与郊区湖泊样品重金属污染程度对比而言,市区湖泊明显表现出受到一定人为污染影响。     

黄土高原北洛河沉积物生态风险解析

以黄土高原的典型工业污染河流北洛河为研究对象,测定其干支流17个采样点沉积物中的8种重金属(Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn)质量分数,结合描述性统计结果对重金属的空间分布特征进行分析。进一步利用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法分析重金属的污染程度与生态风险,利用PMF模型和相关性分析进行来源解析。结果表明：北洛河上游沉积物中重金属的平均质量分数高于中下游,As、Cd和Zn的均值分别为背景值的1.26、1.28和1.41倍,Zn、Hg、Cd、Pb、As和Cu的变异系数大于30%,为高度变异水平。地累积指数法与内梅罗综合污染指数法显示,北洛河上游B₁处和下游B₁₃处沉积物中重金属污染处于中高水平;潜在生态风险指数法显示,单一元素污染危害程度依次为Cd>Hg>As>Cu>Ni>Pb>Zn>Cr,整体来看,Cd和Hg的潜在生态危害较大,中游B₁₀和下游B₁₃存在中等生态风险,其余点位均为轻微生态风险。来源解析表明,北洛河沉积物中...     

Influence of compost characteristics on heavy metal sorption from synthetic stormwater.

This paper has the aim to assess the ability of garden derived compost to remove dissolved heavy metal contaminants typically found in stormwater. Compost was found to have excellent chemical and physical properties for the sorption of dissolved metal ions (Cu2+, Pb2+ and Zn2+). Batch sorption data were used to determine the sorption efficiency of Cu (93%), Zn (88%) and Pb (97%) by compost. The relative sorption affinity of these metals by compost is found to be in the order of Pb2+ > Cu2+ Zn2+. The effect of different particle size fractions of compost upon the sorption of Cu was also investigated. Sorption conformed to the linear form of the Freundlich isotherm and can be considered favourable because the sorption intensity values obtained in this study are between 0.1 and 1. Compost with a smaller particle size fraction has larger surface areas and greater sorption than the larger particle size fraction. Compost derived from garden waste is efficient for removal of heavy metals from wastewater or treating water for industries.     

南昌市湖泊重金属源识别及污染特征风险评价

为了解南昌市湖泊重金属污染特征现状,论文以青山湖、象湖及前湖为研究对象,在分析湖泊水体及沉积物重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb水平的基础上,采用因子分析、地质累积指数与综合潜在生态风险指数对湖泊重金属污染水平进行评价,并结合主成分分析等统计方法判别各研究水域重金属污染源。结果表明水域中Cr、Cd与Pb为主要重金属污染元素,前湖面临着最为严重的水体重金属污染。沉积物中Ni、Cu、Zn、Cd、Pb存在不同程度风险,各湖泊中沉积重金属风险程度从大到小均为Cd>Cu>Pb>Ni>Zn。前湖生态风险程度最大,其次是象湖。主成分分析表明湖泊重金属主要来源于交通运输与废水废气排放。因此为避免进一步污染,应合理规划交通,控制汽车尾气排放,提升污水治理水平。     

湖北鄂州城市湖泊底泥重金属空间分布特征与污染评价

以湖北省鄂州市某湖泊底泥重金属为研究对象,在调查和分析的基础上,采用地质累积指数和潜在生态危害指数对底泥中的重金属分布以及污染状况进行评价。结果表明:从柱状底泥纵向分布来看,该湖底泥重金属含量整体上呈现从上到下递减的变化趋势,上层底泥重金属含量最高;从空间分布上看,3个湖区重金属污染程度排序是西湖区域＞东湖区域＞中湖区域。地质累积指数评价结果显示该湖底泥重金属主要以无污染—中度污染为主,底泥中重金属污染程度的大小排序为Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr＞Hg＞As;潜在生态危害指数法的评价结果显示底泥中As、Ni、Cu、Pb、Cr和Zn生态风险水平较低,Cd和Hg存在着不同程度的潜在生态风险,Cd的潜在生态风险最高。研究成果为该湖泊的污染调查和评价分析提供参考,并为湖泊后续的保护和水环境系统的可持续发展提供科学依据。     

东湖沉积物中重金属垂向分布特征及污染评价

为了掌握武汉东湖的水环境状况,以沉积物为研究对象,使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了不同湖域沉积物柱状样中9种重金属(Cd、Zn、As、Cu、Co、Pb、Mn、Cr、Ni)含量,对重金属元素的垂向分布特征进行了研究,并采用地累积指数法对重金属的污染程度进行评价。结果表明:沉积物中9种重金属元素含量排序为MnCrPbZnNiCuCoAsCd;垂向分布特征为Cr、Ni的含量随沉积物深度增加而增加,Cu、As、Cd的含量随沉积物深度增加而减少。地累积指数评价表明,郭郑湖西岸污染最为严重,汤菱湖最轻,累积较为严重的是Cr、Mn、Cd和Pb,其中Cd和Pb达到中度污染程度。     

几种适合在红河州生态混凝土中生长的草本植物对重金属的富集

为了确定适合在生态混凝土中生长和修复环境的植物种类,根据红河州的气候、土壤特点,初步选择9种草本植物,并采用生态混凝土施工工艺对草本植物进行栽培,同时分析所选植物对重金属Pb,Zn,Cu,Cr,Hg,Cd的富集情况。试验结果表明①对Pb,Zn,Hg富集最高的植物分别是狗牙根草、香根草、金叶苔草,对Cu,Cr,Cd富集最高的植物是鸭跖草;②重金属平均富集系数最高的是鸭跖草,其余依次为鬼针草、金叶苔草、香根草、沿阶草、梭梭草、狗牙根草、蜈蚣草、美人蕉,其中鸭跖草、鬼针草、金叶苔草的平均富集系数均>1。结合植物对重金属的富集能力和适合在生态混凝土中生长的情况,综合评定9种植物中鸭跖草、香根草最适合在生态混凝土工程中采用。