不同碳酸盐岩对铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中重金属迁移的影响

为探究岩溶环境制约下贵州喀斯特地区广泛存在的碳酸盐岩对铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中重金属生物有效性的影响,本文以黔西北土法炼锌废渣为研究对象,通过盆栽实验向改良后的废渣中施加两种典型天然碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)及其主要成分的化学品(碳酸钙、碳酸镁),经种植黑麦草培育3个月后分析废渣基质中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的形态变化与植物富集转运系数。结果表明:处理前铅锌废渣中Pb、Zn、Cu、Cd的总量分别为17 682、8 427.2、2 066、174.8 mg/kg,Cd的酸溶态比例最高,环境风险较大。与对照相比,施用天然碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)或其主要化学成分的化学品(碳酸钙、碳酸镁)后均显著降低了铅锌废渣中酸溶态Cu、Pb、Cd的比例并增加了残渣态Zn的比例,5种添加物(石灰岩、白云岩、钙盐、镁盐、混合碳酸钙镁)施用均不同程度地增加了铅锌废渣中残渣态Cd的含量。添加量为4g/kg(即0.4%)时,与对照相比,5种添加物使黑麦草根和叶片中重金属Cd分别降低了3.62%～29.54%和28.21%～43.59%。冗余分析表明,根中Ca、Mg与酸溶态Cu、Pb、Zn、Cd呈显著性负相关;两种典型碳酸盐岩(石灰岩和白云岩)及其主要成分的化学品添加形成的岩溶环境制约下,铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中多种重金属的生物有效性受到明显抑制,可有效减弱其上所种植物黑麦草对重金属的吸收。相关结果对喀斯特地区矿冶废渣堆场重金属污染的原位控制、矿山复垦及生态修复具有一定的理论参考和实践价值。     

热解温度对浒苔基生物炭重金属特征的影响

利用限氧控温炭化法制备浒苔基生物炭,探讨了不同热解温度(200、300、400、500和600℃)对生物炭产率、生物炭重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、As、Hg)总量及其水溶态重金属含量的影响。结果表明:生物炭产率随热解温度升高而降低。生物炭中Cu、Zn、Cr、Cd、Pb含量较原料均有显著增加,而As和Hg含量均低于原料。总体上热解碳化可促进浒苔基生物炭中Cu、Zn、Cr、Cd及As的挥发迁移趋势,但Pb则呈现富集趋势。此外,生物炭水溶态重金属含量低于原料,且热解温度与水溶态重金属含量呈负相关性,表明热解过程可降低这些重金属的溶出。     

土法炼锌废渣堆中的重金属及其释放规律

黔西北地区的土法炼锌使生态环境遭受了严重破坏.用原子吸收等方法对土法炼锌废渣的研究表明,废渣堆pH值呈中性、微碱性,重金属含量很高,Pb、Zn、Cu和Cd的最高含量分别达31631,57178,2367和311.5mg/kg.废渣堆中的重金属含量分布与堆放的废渣类型和堆放时间有关,重金属主要滞留在矿渣层中.矿渣层中的重金属含量随堆放时间的增长而降低,可用负指数方程很好地描述矿渣中的重金属(Pb、Zn和Cd)的自然释放过程.废渣中重金属的总量大,释放时间长,对环境构成威胁.     

三叶草和黑麦草修复对炼锌废渣剖面养分及重金属分布特征的影响

为评价两种草本植物修复5年后的土法炼锌废渣剖面上养分及重金属分布特征,以废渣堆场上人工种植的三叶草（Trifolium repens）和黑麦草（Lolium perenne）为研究对象,分析两种草本植物剖面（0~60 cm）上不同粒径废渣中养分和重金属的分布特征.结果表明：随着废渣剖面深度增加,废渣中全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量逐渐降低,表层废渣（0~10 cm）中有机质含量大多显著（p<0.05）低于深层废渣（10~60 cm）;而表层废渣（0~20 cm）的有效态氮磷含量大多显著（p<0.05）高于深层废渣（20~60 cm）.有机质和全氮含量随着废渣粒径增大呈先增加后降低的趋势,其含量在粒径为0.25~0.5 mm的废渣中最高,而碱解氮和有效磷含量则随废渣粒径增大逐渐降低.三叶草修复作用下其剖面不同粒径废渣中有机质、全氮、碱解氮、全磷含量高于黑麦草.As、Cu、Pb、Zn含量随着废渣深度增加呈先降低后增加的趋势,且其在表层废渣（0~20 cm）中的含量高于深层废渣（20~60 cm）.除As外,Cd、Cu、Pb、Zn的含量总体表现为随废渣粒径增大而降低.两种植物修复作用下,酸可交换态As、Cd、Cu、Zn占比均随废渣剖面深度增加而增加,酸可交换态Cd、Cu、Pb、Zn占比均随废渣粒径增大而增加.综上,三叶草和黑麦草参与下垂直剖面上不同粒径废渣养分及重金属含量分布特征具有明显的差异.     

者海铅锌渣中重金属的赋存形态及环境风险评价

以者海铅锌中和渣和水淬渣为研究对象,利用原子吸收和原子荧光分光光度法测定其重金属(As、Pb、Cu、Zn、Cd、Cr)的含量,采用BCR连续提取法研究了重金属元素的形态分布特征,利用单因子污染指数法、潜在生态风险评价指数法和风险评价编码法对该铅锌渣中重金属的超标水平及生态风险进行评价。结果表明:(1)参考土壤环境质量三级标准,中和渣中的Cd、Zn、Cu超标倍数分别为215、20.6和4.65,水淬渣中的Cd、Zn、As超标倍数分别为11.51、8.62和3.075,中和渣中Cd、Zn、Cu和水淬渣中Cd、Zn污染程度较严重,水淬渣中的As也存在轻度污染性,对生态环境存在威胁。(2)中和渣中Pb、Zn及Cr的主要形态为可还原态,Cd和Cu的主要赋存形态为弱酸提取态,As的残渣态所占比例最大;水淬渣中的Pb、Cd、Cr、As主要赋存于残渣态,Cu和Zn的主要形态分别为可氧化态和可还原态。(3)潜在生态风险评价结果表明,中和渣中Cd和Zn分别处于很高和高生态风险等级,水淬渣中Cd处于偏高生态风险,其他几种重金属则表现为低生态风险。铅锌渣RI值介于183.81~5357.58,为中等-严重生态风险,Cd的风险贡献率最高。(4)风险评价编码法研究表明,中和渣中Cd和Cu分别处于极高和高风险级、Cr和As处于中等风险级;水淬渣中Cd、Zn、As均处于中等风险级,其他重金属处于低风险级,并且中和渣和水淬渣的RAC值顺序为CdCuCrAsZnPb和ZnAsCdCrCuPb。     

三峡库区消落带土壤重金属分布特征及潜在风险评价

探讨了三峡库区重庆段沿江左右两岸、不同淹水高程消落带土壤中重金属的分布特征,并对研究区域重金属潜在风险进行了评价.结果表明,土壤中As(>19.0mg/kg)、Cd(>0.38mg/kg)含量超标,其余重金属含量均达国家土壤环境质量2级标准.沿江两岸Cu、Zn、Cr和Hg含量存在显著差异(P<0.1),左岸土壤中各重金属平均含量均小于右岸,而右岸各重金属的变异系数较左岸大.不同淹水高程重金属含量差异明显(P<0.1).沿长江水流方向,库区土壤中Cd含量先减后增,其余重金属(Cu,Pb,Zn,Hg,As,Cr)含量逐渐降低.Pb和Cr、Cd和As含量与土壤pH值均具有显著相关性(P<0.05或P<0.01).土壤中Cu与Hg,Cu与Cr间具有显著正相关关系(P<0.05);Cu、Pb、Zn与多种重金属间具有极显著正相关关系(P<0.01).库区消落带土壤重金属潜在生态风险处于轻微状态,主要生态风险元素为Cd.     

天津污灌区菜地土壤团聚体中有机碳和重金属含量特征

以天津某污灌菜地土壤为研究对象,分析干筛法所得不同粒径土壤团聚体颗粒中有机碳及重金属含量特征.结果表明,土壤团聚体粗大颗粒(2 mm)含量最大,约为70%.0.25～0.5 mm粒级团聚体中Cu、Zn、Cd和Pb含量最高,Cr含量在5～8 mm粒径团聚体中最高,As在不同颗粒中含量差异较小,不同重金属元素含量随土层深度增加而减小.污灌土壤中重金属富集因子表现为Cd Pb Zn Cu Cr As,在0.25～0.5 mm粒级团聚体颗粒中Cu、Zn、Cd和Pb分布因子最高,而5～8 mm粒径团聚体中重金属负载因子最大.土壤有机碳含量整体上随团聚体粒径增加表现为先增加后降低,不同粒径团聚体中Cu、Cd、Pb和As含量与有机碳含量呈显著正相关(p0.05).     

小清河表层沉积物重污染区重金属赋存形态及风险评价

测定了小清河表层沉积物重污染区间隙水中重金属(Cu、As、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)的质量浓度,采用改进的BCR顺序提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并分别基于美国水质基准(CCC、CMC)和风险评价编码法(RAC)、潜在生态风险指数法对间隙水和表层沉积物中重金属的毒性及生态风险进行评价.结果表明,小清河沉积物间隙水中的重金属基本不会对水生态系统产生毒性.除As外,表层沉积物中6种重金属的含量显著高于土壤背景值,呈现明显的累积效应.沉积物中Cu、As和Ni主要赋存于残渣态,Pb、Cr主要赋存于可氧化态和残渣态,Zn、Cd以酸可溶解态和可还原态为主.Cd、Zn、Cr和Pb的有效态含量高于残渣态,有较高的二次释放潜力.RAC的评价结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cr和As处于无风险到低风险级,Ni处于低风险到中等风险级,Cd处于中等到高风险级,Zn处于中等到极高风险级,不同重金属RAC的平均值依次为CdZnNiAsCuCrPb.潜在生态风险指数法的评价结果表明,沉积物中除Cd有强~很强生态风险外,其他6种重金属均表现为低生态风险,RI值介于136.83~264.83,研究区采样点处于中等~强生态风险.     

基于PMF模型的某铅锌冶炼城市降尘重金属污染评价及来源解析

为探究典型铅锌冶炼城市大气降尘重金属的污染特征和来源解析,于2021年逐月采集河南省某市不同功能区共22个点位511份有效降尘样品,分析了样品中重金属含量和时空分布特征,利用地累积指数法和健康风险评价模型评估降尘重金属污染程度,并采用正定矩阵因子分解模型(PMF)定量解析重金属污染源.结果表明,全市降尘中ω(Pb)、ω(Cd)、ω(As)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Mn)、ω(Ni)和ω(Zn)的平均值为3 185.76、 78.18、 273.67、 149.50、 453.60、 810.37、 54.38和2 397.38 mg·kg^-1,均高于河南省土壤背景值.各重金属除Mn外均具有明显季节变化特征,其中铅锌冶炼工业区降尘中Pb、 Cd、 As和Cu含量显著高于其他功能区;Zn元素在居民混合区含量最高.地累积指数法结果显示Cd和Pb的污染最严重,其次为Zn、 Cu和As,均为严重-偏极度污染.非致癌风险最主要暴露途径是手-口摄食,各功能区以Pb和As对儿童造成的非致癌风险最大;Cr、 As、 Cd和Ni经呼吸途径对人体的致癌风险均低于安全阈值.PMF模型...     

公路两侧土壤和蔬菜中重金属的含量特征

不同公路两侧土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量同对照区差异较大 ,但Cu、Pb均为污染区大于对照区。蔬菜重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量在不同蔬菜品种表现出不同特征 ,大葱、莴笋大部分重金属含量高于对照区 ,甘蓝大部分重金属含量低于对照区。不同公路两侧土壤和蔬菜重金属含量差异明显。两公路土壤和莴笋重金属Pb含量表现出一致性 ,因此公路边重金属累积较重的元素主要为Pb     

环渤海典型海域潮间带沉积物中重金属分布特征及污染评价

对环渤海11个采样点潮间带沉积物中重金属含量进行了测定,结果表明：Cu、Cr、Zn、As、Cd、Pb的平均含量分别为14.92,31.73,73.68,11.34,0.448,21.94 mg/kg。与国内典型的河口和海湾比较,Cu、Cr、Zn、As处于相对较低水平,Cd、Pb处于中等水平。各元素的空间分布特征总体为：高值区在辽东湾,次高值区在渤海湾,低值区位于莱州湾。相关性分析表明：Cr、Cu、Zn、Cd、Pb可能具有相似的输入源,As的主要来源可能与其他几种金属不同。地累积指数法评价结果显示：Cr、Cu、Zn、As属于清洁级别,Pb处于轻度污染水平,Cd以轻度污染为主,局部海域出现偏中度、中度污染。重金属元素污染程度排序为Cd > Pb > Zn > Cu > As > Cr。潜在生态危害指数法评价结果表明：重金属对渤海生态风险构成的危害程度排序为Cd > Pb > As > Cu > Zn > Cr。Cr、Cu、Zn、As、Pb均为低生态危害等级,Cd以中等生态危害等级为主,局部海域出现强、很强、极强生态危害等级。     

鄱阳湖湿地重金属形态分布及植物富集研究

研究了鄱阳湖湿地土壤中Cu,Zn,Pb和Cd形态与植物富集的关系. 结果表明:鄱阳湖土壤中Cu,Pb和Zn主要以有机态和残渣态为主,水溶态和离子交换态等生物有效性态含量很少;而Cd则主要以水溶态和离子交换态等生物有效性态为主,因此Cd的生态危害较大. 相关分析和偏相关分析均显示:植物中重金属含量与其生存环境中重金属水溶态或离子交换态含量直接相关,这与理论上植物只能吸收重金属水溶态相符. 植物对重金属的富集能力表现出Zn＞Cu＞Cd＞Pb的趋势. 用重金属水溶态或离子交换态进行植物富集研究,更具有可比性和科学性.      

我国城市污泥中重金属的赋存形态与生态风险评价

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中重金属（HMs）的形态特征和污染状况,本研究以我国40座城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,对污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量以及赋存形态进行了测定.采用毒液浸出法（TCLP）、风险评价编码法（RAC）和潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明,40个样品中重金属含量的中位值由大到小依次为：Zn > Cu > Cr > Pb > Ni > As > Cd,各元素整体达标率>90%.As的各形态分布较为平均;Cd和Zn以可还原态为主;Cr主要以残渣态的形式存在,其次为可氧化态和可还原态;Cu主要以可氧化态的形式存在;Ni主要以可交换态的形式存在;Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在,可交换态的含量最低.TCLP提取态重金属的比例大小顺序为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr,所有样品中Pb的TCLP提取态含量均低于检出限;RAC法评价结果显示,7种重金属环境风险大小依次为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr > Pb,Ni的生态风险等级为高等,Zn、As和Cd的生态风险等级为中等,Cr和Cu的生态风险等级为低等,Pb无生态风险;潜在生态风险评价结果表明,城市污泥中Cd和Cu的潜在生态风险最高,是我国城市污泥中主要的重金属污染物,但是如果按照国家标准规定的方法进行农用,造成土壤污染的风险总体处于较低水平.     

黔西土法炼锌区Pb、Zn、Cd地球化学迁移特征

黔北土法炼锌致使Pb、Zn、Cd在土壤和水体大量积累,危及到整个生态系统.以小流域为例,探索了废渣、土壤、水体的Pb、Zn、Cd地球化学形态及其迁移性.结果表明,冶炼废渣的Pb、Zn、Cd含量分别为4 632、 8 968、 58 mg·kg^-1;污染土壤Pb、Zn、Cd含量分别达到234、 400、 9.6 mg·kg^-1.废弃地的地球化学形态分析表明,污染土壤的Pb、Zn、Cd可交换态含量较高,具有较大迁移性和生物有效性,相对而言,废渣中Pb、Zn、Cd具有很低的生物有效性和迁移性,交换态含量低于0.2%.冶炼区的地表水受到严重的Pb、Zn、Cd污染,地下水重金属含量未超出三类水体的质量标准.在地表水体中,可溶态的Pb、Zn、Cd含量少,主要以悬浮态存在,表明了河流重金属污染主要来自于沿岸水土流失.     

不同粒径钨尾砂中重金属的含量及形态研究

以江西省赣南地区牛孜石、画眉坳、西华山钨矿尾砂库为研究对象,采集钨尾砂样品3份,使用标准筛将其细分为7个粒径等级(450μm)。以BCR连续提取法对重金属进行形态提取,ICP-OES测定不同粒径钨尾砂颗粒物中Cr、Mn、Cu、Zn、Cd、As、Pb、Ni重金属各形态的含量。研究结果表明:不同粒径的尾砂中重金属的含量差异明显,Cu、Zn元素在粒径>380μm的颗粒物中含量较高,Cr、Cd、Pb、Ni、Mn元素则在粒径<25μm的颗粒物中有着很高的含量,特别是Pb,该粒径中的含量远高于其他任何粒径区间。重金属形态随尾砂粒径分布表明:不同矿区同一粒径的尾砂各形态重金属所占比例差异明显,但相同的是,粒径大于450μm的颗粒物中Cu、Zn可交换态形式所占比例较高,而粒径小于25μm的极细颗粒物中,可溶态的Ni含量很高,需要采取有效管理措施以遏制可能发生的污染。     

北京道路尘土与土壤植物中重金属形态分析与评价

以北京市航天桥道路尘土、附近道路土壤及绿化植物(大叶黄杨)叶片,玉渊潭公园土壤及绿化植物(大叶黄杨)叶片为研究对象,采用改进的BCR连续提取法、HCl-HNO3-HF-HClO4湿法消解和ICP-MS对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb 7种重金属进行形态分析和含量测定。结果表明,样品中重金属Zn的总量最高,Cd的总量最低,细颗粒样品中的重金属含量除Cr和Cu均高于粗颗粒样品。7种重金属中Cr、Ni、Cu、Zn、As和Cd均以残渣态为主,Pb以可还原态和残渣态为主。样品的重金属总量相关性分析表明不同样品的重金属可能均来自交通污染源,总量与形态相关性分析表明总量与残渣态呈显著正相关性。内梅罗污染指数及风险评价法(RAC)结果均表明,道路尘土的重金属污染最为严重。植物对重金属Cd的富集效应最大(富集系数达0.962),路边植物对重金属的富集效应基本均大于公园植物。     

水泥窑替代燃料中的重金属特性分析

以水泥窑常用的替代燃料——生活垃圾和污泥为研究对象,分别测定了重金属As、Cd、Hg、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni总量,Cd、Cu、Pb、Zn的形态分布及As、Cr的价态,结果表明:脱水污泥中,8种重金属含量由高到低的顺序为:Zn>Cu>Cr>Pb>Ni>Hg>As>Cd。三种垃圾筛上物中,8种重金属含量由高到低的依次顺序为:Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>As>Hg>Cd。市政污泥中,Cd以酸提取态为主,占总量的45%以上;Pb 94%以残渣态存在;Cu以有机结合态为主,占63.16%;Zn以铁锰氧化态为主,占43.5%。三种垃圾筛上物中,Pb几乎没有酸可提取态和铁锰氧化态的存在,重金属Cd没有残渣态存在。原生垃圾中,重金属Zn酸可提取态占18.52%,而堆肥垃圾筛上物和矿化垃圾筛上物中,重金属Zn酸可提取态为1%以下,铁锰氧化态含量为75%左右。垃圾和污泥中,重金属Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)均未检出。     

好氧高温堆肥处理对猪粪中重金属形态的影响

用 Tessier 连续提取法研究了好氧高温堆肥处理对猪粪中重金属结合形态变化的影响.结果表明,经过好氧堆肥处理,猪粪中 Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、As 的总浓度升高;碳酸盐结合态 Ni、Zn 的浓度降低,其余 Pb、Cu、Cr、Cd 的浓度都升高;硫化物及有机结合态、残渣态重金属的浓度普遍升高,仅有硫化物及有机结合态 As 和 Zn 的浓度下降;可交换态 Cu、Zn、Cr、As 的浓度显著降低.堆肥处理可以降低可交换态和碳酸盐交换态 Pb、Ni、Cu、Cr、Zn、As 和铁锰氧化物结合态 Pb、Cu、Cr、As 的分配系数,因此可以降低猪粪中重金属的有效性.堆肥处理有利于降低猪粪土地利用中重金属污染的风险.     

关中西部某铅锌冶炼区周边土壤重金属污染特征与生态风险评价

以关中西部某铅锌冶炼区周边土壤为研究对象,采用潜在生态危害指数法对冶炼厂周边土壤的重金属污染特征和潜在生态风险进行了研究。结果表明:某铅锌冶炼区周边土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Hg、As、Ni的平均含量均高于陕西省土壤元素背景值。除Cr元素以外,其余7种重金属元素存在两两之间的极显著或显著的相关性。土壤中重金属污染物总的潜在生态风险指数为轻微生态风险。因此该铅锌冶炼区周边土壤存在不同程度复合污染组合类型,生态风险总体水平较低,但局部有中重度污染。     

城市污泥好氧堆肥过程中重金属的形态变化

污泥中重金属的含量和各重金属的生物有效性是污泥农业利用的重要限制因素.本研究对城市污泥进行了堆肥化处理,并采集不同阶段样品,通过顺序浸提法对样品中不同形态的重金属进行提取,分别利用原子吸收分光光度计测定Zn、Cu、Ni、Pb、Cd含量、分光光度法测定Cr和As含量.研究结果发现,与现有国际及我国污泥农用标准比较,所研究污泥中重金属含量均未超过允许的水平.污泥堆肥中Cu、Ni、Cd、Cr主要以残渣态形式存在,Cu、Ni、Pb、Cd四种重金属元素的可氧化态含量也相对较高,除Cd外,经过堆肥化处理后所有重金属的有效态含量均呈下降趋势,因此,堆肥可以促进污泥中的重金属稳定化,降低土壤的污染风险.