酸碱预处理对水稻秸秆厌氧消化中重金属释放的影响

为探究含重金属秸秆类生物质厌氧消化的可行性, 以酸碱预处理后水稻秸秆为消化底物, 探究其厌氧消化特性及重金属释放规律。研究结果表明, 经6%NaOH预处理的水稻秸秆厌氧消化沼气产量达446.3 mL/gVS, 秸秆中Cd、Pb、Cu和Zn的释放率分别达到96.08%、89.55%、86.95%和92.82%; 经3%H₂SO₄预处理的水稻秸秆沼气产量为396.9 mL/gVS, 秸秆中Cd释放率为93.96%, 而Pb、Cu和Zn释放率均低于80.00%。碱预处理降解秸秆中木质素, 酸预处理降解半纤维素, 厌氧消化降解利用木质纤维素等过程实现了水稻秸秆中重金属的高效释放。化学预处理尤其是NaOH预处理水稻秸秆可以促进其厌氧消化产沼气和重金属释放, 实现含重金属生物质的安全处置和资源化利用。     

冶金工业园周边水域底泥中重金属的污染评价

对冶金工业园周边直排水域底泥的重金属污染进行研究,结果表明,底泥中Cr、Ni的含量分别为9800μg/g、1400μg/g,分别达到中国湖泊底泥重金属含量背景值的145.08倍和26.41倍。厌氧条件下,底泥中Cr、Ni向上覆水体的释放量分别为491.9μg/m~2、807.3μg/m~2;转为好氧条件后,相应的释放量分别为370.8μg/m~2、475.5μg/m~2。厌氧条件下,底泥中重金属可交换态和氧化结合态所占总量的比例增加,泥/水界面Eh下降,pH值降低,促进了底泥中重金属向上覆水的释放。底泥中Cr、Ni生物有效态含量占总量的比例(B/T)分别为2.08%、19.26%。根据研究,实际工程中,建议增加泥/水界面pH值、人工曝气、设置植物浮床、设置微生物活性覆盖层等,抑制底泥中重金属向上覆水的释放。     

IC反应器中剩余污泥的厌氧消化试验研究

利用IC反应器对抚顺三宝屯污水处理厂的剩余污泥进行中温与高温厌氧消化试验,考察厌氧消化工艺的可行性。结果表明,中温、高温连续出泥分别为12d,8d后,出泥COD去除率开始稳定,产气量也逐渐达到稳定,气体中的甲烷含量在70%以上。絮凝试验结果表明,与生污泥相比,消化污泥经絮凝后等量干固体的泥饼体积仅为原来的56%。     

地下煤火土壤典型重金属分布特征

通过采集乌鲁木齐大泉湖火区土壤样及实验室测定,研究了火区土壤理化性质与重金属Hg,As,Cu,Pb,Cr,Zn,Ni空间分布特征。结果表明:温度正常区土壤温度随采样深度增加的幅度较温度异常区小;温度正常、温度异常区土壤有机质含量随深度的增加均减少,温度正常区I,II,III,IV层土壤有机质含量大于温度异常区相应土层有机质含量;温度异常区土壤层I重金属Cu,Pb,Cr,Zn,Ni含量均小于温度正常区土壤层I相应重金属含量,II层则有增加的趋势并大于温度正常区相应土层重金属含量;温度正常区、温度异常区土壤Hg,As,Cu,Ni重金属含量随深度变化幅度及波动幅度较小,而温度异常区土壤Pb,Cr,Zn重金属含量随深度变化波动幅度较温度正常区大;火区热效应、地形、土壤及气象因子是影响土壤重金属分布的主要原因。土壤典型重金属砷形态分析表明:残留态砷含量最高,水溶态砷含量最低;水溶态砷在火区取样区域内I,II,III,IV土壤层区域富集特征与各层土壤碳酸钙富集特征趋于一致;温度正常区土壤残留态砷、铁形砷含量随深度变化的趋势与土壤碳酸钙含量随深度变化趋势一致;温度异常区残留态砷含量随深度增加波动趋势与土壤有机质含量波动趋势有较强关联性;温度正常区、温度异常区均值水溶态砷含量基本稳定,表明其与温度、土壤特性等无明显相关性。     

化工地块污染土壤中砷的生物有效性研究

生物有效态重金属通过土壤进入人体的途径是工业地块人体健康风险评估较少关注的内容,有效态重金属含量的准确性影响了人体健康风险评估结果的可靠性。以某典型的化工地块为例,采集不同污染程度的土壤样品,采用Tessier顺序提取方法测定土壤不同形态砷含量和砷的生物活性系数,采用In Vitro胃肠模拟实验计算砷在胃和小肠阶段的生物有效性,对比开展砷的生物有效性研究。结果表明,土壤样品中残渣态砷含量占比最高,而有效态砷含量占比较低,生物活性系数为0.002 4～0.021 0;胃和小肠阶段吸收的有效态砷含量与土壤砷含量呈线性正相关关系,砷的生物有效性为0.78%～36.81%;Tessier顺序提取法得到的有效态砷含量与In Vitro方法相比是偏低的。建议在进行重金属污染土壤的人体健康风险评估时,针对性地开展消化系统模拟实验,得到较为可靠的有效态重金属含量数据。     

腐殖酸对污泥中重金属的稳定化研究

为分析腐殖酸对高重金属含量污泥的稳定化处理效果,采集某电镀厂污泥,以腐殖酸和高温改性腐殖酸为稳定剂,采用TCLP（美国环保局推荐的标准毒性浸出方法）分析腐殖酸和高温改性腐殖酸对污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的稳定化效果。结果表明：腐殖酸和高温改性腐殖酸的投加量分别为1 g和1.5 g,振荡时间为12 h,重金属的稳定化效果最好,浸出液中重金属的含量最低。重金属形态分析结果表明：加入腐殖酸和高温改性腐殖酸稳定后重金属主要以残渣态为主,不稳定态的含量较少。腐殖酸和高温改性腐殖酸的扫描电镜图片显示,高温改性腐殖酸具有细长针状结构,整体呈不规则的多孔结构。高温改性腐殖酸对电镀污泥中重金属的稳定化效果更好。     

柿竹园矿区及周边农田土壤重金属形态分布与生物有效性研究

为了解柿竹园矿区及周边农田土壤重金属的生物有效性,采用连续提取法对该矿区及周边的农田土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg的形态分布和生物有效性进行了分析。结果表明:(1)柿竹园矿区及周边农田土壤未见Hg污染情况,但不同程度受到Cu、Pb、Zn、Cd、As的污染,尤以Cd、As污染为重;(2)柿竹园矿区及周边农田土壤中Cu、Pb、Zn以铁锰氧化物结合态为主,分别占其总量的48.3%、67.3%、47.1%,Cd铁锰氧化物结合态含量最高,残渣态、离子交换态和碳酸盐结合态次之;As和Hg以残渣态为主,含量比例在90%以上;(3)矿区及周边土壤中Cd的有效态含量最高,所占比例平均值为31.1%,远高于其他5种重金属元素,生物有效性最高,As的有效态含量最低,生物有效性最低。最后提出了采用稳定化修复技术清理污染源、采用磷酸二氢钙降低土壤中污染最严重元素Pb、Cd的生物有效性、采用香蒲等植物对工矿废弃地及部分未利用土地进行修复的建议。     

浸提法去除铁尾矿中重金属Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的研究

本文以铁尾矿为研究对象,以草酸和EDTA-2Na作为浸提剂对铁尾矿中的Pb、Zn、Cu、Cr和Ni进行震荡浸提实验,研究不同浸提液浓度、液固比和震荡时间对重金属去除效果的影响,并对浸提前后重金属形态的变化进行分析,探讨了浸出含量与重金属形态的相关性。结果表明,Pb、Cu、Cr在草酸浓度分别为250、100、200 mmol/L时去除率达到最高,分别为19.9%、43.9%、4.2%;Zn和Ni在EDTA-2Na浓度分别为100、200 mmol/L时去除效果最好,去除率分别为33.2%和39.4%。草酸浸提过程中,Cu和Pb的去除率随震荡时间的增加逐渐提高,Zn、Ni和Cr的去除率在120 min后基本趋于稳定。EDTA-2Na对重金属的去除率随震荡时间的延长变化不大,当震荡时间为60 min时基本趋于稳定。当液固比为30∶1时,草酸和EDTA-2Na对重金属的去除效果相对较好。对草酸浸提前后重金属的形态进行分析,发现浸提不仅能够有效去除重金属的易迁移形态,还能使重金属形态发生迁移转化。相关性分析发现重金属浸出含量与可交换态和碳酸盐结合态的相关系数分别为0.930*和0.996**。浸提后铁尾矿中重金属的可交换态和碳酸盐结合态比例降低,残渣态、铁锰氧化物结合态和有机结合态比例增加,提高了铁尾矿在环境中的稳定性,降低了其污染环境的风险,为铁尾矿的无害化提供了新的思路和理论依据。      

球囊霉素相关土壤蛋白对钒钛磁铁尾矿生态环境的修复效果研究

为探讨丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)释放的球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin related soil protein,GRSP)对钒钛磁铁尾矿生态环境的修复作用,开展了紫花苜蓿室内培养实验,通过外源施加不同形态及不同剂量的球囊霉素相关土壤蛋白,研究了其对钒钛磁铁尾矿养分环境、团聚结构、重金属活性及紫花苜蓿生长的影响。结果表明:施加GRSP后钒钛磁铁尾矿养分环境得到明显改善,EEG使钒钛磁铁尾矿中速效磷含量增加了19.7%～60.1%;TG效果则更加显著,碱解氮含量和速效磷含量分别增加了12.2%～58.9%和44.7%～111.3%;此外,外源施加TG后钒钛磁铁尾矿团聚结构的稳定性会显著增加,大团聚体占比、平均重量直径和几何重量直径分别增加了29.36%～114.63%、4.76%～15.87%和9.26%～16.67%,提高了钒钛磁铁尾矿对重金属及养分的固持能力;两种形态GRSP对钒钛磁铁尾矿中不同重金属作用有所差异,EEG能显著降低Cu有效性,DTPA提取态Cu含量降低16.7%,TG主要钝化Cr,DTPA提取态Cr含量减少了...     

粉煤灰在矿坑生态化利用过程中的环境行为研究

为了响应包头市“无废城市”建设及对矿坑环境整治的要求,拟用典型工业固体废物（粉煤灰）填埋对矿坑进行生态治理,但粉煤灰填埋长期的环境行为对矿坑土及地下水是否造成污染尚未可知,通过冻融循环—干湿交替的室内模拟方法和Hydrus-1D模型、溶质运移模型预测的方法,对粉煤灰填埋于矿坑后重金属的长期环境行为进行了研究。结果表明：粉煤灰在填埋5年后,重金属Cd、Pb、Cr、Cu含量分别降低了0.4、3.23、16.67、12.93 mg/kg,而矿坑土Pb、Cr、Cu、Cd含量分别增加了9.27、8.3、3.3、0.04 mg/kg;同时形态分析表明,粉煤灰中Cd、Cr以有机结合态为主,Pb以残渣态为主,重金属形态由铁锰氧化态和有机结合态向可交换态和碳酸盐结合态转化,说明重金属形态由稳定态向易迁移态转化。模拟结果表明,粉煤灰填埋于矿坑5年后,重金属元素有向周边环境迁移转化的趋势,因此在填埋过程中在矿坑底部做好防渗层,从而降低四种重金属铬、镉、铜、铅迁移未对矿坑土壤及地下水环境的污染风险,其含量远低于《土壤环境质量建设用地土壤风险管控标准》（GB 36600—2018）中筛选值及所影响区域的地下水中污染物标准,此状况下粉煤灰符合填埋标准,可以进行填埋。该研究可为固废在矿坑生态化利用工程应用提供科学依据和参考。     

准东地区土壤重金属污染分析及其来源解析*

重金属是影响土壤肥力和土壤环境的重要因素之一。本文选取阜康地区东部的准东矿区为研究区,在测定土壤重金属含量的基础上,分析不同层的重金属的污染特征,采用因子分析-多元线性回归(FA-MLR)分析重金属的来源和各来源的贡献比率。结果表明:准东矿区土壤重金属Cu和Zn元素未出现重金属污染且发生亏损现象;Cr和Pb元素存在轻微重金属污染且有轻微富集;As和Hg元素出现较为严重的重金属污染发生重度富集。FA-MLR分析表明,准东矿区90.31%的Hg来源于煤炭燃烧,43.5%的Pb来源于交通运输,21.69%的As来源于大气降尘,Cu和Cr的主要来源为煤尘,其贡献率分别为63.29%和83.67%,其中30.67%的Cu来源于土壤母质,76.01%的Zn来源于土壤母质。准东矿区主要重金属元素贡献率由高到低的来源依次是煤炭燃烧、煤尘、土壤母质、交通运输和大气降尘。除Zn以外的土壤重金属还存在未知来源。FA-MLR成功地模拟了准东矿区土壤重金属的来源,并给出各来源的贡献率,能为准东矿区重金属污染防治提供有益参考。     

淮南采煤沉陷区积水重金属健康风险评价

为研究淮南采煤沉陷区积水中重金属对人体产生的潜在健康风险,对9个矿19个沉陷水域进行采样,测试5种重金属(Cd、Cr、Pb、Ni、Zn)含量,采用美国环境保护局(USEPA)推荐使用的健康风险评价模型,对其进行健康风险评价。研究结果表明：(1)采样水域5种重金属年平均离子浓度由大到小依次为：Zn＞Cr＞Ni＞Pb＞Cd,重金属的分布影响因素可能与农药化肥的使用、工业废水的排放、汽车尾气中重金属的大气沉降、渔业养殖以及采煤活动等因素有关;(2)重金属的健康风险值总体随季节变化,呈现出丰水期小于枯水期的特点;该区域沉陷积水的重金属致癌风险整体较为安全,但化学致癌物(Cr)的健康风险值超出其它4种重金属4~8个数量级;(3)5种重金属的健康风险平均值排序为：Cr＞Cd＞Pb＞Zn＞Ni,其中Cd的致癌风险值及Pb、Zn、Ni非致癌风险值均低于最大可接受风险值(5.05×10-5a-1)。     

某金矿区下游土壤基于重金属化学形态风险评价及污染源解析

为定量评价某金矿对下游土壤中重金属的污染程度,基于潜在生态危害指数法及风险评价编码法,从重金属总量及化学形态两个维度来评价土壤的生态风险,并在分析重金属的富集系数与次生态、原生态相关性基础上,应用Pb同位素比值示踪土壤重金属来源。结果显示,随着与矿区距离的增大,除Cr外土壤中重金属大致逐渐减弱。土壤重金属总体呈现低风险。Cd具有较高的单项系数(均值72.50),但其有效态占比较低,集中在10%~17%,而Pb虽然总量较少,但具有较高的有效态占比,集中在15%~30%,Pb、Cd元素带来的潜在生态风险应重点关注。Pb、Cd、Zn次生态含量与其富集系数之间存在显著相关性,R2值分别为0.765 7、0.911 5、0.602 9,表明这三种重金属与矿区生产活动更为相关,即人为来源可能性更大,而Cu、Cr主要以自然来源为主。Pb同位素比值关系显示,土壤样品整体位于尾矿源(人为源)及成土母质(自然源)端元之间。随着与矿区距离的减小,重金属含量及可交换态大致呈现增大的趋势,206Pb/207Pb同位素比值呈现下降趋势,更偏向人为源,表明矿区生产活动对靠近矿区的土壤区域输入的重金属贡献更大,结合采样点位,矿区西北边界400 m以内区域需要重点关注。      

海南岛近岸海域表层沉积物中重金属元素含量状况及生态风险分析

利用ICP/AES和冷原子吸收测汞仪等仪器对海南岛近岸海域表层沉积物中七种重金属元素进行测试,结果表明,样品中重金属元素均有不同程度的检出,该地区重金属元素分布较为分散,体现了不同海域重金属元素的输入输出差距;用Hakanson法评价表明,除受人类活动明显的较大港湾外,海南岛近岸海域表层沉积物中重金属元素富集系数较小,...     

某河道堆存尾砂重金属形态特征分布及风险评价

以湖南省郴州市某河道堆存尾砂为研究对象, 分析了尾砂中Cu、Pb、Zn、Mn和As等重金属的形态特征分布, 并采用潜在生态危害指数法对河道尾砂重金属潜在生态风险进行了评价。结果显示, Pb、Zn、Cu、Mn和As生物可交换态含量分别为18.66%、6.77%、5.12%、5.00%和0.10%, 说明Pb对生物的可利用性较高, 给环境造成的潜在风险较大, 其他4种元素对生物的可利用性较低, 潜在风险较小。5种重金属潜在生态危害系数由高到低排列为：As>Pb>Cu>Mn>Zn, As元素为极强危害等级, Pb元素为很强危害等级, Cu元素为中等危害等级, Mn和Zn元素为轻微危害等级。从生态危害指数来看, As对生态危害指数的贡献最突出, 其次是Pb, 该河道具有很强的生态风险。     

油泥热解渣对铅渣中As、Zn、Pb和Cd的同步稳定化

针对云南省个旧市泗水庄片区铅冶炼渣As、Zn、Pb和Cd等重金属污染的问题,利用油泥热解渣对其进行稳定化处理以降低这些重金属的浸出毒性。热解渣是一种含有大量纳米FeS、Fe_1-xS、CaS等的炭质复合材料,具有稳定化铅渣中重金属的潜能。研究表明,铅渣中的重金属As、Zn、Pb和Cd可高效、同步吸附在热解渣表面,降低铅渣中这些重金属的浸出毒性。当热解渣用量为4%、液固比为10:100时,铅渣中As、Zn、Pb和Cd的浸出浓度可从0.7202、3.5120、0.3800和0.0456 mg/L分别降低至0.0714、0.1668、0.0262和0.0038 mg/L,低于地表水环境质量标准（GB 3838—2002）中Ⅳ级限值。铅渣中As、Zn、Pb和Cd浸出浓度的降低是因为铅渣中的As与热解渣表面的Ca2+、Fe2+反应就地生成了稳定的砷酸钙和砷酸亚铁,铅渣中Zn2+、Pb2+和Cd2+与热解渣表面的S2-反应就地生成了稳定的ZnS、PbS和CdS,从而提高了铅渣中As、Zn、Pb和Cd的稳定性。      

基于高密度采样的县域尺度土壤重金属污染特征及源解析——以山东省昌乐县为例

为研究区域大尺度土壤重金属污染特征及来源,以山东省昌乐县为研究区域,通过网格化采样和分析测试,获得了5 818件表层土壤样品的Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、V、Mn、As、Co、Cd、Hg等11种重金属元素含量。进行了潜在生态风险评价,采用差异性分析、主成分分析、绝对主成分-多元线性回归分析、地统计分析等方法,定性、定量解析了来源。结果表明,研究区属土壤重金属高背景区,但总体污染风险低。潜在生态风险污染程度以中度为主,Hg、Cd对综合潜在生态危害的贡献最高,贡献率分别为47.94%和28.28%。解析结果显示,Co、Ni、Cr、V、Mn、Cu主要来自基性岩体控制的成土母岩风化的自然源;Pb、Zn主要来自交通和矿致异常的综合源;As、Cd主要来自碳酸盐岩和砂页岩成土母岩影响的自然源;Hg主要来自人类活动影响的人为源;Pb、V、Cd有30%以上的贡献来自未知源。以上污染源和未知源的平均贡献率分别为45.18%、16.19%、13.78%、5.95%、18.90%。自然源是研究区土壤重金属的主要来源,综合源和人为源对Pb、Zn、Hg的贡献最大,可能造成叠加污染。通过本文的分析研究可进一步筛选...     

铅锌矿区污染土壤矿物学特征研究

铅锌污染土壤中重金属的存在形态决定了其在环境中的物理化学稳定性,研究土壤中重金属存在的形态对于分析土壤淋洗修复效率具有重要意义。本文针对铅锌污染土壤,从化学成分分析、重金属存在形态分析、形貌分析、SEM-EDS分析的不同角度,全面研究铅锌污染土壤矿物学特征,结果发现污染土壤样品中铅、砷、镉含量相对于土壤环境质量标准三级,超标倍数分别为0.86、1.08、1.4,铅、镉、铬的酸提态分别占全量的17.8%、20.3%、8.5%,具有较高的环境活性。