城市受污染疏浚底泥特性与作绿地用土的可行性分析

受污染河道疏浚底泥消纳是上海市环境治理中面临的问题之一。中、轻度污染的疏浚底泥用作绿地用土是具有资源化价值的底泥消纳适用途径,为分析此途径的可行性。选择上海市典型中度污染河道底泥作了植物生长相关理化性质和重金属污染特性(总量、浸出液浓度、分级提取比例分布)分析,并据此讨论了此类(中、轻度污染)疏浚底泥的绿地利用可行性,分析结果表明,中度污染河道疏浚底泥的植物相关特性为：速效植物养分含量高,但阳离子交换容量低;总溶解盐含量高,但苏打盐和氯化钠含量低：重金属总量和浸出液重金属浓度低于国家农用污泥污染物控制标准和危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别限值,但Pb和Cd的可交换态比例较高(24％和62％)。底泥综合理化性质的分析结果：中度以下污染程度的上海市河道疏浚污泥具有作绿地用土必须的植物相容性,可用作绿地用土：但底泥的保肥能力较差,作绿地用土初期宜种植速生、需肥量大的植物,以控制植物养分流失;对于重金属、尤其是可交换态比例高的重金属溶出造成的环境影响,宜采用底泥施用量控制等手段对其不利影响进行防治。     

环境质量分析与评价

X820.3 200500568 受污染疏浚底泥用作植物培植土的环境影响分析/邵立明…(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室)//环境科学研究/中国环科院.-     

杭州市河道底泥重金属污染评价与环保疏浚深度研究

重金属是河道底泥疏浚要控制的重要污染物,而疏浚深度是生态疏浚工程中需要确定的关键参数.本文以杭州经济技术开发区河道为研究对象,共采集18处底泥柱状样,采用土壤背景值、土壤环境质量二级标准值、变异系数和相关性分析方法对底泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As的污染状况进行了评价,同时分析重金属总量和有效态含量在垂向上的变化特征,并引入地累积指数法对各深度底泥中的重金属进行累积性评估,利用本文提出的临界累积深度方法来确定合理的环保疏浚深度.结果表明,河道表层底泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As的平均含量分别为165.16、342.40、55.34、3.61、34.06、36.70 mg·kg-1,Cd、Cu、As、Zn的有效态含量分别为0.007、3.37、0.095、20.76 mg·kg-1,重金属总量均超过了杭嘉湖平原土壤背景值,其中Cd污染最为严重.各重金属元素在底泥中的变异系数为0.29~2.39,空间分布并不均匀.重金属总量和有效态含量随底泥深度的增大整体呈下降趋势,但受不同时期人类活动污染及河道整治影响而呈不规则变化.各重金属元素的富集程度为CdAsZnPbNiCu,其中,Cd污染等级为2~6级,污染程度为中度污染至极强污染.利用临界累积深度方法推算得到研究区域河道底泥环保疏浚深度为0~0.9 m.     

污泥生物炭对矿区河道受污染疏浚底泥中重金属的固化效果

为研究污泥生物炭对矿区河道受污染的疏浚底泥中Cu、Pb和Cd的固化效果,以市政污泥为原料在500℃缺氧条件下制备污泥生物炭,结合扫描电镜、FTIR和XPS等表征手段,分析污泥生物炭投加比对疏浚底泥中3种重金属形态分布和固化效果的影响。结果表明：污泥生物炭的投加可提高疏浚底泥中重金属的稳定化形态,投加比为1.0%时,疏浚底泥中Cu、Pb和Cd稳定态(可氧化态和残渣态)占比分别提高了37.7%、42.9%和42.4%。污泥生物炭主要通过络合反应和沉淀作用固化重金属,经污泥生物碳固化后,底泥中Cu、Pb和Cd的浸出浓度分别由处理前的0.8763,0.0574,0.0185 mg/L降低到0.2527,0.0106,0.0013 mg/L,浸出浓度低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅲ类标准限制,处理后的疏浚底泥可进行资源化利用,基本不会产生重金属二次溶出的风险。     

竺山湾重金属污染底泥环保疏浚深度的推算

调查了太湖竺山湾表层底泥重金属水平空间分布特征,在重金属污染区域采集底泥柱状样,并将样品由上至下依次分为氧化层(A)、污染层(B)、污染过渡上层(C1)、污染过渡下层(C2)和正常湖泥层(D);测定并分析了各分层底泥中重金属(Cu、Zn、Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb)总量及生物可利用性形态含量随深度的变化趋势;利用潜在生态风险指数法对底泥中的重金属进行生态风险评估;最后,结合拐点法推算出底泥环保疏浚深度.结果表明,竺山湾表层底泥中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb的含量分别为30.56～216.58、24.07～59.95、16.71～140.30、84.31～193.43、3.39～22.30、0.37～1.59、0.00～0.80和9.67～99.35 mg.kg-1,平均含量分别为79.74、37.74、44.83、122.39、10.39、0.77、0.14和40.08 mg.kg-1,主要分布在太湖西岸及太滆运河、殷村港和环山河入湖河口处,其中Cd污染相对严重;底泥中重金属存在累积效应,其生物可利用性随底泥深度的增大而减小;氧化层和污染层中Cd生态风险等级为高风险,其余各分层底泥中重金属的综合潜在生态风险等级为中低风险;环保疏浚层为氧化层和污染层,疏浚平均深度为0.39 m.     

灵庄港河道底泥化学组成及其环境影响初探

本文研究灵庄港待疏浚的底泥的养分特征及重金属污染物的化学组分,探讨该底泥处置方式及其可能带来的环境影响。结果表明：灵庄港疏浚底泥的养分含量高于河道两岸耕地耕作层土壤,底泥中重金属元素符合农用底泥污染物控制标准,可以直接投放到附近的农田以增加经济效益,节约处置费用。     

典型河流表层底泥重金属污染现状与评价

运用Hakanson的生态风险指数法,对湘江株洲段丰、平水期和枯水期采集的72个表层底泥样品进行分析,评价重金属Pb、Zn、Cd、Cr、As及Hg对河流水域的污染程度及其对河流造成的潜在生态风险影响。结果表明:从朱亭断面到白石断面枯水期底泥重金属污染程度较丰、平水期低;底泥疏浚后霞湾断面底泥中的重金属在短时期内得到控制,但是一段时间后重金属污染仍然存在。湘江株洲段各采样断面污染程度排序为:马家河断面>霞湾断面>白石断面>一水厂断面>枫溪断面>朱亭断面。各断面表层底泥总的潜在生态风险程度都达到了重度或者严重的强度。     

受污染底泥易地处理处置技术

从受污染底泥的形成和危害以及国内外对受污染底泥的研究入手，综述了受污染底泥综合整治技术框架的组成，并对其作了评价。着重讨论了受污染底泥易地处理处置技术方案确定的总体思路和方法，分析了确定受污染底泥易地处理处置技术方案中的疏浚技术、输送技术、预处理技术、去污染处理技术，最终处置与利用技术和污染残余物处理处置技术等技术单元的影响因素。     

水体疏浚底泥利用现状与能源化利用

我国河湖众多,水体疏浚底泥具有污染物含量较高、成分复杂、量大的特点。介绍了国内疏浚底泥利用现状,提出了能源化利用底泥处理方向。热解技术具有处理彻底、固化重金属、基本无污染气体排放、可进行能源回收等优点,而催化热解能够促进提高底泥热解效率并控制反应产物分布。通过对底泥添加合适金属氧化物催化剂后进行热解处理,发现在热解低温段（<300℃）,添加催化剂剂量>2%时,热解气态产物中氢占比可提高约50%。催化热解后固相产物热解半焦的产率为40%~45%,热解处理后底泥减容效果好。     

污染水体底泥土地利用影响和风险控制

受污染底泥的资源化利用,是解决环境问题的有效途径,但其利用过程中的风险和影响不容忽视。其风险和影响主要在于重金属、有毒有害物质及营养盐的扩散对水体、土壤及动植物等的影响。在进行有效的评估和预处理后,底泥的资源化利用基本不受影响。     

不同环境材料对Pb、Cd污染土壤的淋溶效应

为了探索环境材料对土壤中重金属的去除效果,采用土柱淋溶方法研究了不同环境材料（腐植酸HA、高分子材料SAP、粉煤灰FM及沸石FS）对污染土壤（单一Pb污染土壤、单一Cd污染土壤和Pb-Cd复合污染土壤）中铅（Pb）、镉（Cd）的淋溶效应。结果表明：添加不同环境材料处理的淋出液pH值呈现先上升后降低再上升的趋势,均为弱碱性。添加FM和复合N1（HA+SAP+FM+FS）、N2（HA+SAP+FM）处理淋出液的电导率（EC）明显高于其他。FM和复合N1、N2对单一Pb污染土壤中Pb达到显著固定作用;单一Cd污染土壤中,添加单一SAP处理所淋溶出的Cd量小于CK（未加任何环境材料）,淋溶出的Cd量为CK的63.68%,对Cd起到一定的固定作用;Pd-Cd复合污染土壤中,HA对Pb达到显著固定作用,淋出Pb量仅为CK的40.6%。SAP及复合N3对Cd的固定作用明显,淋溶出的Cd量分别为CK的55.32%、78.13%。可见,采用的环境材料对重金属淋溶能起到一定的抑制作用。     

负载磷酸盐生物质炭材料对重金属复合污染土壤的稳定化机制研究

为探讨负载磷酸盐生物质炭材料对重金属复合污染土壤中共存重金属的稳定化效果和迁移转化特征,以玉米秸秆和小麦秸秆为原材料,负载磷酸盐后在600 °C下无氧热解制备两种生物质炭材料,并将其用于重金属复合污染土壤中进行稳定化批处理试验. 结果表明:负载磷酸盐的玉米秸秆和小麦秸秆生物质炭材料可通过增加土壤中无定形铁、铝氧化物的含量而促进其对Cd的吸附,且负载磷酸盐后玉米秸秆生物质炭材料对土壤中无定形氧化物含量的增幅和游离态氧化物含量的降幅高于小麦秸秆生物质炭;同时,两种生物质炭材料均显著提高了土壤铁的活化度,进而有效控制了土壤重金属的生物有效性. 添加不同比例(如5%、10%和15%)的负载磷酸盐生物质炭均可降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu的迁移风险,并促进Pb的酸可提取态、铁锰结合态向有机结合态和残渣态转化,以及Cd、Zn和Cu的酸可提取态向残渣态转化. 两种负载磷酸盐生物质炭材料均可有效降低重金属的浸出浓度,10%及以上的添加量均可使Pb的浸出浓度降低98%以上. 15%的负载磷酸盐玉米秸秆生物质炭可使Cd和Zn的浸出浓度分别降低89%和47%,而15%的负载磷酸盐小麦秸秆生物质炭可使Cu的浸出浓度降低56%. 研究显示,施用10%~15%的负载磷酸盐生物质炭材料可显著降低重金属复合污染土壤中Pb和Cd的潜在环境风险,对矿区重金属污染土壤的安全利用具有参考和指导意义.      

环境材料对污染土壤中Pb、Cd和As的吸附解吸研究

通过模拟实验考察了环境材料沸石(FS)和蛇纹石(SS)在不同pH值下对土壤Pb、Cd、As的吸附与解吸结果,探索环境材料对土壤重金属的固化效果。结果表明:对于Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)污染土壤,土壤吸附量随pH升高而增加;在酸性条件下,SS促进土壤对Pb(Ⅱ)的吸附;在碱性条件下,FS促进土壤对Cd(Ⅱ)的吸附;同时SS与FS使土壤对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量大幅度降低。SS促进土壤对AsO-2的吸附,但该吸附量与pH变化无关;SS对AsO-2的解吸量影响不大,且该解吸量随pH升高而升高。SEM分析可知,FS与SS吸附重金属后形态变化显著。可见所用的环境材料对重金属Pb、Cd、As有明显的固化作用。     

零价铁对重金属和硝酸根的同步去除研究

为考察零价铁粉(Fe^O)同步快速处理废水中多种污染物的可能性,研究了Fe^０同步处理Cu²⁺、 Ni²⁺、 Cr(Ⅵ)等重金属离子和硝酸根.实验结果表明,硝酸盐对重金属离子的去除无明显影响,而不同重金属离子则对硝酸盐的去除有不同的影响.Fe^０同步去除水中的NO^-₃和Cu²⁺时,明显地提高了硝酸盐的去除率和反应速度,反应120 min使NO^-₃的去除率从38.2%提高到了95.0％,相应反应速率常数k_obs也从0.004 3 min^-1提高到了0.033 9 min^-1,且k_obs与Cu²⁺的初始浓度呈线性关系.Fe^０同步去除水中的NO^-₃ 和Cu²⁺时,由于Cu²⁺的存在,使得铁还原NO^-₃的表观活化能由40.8 　kJ·mol^-1降低到21.1 　kJ·mol^-1. 从而加快了Fe^０还原NO^-₃的反应速度.Fe^０同步去除水中的NO^-₃ 和Ni²⁺时,它们之间的相互影响较小.Fe^０同步去除水中的NO^-₃和Cr(Ⅵ)时,溶液中的硝酸盐浓度几乎保持不变,Cr(Ⅵ)的存在明显阻碍了铁粉还原脱除硝酸盐反应的发生.     

亚氨基二琥珀酸修复重金属污染土壤及环境风险削减评估

以亚氨基二琥珀酸（ISA）为洗脱剂,考察ISA投加量、洗脱液pH值、反应时间和土液比对Cd、Pb和Zn去除率影响,通过Box-Behnken多因素设计法优化最佳洗脱条件,并采用涵盖土壤重金属残留量、浸出浓度和毒性的综合环境风险法评估修复效果.结果表明,ISA对Cd、Pb和Zn去除率随其浓度增加而增加;ISA浓度为50mmol/L时,对矿山污染土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到11.83%、34.26%和20.96%;对污染农田土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到48.89%、57.08%和81.80%.增加反应时间和洗脱液酸性有助于提高ISA对Cd、Pb和Zn去除率.随土液比减低,Cd、Pb和Zn去除率呈上升趋势.ISA去除Cd、Pb和Zn最佳条件为：ISA浓度70mmol/L、洗脱液pH4.0和反应时间120min,预测矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总去除率最大分别为32.58%和93.16%.ISA大幅度降低水溶态、可交换态和碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn残留量,从而削减矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总环境风险达50.81%和87.13%.亚氨基二琥珀酸可有效去除污染土壤中重金属并降低残留重金属的环境风险,是一种潜在材料可用于土壤重金属污染修复.     

亚氨基二琥珀酸修复重金属污染土壤及环境风险削减评估

以亚氨基二琥珀酸（ISA）为洗脱剂,考察ISA投加量、洗脱液pH值、反应时间和土液比对Cd、Pb和Zn去除率影响,通过Box-Behnken多因素设计法优化最佳洗脱条件,并采用涵盖土壤重金属残留量、浸出浓度和毒性的综合环境风险法评估修复效果.结果表明,ISA对Cd、Pb和Zn去除率随其浓度增加而增加;ISA浓度为50mmol/L时,对矿山污染土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到11.83%、34.26%和20.96%;对污染农田土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到48.89%、57.08%和81.80%.增加反应时间和洗脱液酸性有助于提高ISA对Cd、Pb和Zn去除率.随土液比减低,Cd、Pb和Zn去除率呈上升趋势.ISA去除Cd、Pb和Zn最佳条件为：ISA浓度70mmol/L、洗脱液pH4.0和反应时间120min,预测矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总去除率最大分别为32.58%和93.16%.ISA大幅度降低水溶态、可交换态和碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn残留量,从而削减矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总环境风险达50.81%和87.13%.亚氨基二琥珀酸可有效去除污染土壤中重金属并降低残留重金属的环境风险,是一种潜在材料可用于土壤重金属污染修复.     

采用离石黄土原位修复煤矸石渗滤液污染地下水

为以较好的技术手段和较低的经济成本治理煤矸石淋滤液、矿坑废水对地下水的污染,通过土柱淋滤试验、PRB (permeable reactive barrier)模拟试验以及场地修复试验,对煤矸石淋滤液中重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附性进行了研究. 土柱淋滤试验结果表明:离石黄土(粒径0.05~0.10mm)、亚砂土(粒径0.05~0.10mm)和细沙(粒径>0.10~0.25mm)对煤矸石淋滤液中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附能力为离石黄土>亚砂土>细沙,其中离石黄土对As的分配系数为2.26L/kg.模拟槽试验表明,在地下水流速为0.20m/d、m(煤矸石):m(离石黄土)分别为5和7的情况下,淋滤液中的As能够全部被黄土墙吸附;m(煤矸石):m(离石黄土)为10时,部分As透过黄土墙向下游迁移. 5个月的场地修复试验表明,利用离石黄土作为PRB的吸附材料能够较好地去除地下水中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)和As,厚约0.5m的离石黄土墙对被煤矸石淋滤液污染的地下水中Cr的去除率最高,达到70.97%,对Pb的去除率最低,为43.14%.      

重点区域建设用地污染地块特征分析

以我国工业发展的重点区域京津冀、长三角和珠三角为研究对象,基于2018~2021年纳入《建设用地土壤污染风险管控和修复名录》的共496个污染地块,对其区域分布、土壤和地下水超标污染物特征、污染的行业相关性、场地地质条件等数据进行相关数据统计分析。结果表明:京津冀污染地块主要分布于京津和冀南,长三角污染地块数量最大且分布广,珠三角污染地块则密布于珠江口。整体上土壤污染以重金属-有机复合污染为主(48.43%),地下水则是有机污染占比(42.49%)最大。化学原料及化学品制造业和金属冶炼及延压加工业污染地块风险负荷指数大于0.25,为较高风险;塑料和橡胶制品业、机械制造、金属制品业、电器机械及器材制造业和皮革、皮毛制造业污染地块为中风险,其余行业污染地块为低风险。场地土壤和地下水污染分布与历史行业类型息息相关,如土壤中化学原料及化学品制造业超标污染物种类最复杂,卤代烃(占比12%)和苯系物(占比10.4%)相比其余行业占比更重,地下水中各行业重金属污染和常规指标如氨氮需要关注。土层深度上各类典型污染物最大超标普遍分布在0~5m,整体上重金属最大污染超标深度大于有机污染最大超标深度;土壤性质方面超标污染则更集中于黏性土等低渗透性土层。     

重金属污染物在土壤中迁移规律及修复技术研究

世界各国都认识到重金属污染的严重性.多数国家开展了污染场地的修复工作,研究和开发出多种土壤重金属污染修复技术,重金属污染土壤修复技术有物理化学修复技术、植物修复、微生物修复技术和电动修复技术.但这些土壤修复技术的成本高,只重视土壤修复,土壤修复技术更重要的部分是地下水系统的修复,不能忽视地下水系统与土壤修复的完整性,否则会造成二次环境污染.本文在分析土壤中重金属污染物迁移规律的同时提出完整的土壤修复新技术CH-PRB工艺.