不同pH的柠檬酸对茶园土壤溶出液中氟组分变化的影响

通过连续流动搅拌法,研究了不同pH的柠檬酸对茶园土壤溶出液中氟组分变化的影响.结果表明,土壤溶出液的pH随溶出时间的延长而逐渐减小.土壤溶出液中的游离态氟和总氟的浓度随时间的延长和柠檬酸pH的升高而逐渐减小,且呈现初始(0—6h)溶出浓度较高,而后(6—10h)逐渐减缓的趋势.土壤氟的溶出过程用一级动力学方程、Elovich方程、扩散方程和双常数方程均有较好的拟合,决定系数(R2)均大于0.90.低pH(pH3.5)条件下,F主要以H-F形态存在,随着pH的升高(pH4.0—5.0),H-F形态的氟减小,Al-F络合态的氟增多,且随时间延长,溶出浓度均降低.反应开始的前1h,Al-F络合物主要以AlF3为主,占氟溶出总量的90%以上;至7h时,AlF+2的溶出量逐渐增大,并逐渐超过AlF3.低pH的柠檬酸促进土壤游离态氟和总氟的溶出,有利于络合态氟的形成,但对Al-F络合物的形态转化没有显著影响.     

大宝山矿水外排的环境影响:Ⅰ.下游水生生态系统

通过水质生物检测、理化分析及野外水生大型无脊椎动物多样性实地调查等综合方法，就广东大宝山矿区南侧拦泥库溢出的酸性矿水对下游横石水河生态系统的影响进行了系统研究。结果表明，大宝山矿区拦泥库溢出的酸性矿水对隆线溞具有较强的急性生物毒性，酸性矿水24h，48h及96h对水溞的半致死体积分数LC50分别为13．55%、10．30％、6．20％；安全体积分数为0．06％。通过在暴雨期间对拦泥库上游洪水的各项指标的分析结果表明，拦泥库溢出的酸性矿水pH值可低至2．15，其中铁及重金属的质量浓度分别为：铁216．79mg/L、锌73．23mg/L、铜32．63mg/L、铅1．82mg/L、镉0．87mg/L。在尾矿坝下游3．5km处，重金属质量浓度分别为：铁51．63mg／L、锌2．83mg/L；铜1．64mg／L、铅2．67mg／L、镉0．1mg／L，和锰20．50mg／L。从矿水排放口到受矿水影响的下游50km范围内，河水pH的变化幅度为3．36-7．42。大型无脊椎动物多样性的调查显示，从尾矿坝到受矿水影响的下游25km范围内，未发现任何底栖动物，而在横石水河上游未受矿水影响的对照点中至少有36利底栖动物存在。可见由大宝山矿区排出的酸性矿水对下游溪流的水生生物多样性和河流生态系统造成了严重的破坏。     

粤北大宝山矿区尾矿场周围土壤重金属含量对土壤酶活性影响

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害.采选冶产生的废液及同体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子随着酸水排入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境.对该铅锌尾矿污染区土壤酶活性进行了测定.结果表明,污染区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低,其中脱氢酶和脲酶活性下降最明显.多元回归模型显著性检验表明,蔗糖酶活性与矿区土壤重金属复合元素含量之间呈极显著相关,而单一脱氢酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性与重金属复合元素含量呈显著相关.研究表现出矿区土壤重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.     

镍钴采选行业废石和尾矿中重金属淋溶释放规律研究

镍钴采选废石和尾矿中重金属的溶出释放规律对矿区的重金属污染防治具有重要意义。但目前,国内还没有对镍钴行业采选产生的尾矿和废石中重金属的溶出规律开展研究。本文以镍钴采选企业的尾矿和废石作为样本,开展了毒性浸出实验。研究了不同pH值、离子强度、温度等实验条件对重金属溶出的影响,探讨了镍钴采选过程中所产生的尾矿和废石中重金属的溶出特性和释放规律。实验结果表明,尾矿样品中Ni的浸出浓度为42.28 mg·L^-1,是最大允许排放浓度的8.86倍,为具有浸出毒性特征的危险废物;废石样品中重金属Ni和Cu的溶出浓度分别为4.72 mg·L^-1和26.2 mg·L^-1,超过最大允许排放浓度,属于第Ⅱ类一般工业固体废物。pH对样品中Ni、Cr、Pb、Co和As的溶出量影响较大,其中尾矿中Ni和Cu在pH较低的条件下,可达到44.28 mg·L^-1和53 mg·L^-1,远高于最大允许排放浓度,而Hg、Cd和Cu的溶出量随pH值的变化不大。除As以外,样品中大多数重金属的溶出质量浓度在酸性条件下比在中性条件下高,这表明在酸性环境条件下,这些重金属对周围生态环境的潜在风险更大。离子强度的变化对Cd和Co的溶出量的变化并不明显,而当离子强度变化时,Ni、Cr、Pb、Hg、Cu和As的溶出量可能达到最大,使周围环境的潜在生态风险增大。当温度达到35~40℃时,部分重金属如Co、Pb、Cd 等,溶出量将达到最大;当温度低于25℃时,除 Ni 以外,大部分重金属溶出量很低。而温度变化对重金属Cu、As、Cr和Hg的溶出量的影响不明显,波动范围较小,对周围生态环境产生的潜在生态风险较小。     

矽卡岩型钼矿尾砂中重金属Mo的淋滤实验研究

运用动态淋滤法实验研究了辽宁葫芦岛地区矽卡岩型辉钼矿浮选法产生的尾矿中重金属钼的淋滤行为(15 ℃和35 ℃,淋溶液pH值4～9).结果表明:淋滤液均呈碱性,钼的质量浓度为7.5～14.2 mg·L-1,淋滤累积质量为54～69 mg,占总钼的12.56%～16.54%;与Pb、Cu和Zn等重金属随酸性排水淋滤迁移不同,钼在碱性环境中具有较强迁移性;尾砂中斜长石和钠长石等矿物因具有较强的产碱能力形成了尾砂内部的碱性环境;尾矿中MoS2和MoO3在碱性环境下转化为MoO42-是迁移的主要机制.pH值为5～9时,淋滤累积质量与pH值正相关.因酸可溶态钼发生溶解,pH值为4淋滤累积质量大于pH值为5时的淋滤累积质量,排水仍为碱性.温度能够加速淋滤速率,35 ℃淋滤液中钼质量浓度比15 ℃的高7%～10%.因此,对该区尾砂应该设置标准尾矿库封存管理,否则将对环境造成严重影响.     

土氟静态吸附特性及其影响因素

采用室内试验方法,研究了4种土对氟的静态吸附特性及其影响因素.结果表明:四种土的吸附性能与氟质量浓度的关系用回归方程拟合达极显著的直线正相关水平,土吸附系数差异,表现为中沙<粉土<粉质粘土<粘土.此外,土吸附氟后的平衡溶液pH值随氟加入质量浓度增大而上升,主要是氟与OH-发生交换吸附作用;干扰因素试验中,HCO3对氟吸附有重要影响,随其质量浓度增加而减少,CR、S042-表现不明显;pH值因素试验中,氟的吸附性能随pH值先增加后下降,原因是酸碱条件影响了氟的存在形态,导致土氟吸附性能发生变化.     

赣南某钨矿区土壤重金属污染生态风险评价

对赣南某钨矿区及周边农田土壤重金属的污染进行调查,分析了2个尾矿堆积区及17个农田采样区土壤中重金属Pb、Cr、Mn、Zn、Cu和Cd的总量和形态,采用潜在生态危害指数法和RAC风险评价法对研究区域土壤重金属的生态风险进行评价.结果表明,尾矿堆积区尾砂中6种重金属远远超过江西省土壤背景值和国家土壤环境质量二级标准,土壤重金属浓度水平分布表现为尾矿堆积区尾矿附近农田土壤矿区周边农田土壤.形态分析结果显示矿区农田土壤中6种重金属主要以可还原态、可氧化态和残渣态存在,尾矿附近农田土壤重金属Pb、Mn、Zn和Cd酸溶态占比均大于10%,具有较强的生物有效性.潜在生态危害指数评价表明研究区域表层(0—20 cm)和中层(20—40 cm)土壤存在极强的重金属生态危害,Cd是土壤重金属潜在生态风险主要的贡献因子.RAC风险评价结果表明,尾矿附近农田0—40 cm土壤中Zn和Cd存在的生态风险较大,而矿区周边农田0—40 cm土壤中Cd和Mn存在的生态风险相对较大.综合基于重金属总量分析的潜在生态风险指数和基于重金属有效态的RAC评价结果,Cd、Zn和Mn的污染是研究区域土壤污染风险控制需要关注的重点.     

微波消解ICP-AES法测定土壤及植物中的重金属

建立了微波消解、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)同时测定赣南钨矿区尾砂库的土壤和植物中重金属的测试方法.结果表明:土壤和植物分别经HNO3-HF-HClO4(4∶ 5∶ 2)和HNO3-HClO4(8∶ 2)消解后完全分解,适当增加RF功率和雾化速率有利于提高重金属的信噪比,采用内标法有效地改善了检测结果的准确度和精密度.土壤和植物分析方法的加标回收率分别为96.0%-113.6%和97.2%-107.0%,RSD分别为1.31%-4.16%和1.59%-4.17%.     

镉在五节芒(Miscanthus floridulus)不同种群细胞中的分布及化学形态

通过营养液培养,以种子分别来自粤北大宝山矿区和惠州博罗非矿区的2个五节芒种群为试验材料,并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,比较研究了Cd在2个种群根、茎和叶片中的亚细胞分布及化学形态.结果表明,五节芒2种群各部位的Cd主要富集在细胞壁和以液泡为主的可溶组分,在叶绿体、细胞核和线粒体中的分布较少;2种群根、茎、叶的亚细胞各组分Cd含量由高到低的次序均为:细胞壁组分(F1),可溶组分(F4),细胞核和叶绿体组分(F2),线粒体组分(F3).Cd在五节芒矿区种群根、茎、叶中的含量均显著高于非矿区种群.提高Cd处理质量浓度,对于非矿区种群,Cd在细胞壁(F1)和可溶组分(F4)的分配比例下降,在细胞核和叶绿体组分(F2)与线粒体组分(F3)的分配比例卜升;而对于矿区种群,Cd在细胞壁(F1)的分配比例上升,在可溶组分(F4)、细胞核和叶绿体组分(F2)与线粒体组分(F3)的分配比例下降,细胞壁对Cd的同持作用增强.五节芒2种群根中Cd的化学形态存在着明显差异:低Cd(5 mg·1-1)处理下,矿区种群根中的Cd以水提取态、氯化钠提取态和醋酸提取态为主,各占36.41%、28.15%和17.04%,其它形态所占比例较少;而非矿区种群根中的Cd以氯化钠提取态、水提取态和醋酸提取态所占比例较大,各占31.58%、23.15%和20.85%.提高Cd处理质量浓度,矿区种群根中的氯化钠提取态为优势形态,所占比例提高到41.29%,水提取态所占比例也提高到38.25%.其他提取态所占比例均有不同幅度下降;而非矿区种群根中氯化钠提取态Cd含量比例下降到21.45%,各化学形态的在分配比例上表现为平均化趋势.因此,细胞壁同持、可溶组分的液泡区隔化和向活性较弱的结合形态转移可能是五节芒矿区种群耐Cd的主要机制.     

聚丙烯酸钾对矿区先锋植物重金属富集能力的影响

本文探究不同浓度聚丙烯酸钾对矿区先锋植物重金属富集能力的影响.选定柿竹园尾砂坝与高斯贝尔尾砂坝中的植物小飞蓬、花叶水葱与苦菜为研究对象,通过添加0.20%、0.40%、0.60%的聚丙烯酸钾种植培养4个月,经微波消解后采用火焰原子吸收光谱法直接测定植物地上部分、地下部分与土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的含量,分析聚丙烯酸钾浓度与富集能力的关系.实验结果表明,通过添加聚丙烯酸钾植物对Cu、Zn、Pb和Cd的富集能力有所增强.两处砂坝的花叶水葱对Cu、Zn、Pb、Cd的转移系数及富集系数均以0.6%浓度的聚丙烯酸钾提高最多,高斯贝尔砂坝的小飞蓬则以0.2%浓度的提高最多,其余植物以0.4%浓度的提高最多.原因为不同植物的最佳生长条件不同且矿区之间的环境也有所差别,这些都导致栽培植物最适合的聚丙烯酸钾浓度不同.且植物苦菜对Cu的富集能力低于对Zn、Pb、Cd的富集能力表明同种植物对不同金属的富集能力也有所不同.因此根据土壤土质添加适合浓度的聚丙烯酸钾及土壤中金属含量的不同采取多种植物的混合搭配种植,可用于Cu、Zn、Pb和Cd尾矿废弃地的复垦.