煤矸石中有害微量元素的静态淋溶试验研究

在煤矸石的静态淋溶试验的基础上。研究了7-种有害微量元素的淋溶特性，分析了微量元素析出的影响因素。结果表明，淋溶液最终pH呈弱碱性：元素溶出浓度与淋溶时间，淋溶温度，煤矸石粒径，淋溶液pH值以及元素在煤矸石中的含量，赋存状态、本身性质有密切关系。     

降雨径流下不同煤矸石堆场Fe、Mn、SO_4～(2-)污染特征比较

在自然降雨条件下,采用对贵州废弃煤矸石堆场野外勘查分区采样的方法,对不同风化程度的代表性煤矸石堆场进行分区:泥质煤矸石,砂质煤矸石,煤矸石夹砂,煤矸石夹土,分析比较不同堆场地表径流主要污染物质Fe、Mn、SO42-的污染特征。结果表明:煤矸石堆场地表径流的pH值变化范围为2.27⁷.94,水质表现为低pH值、高含量的Fe、Mn、SO42-;不同堆场主要污染物Fe、Mn、SO42-的浓度存在明显的差异,泥质煤矸石砂质煤矸石?煤矸石夹砂?煤矸石夹土;同时,采用地表水环境质量标准对其水质评价,泥质和砂质煤矸石堆场处于严重污染水平。     

煤矸石中无机盐对地下水污染影响的试验研究

通过模拟淋溶试验，研究了风化煤矸石中无机盐对地下水污染的可能性，结果表明，风化煤矸石中的可溶性无机盐类可被天然降水淋溶，对地下水科生污染，煤矸石淋溶液中的主要污染物是总硬度，硫酸盐，锰，初次淋溶训总硬度最高可达２１７０ｍｇ／Ｌ，硫酸盐最高可达在１５００ｍｇ／Ｌ锰最高可达１．５４６ｍｇ／Ｌ，淋溶液无机盐浓度与淋溶水量呈对数曲线关系，无机盐累积淋溶量与淋溶水量呈对数曲互关系，风化煤矸石中无机阳离子（Ｃ     

煤矸石路基材料Ca/Mg淋溶污染特性分析研究

以某高速公路煤矸石路基材料项目为依托,本文在研究分析煤矸石矿物组成和元素组成的基础上,重点研究了煤矸石应用于高速公路路基后Ca、Mg的淋溶释放特性对地下水的影响。研究结果表明：煤矸石的矿物组分主要是粘土矿物（高岭石等）和钙铝硅酸盐;Ca、Mg元素在煤矸石中含量居中等水平,分别为1 438.33μg.g-1、661.67μg.g-1,淋溶元素浓度与煤矸石中元素含量不呈对应关系;Ca、Mg浓度与淋溶液累计水量间呈指数负相关关系,至720 mL后趋于稳定,说明煤矸石对地下水硬度升高的作用主要在淋溶初期;Ca、Mg淋溶特性与K、Na、B等元素的淋溶特性具有很强的正相关性。     

煤矸石与粉煤灰淋溶渗出液对水环境影响研究

试验表明,煤矸石与粉煤灰淋溶渗出液pH值将会稳定在煤矸石和粉煤灰本身pH值附近,淋溶渗出液的重金属离子含量及酸碱度符合<一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准>(GB18599-2001),不会对地下水环境造成污染.试验还表明煤矸石和粉煤灰对淋溶水中高含量的重金属有一定的吸附作用.     

柠檬酸对污染棕壤中镉的去除优化及结合形态影响

针对农田土壤重金属污染,研究了有机酸对土壤中镉的去除条件优化及结合形态的影响,旨在发展一种环境友好、可原位且永久去除土壤中镉（Cd）的淋溶暗排联合净化方法.采用环境友好型淋溶剂柠檬酸,通过批试验确定淋溶最佳参数（柠檬酸浓度、固液比、淋溶次数、淋溶时间和淋溶方式）.同时,将自行设计的淋溶瓶和淋溶暗排箱用于批试验最优化参数验证和原位土壤中Cd清除模拟,用CaO絮凝法除去收集暗排废液中的Cd,并通过BCR连续提取法评估土壤中Cd的迁移性和有效性.结果表明,通过柠檬酸的连续分批浸提,使用0.30 mol·L^-1柠檬酸以1 g∶1.5 mL的固液比连续3次、6 h振荡浸提对土壤中总Cd的淋溶去除率可达81.3%.通过淋溶暗排箱试验,经柠檬酸-水梯度淋溶可有效去除78.0%的Cd,暗排液经CaO絮凝可去除95.6%的Cd;柠檬酸对弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态Cd的淋溶去除率分别为83.0%、70.3%、43.9%和25.0%.研究表明,采用淋溶暗排和CaO絮凝的联合方法可快速去除污染农田土壤中的Cd并避免暗排液二次污染.后续研究需进一步扩大试验规模并开展野外验证试验.     

pH对高速公路煤矸石路基材料淋溶特性的影响及模拟

煤矸石中含有多种有害微量元素,作为高速公路建材的煤矸石大气降水和汇水的淋溶和冲刷可能对地下水造成二次污染。考察了煤矸石在不同pH(3.0,5.0,7.0,9.0)条件下的淋溶特性并模拟了其动力学规律[1]。结果表明,煤矸石淋溶出的Mg2+、Na+、Ca2+、K+、SO2-4、NO-3、Cl-等离子在pH=3的溶液中呈现了较大的浓度;在不同酸度条件下,溶液酸度越强,几种离子的浓度也相应增大;有害微量离子呈现出不同的淋溶规律,pH越低,淋出浓度越大,其中Mg2+、Na+、SO2-4、NO-3的溶出溶度与淋溶体积符合幂指数关系。研究可为煤矸石资源化利用过程中地下水污染的控制提供一定参考依据。     

三峡库区香溪河流域磷矿废石磷素释放特性研究

以三峡库区香溪河流域内所堆存的磷矿开采废石为研究对象,分别利用去离子水和人工配制的酸雨(pH=4.5)作为淋溶液,采用动态柱淋溶的试验方法,对比分析了磷矿废石在中性和酸性淋溶条件下的磷素释放特性.结果表明,在中性淋溶条件下,磷矿废石淋出液将长期处于弱碱性状态(pH=7.0~9.0),而在酸性淋溶条件下,淋出液pH值将在液固比(L/S)达到0.5mL/g后由弱碱性(pH=8.0~9.0)转变为弱酸性(pH=6.0~7.0);磷矿废石淋出液中的总磷(TP)浓度主要受淋溶环境pH值的影响,呈现出随液相pH减小而增大的趋势,而淋溶时间的增加不会对淋出液中的TP浓度形成稀释效应;当淋溶环境的pH值相对稳定时,磷矿废石将以稳定的溶解速率向液相中释放磷素;而当淋溶环境的pH值由弱碱性向酸性转变时将形成磷素加速释放期;无论是在自然淋溶条件还是在酸性淋溶条件下,磷矿废石淋出液中的TP浓度均超出超过GB 8978-1996中所规定的III类水域TP的排放限值(0.5mg/L),应将其视为II类工业固体废弃物进行相应的处置,以降低其对香溪河库湾的磷污染风险.     

浸泡淋滤作用下煤矸石重金属元素的释放规律及特征研究

为探究天然煤矸石在雨水浸泡淋滤作用下重金属元素的释放规律及特征,通过扫描电镜(SEM)对天然煤矸石进行表征以观察其淋滤前后的微观形貌,借助X射线衍射(XRD)技术测定煤矸石淋滤前后的矿物成分组成及变化情况.结合模拟降水连续静态浸泡与动态淋滤试验,考察在不同固液比、粒径、pH、土壤介质条件下煤矸石中重金属元素的释放规律与特性.结果表明：(1)淋滤后的煤矸石表面凹凸结构较多,淋滤前后煤矸石中各矿物相含量差异较小.(2)As、Mn的浸出浓度均较高,最大释放率大小表现为As>Cd>Cu≈Ni>Mn>Cr>Zn>Pb. As的累积释放对周边土壤环境以及地下水产生不利影响的风险较高.(3)连续动态淋滤试验在pH为3时,Mn、Cu、Zn、Ni的累积释放量明显较高,As、Cr在中性条件下的累积释放量高于在酸性条件下.引入土壤介质这一因素后,Cr、As的累积释放量均明显减少,这两种重金属元素均呈现出在土壤中积累的状态.研究显示：对于相同煤矸石堆存量,降雨量越大,重金属的释放总量越高,固液比为1∶20时,As释放量最高可达2.822μg/L;Cr、As呈现出在土壤中积累...     

煤矸石在新型动态循环淋溶装置中的淋溶特性

采用新型循环淋溶装置对煤矸石进行连续240h的淋溶实验,研究了煤矸石中重金属在淋溶过程中的溶出规律,通过向淋溶液中添加聚丙烯酰胺（CPAM）考察了固体颗粒物的沉降特性.结果表明： 随着淋溶反应时间延长,煤矸石中碱金属Na元素溶于水,形成碱性溶液,这两种因素导致淋溶反应初期淋溶液pH值升高.As、Zn离子浓度在淋溶时间为1~24h时呈上升趋势,而在24~72h,离子浓度呈下降趋势.淋溶液中Cr、Pb、Ba离子浓度在120h内均呈现上升趋势,而在120~240h,对于Cr离子来说,淋溶液的碱性环境促使Cr离子溶出率增大,但取样次数的增多也对Cr离子的浓度降低起到促进作用;淋溶液稀释和Ba离子的沉淀化合物形成,导致淋溶液中Ba离子浓度降低.120~240h,淋溶液中有机物被微生物的生化作用分解以及取样后外加塌陷区水体对淋溶液中COD和BOD起到稀释作用,使COD和BOD降低.在淋溶反应24h内,淋溶液中TON和NH₃-N出现波浪式变化,淋溶时间大于24h时,TON和NH₃-N总体呈升高趋势.随着淋溶时间延长,淋溶液中的固体颗粒物沉降速度逐渐变慢,延长了沉降时间.煤矸石中一些含氮化合物溶解于水中,使淋溶液中电离出 NH₄⁺离子,形成碱性环境.     

新化矿区煤矸石中微量元素赋存形态及浸出特征

利用BCR连续提取法和浸泡实验,对贵州省新化煤矿区不同风化程度的煤矸石中微量元素As、Cd、V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb的赋存形态及浸出浓度进行研究。赋存形态研究结果表明:在煤矸石中As和Cd元素主要以酸溶态、可还原态和可氧化态形式赋存,而其他微量元素V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb主要以残渣态形式赋存;除了V元素的赋存形态含量百分比不受煤矸石风化程度影响外,其它微量元素的赋存形态的含量百分比均会受到煤矸石风化程度的影响。煤矸石的浸出实验表明:浸泡时间是影响煤矸石中微量元素释放的一个重要因素;在浸泡过程中,大部分微量元素在浸泡前期的浸出浓度受煤矸石风化程度的影响,Zn和Cu元素则是在整个浸泡过程的浸出浓度均受到煤矸石风化程度的影响;不同粒径大小的煤矸石在浸泡过程中,除微量元素As和Co的浸出浓度不受煤矸石粒径大小的影响,其他微量元素在浸泡前期和中期的浸出浓度均与煤矸石的粒径大小呈反比。     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究。实验结果表明:①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定。因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准。     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

摘要：以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究。实验结果表明：①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定。因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准。     

煤矸石山覆土体系重金属污染特征及生态风险评价

长期堆积的煤矸石会在雨水淋滤、地下水浸泡下释放重金属元素,随着水流向周边土壤扩散的同时,也会在土壤毛细作用及植物根系活动作用下向上层覆土迁移,对土壤质量产生影响。以宁夏宁东某矿矸石山为研究对象,分析矸石山不同深度覆土及周边0~200 m土壤环境中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni元素的空间分布特征,探究土壤环境质量现状,并综合评估土壤生态风险。研究表明:Cr是研究区的主要污染因子,矸石山覆土有86.36%的采样点位Cr含量超过原土,矸石山周边表层、深层土壤分别有100%、50%的采样点位Cr含量超过对照点土壤背景值;煤矸石中有毒重金属元素向覆土有一定的迁移性,且与煤矸石层接触的土壤中重金属元素富集明显;煤矸石粉尘扩散是周边土壤中重金属元素富集的主要途径,其显著影响范围在矸石山10 m内;矸石山周边土壤潜在生态危害指数(RI)为40.80~63.31,污染程度均为轻微,矸石山覆土潜在生态危害指数(RI)为44.83~70.54,仅有1个点位污染程度达到中等。     

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%.      

煤矸石井下填充后微生物降解残渣的分析

通过对煤矸石进行微生物降解试验,探讨煤矸石并下填充的可行性并为填充后的污染控制提供理论依据。试验结果表明：煤矸石中有机质可以被微生物降解,浸泡和接种物驯化有利于微生物降解有机质,而且接种物含量和浸泡时间影响残渣中金属Ag、Cu、CO和Fe的含量;试验后残渣中CaO、MgO、SiO2不会对地下水造成太大影响,但残渣中Fe2O3含量相对较大,将可能引起地下水中Fe超标,可能对地下环境有一定的影响。     

化纤厂废硅藻土再生利用研究

化纤厂废硅藻土再生利用研究以处理腈纶废水后的硅藻土为研究对象,从废硅藻土再生利用的角度出发,用动态渗滤实验方法研究硅藻土上所吸附的主要金属离子(Na+、Al3+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+)的相关解吸规律及效果,并用静态浸泡实验方法研究SO42-的解吸规律效果及效果。实验结果表明:以pH=11水溶液进行动态渗滤处理,所获得的硅藻土吸附性能得到较好的恢复。     

煤矸石中元素Ba、Ni、Sr的淋溶析出

对安徽淮南煤矸石进行了成分分析和淋溶析出实验研究,结果表明：微量元素Ba、Ni、Sr在矸石山底部的含量高于新鲜样品,由此得出这三种元素对周围土壤及水环境的影响可能是有限的。     

不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响

为评价不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响,设置处理1(充氧饱和的曝气去离子水,Eh=229mV)、处理2(煮沸30min的去离子水,Eh=250mV)两种氧化环境及处理3(添加富含有机质的过滤养殖废水,Eh=14mV)一种还原环境的水溶液做浸提剂,对煤矸石进行0～9d的连续振荡浸提试验.结果表明:在浸提初期(0～1d内),煤矸石表面已形成的氧化产物迅速溶出,使得两种氧化环境和还原环境下的煤矸石浸出液pH都迅速降低,EC、Eh及多种溶出离子浓度迅速升高,但还原环境下煤矸石浸出液中Cu、F-浓度变化不显著,且还原环境下浸出液中其他离子虽有上升但显著低于氧化环境下.随浸提时间延长(1～9d),两种氧化环境下煤矸石浸出液pH继续降低,浸出液中Fe、Mn、Cu、Zn和SO2-4、F-多种污染物质溶出数量明显增加并呈现典型的持续氧化产酸过程;而还原环境下煤矸石浸出液的pH随时间延长降低不明显,Fe、Mn、Zn等污染物质溶出数量显著低于两种氧化环境下,Cu和SO2-4的释放也受到明显抑制.说明还原环境能有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出,且显著低于氧化环境.因此,在煤矸石堆场投加有机质形成还原(厌氧)环境可进行矸石污染的原位控制及治理.