深圳市生活垃圾焚烧飞灰的基本特性研究

采用深圳市某垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰作为研究样品,对飞灰的含水率、堆积密度、压实密度、重金属形态分布、基本元素组成、矿物相成分、重金属浸出毒性以及腐蚀性等11项物理化学特性指标进行系统分析。结果显示:该飞灰的Pb浸出浓度超标,浸出pH=12.86,属于具有腐蚀性和浸出毒性的危险废物。根据Tessier的5步连续萃取法,该飞灰的重金属形态可分为5种,其中Cr主要以可交换离子态和残渣态存在;Ni主要以不稳定态存在,铁-锰氧化物结合态为74%;Cu、Cd和Pb主要以残渣态存在;Zn主要以残渣态存在,其它形态的浓度分布相对均匀;Hg和As主要以有机结合态和残渣态为主。结果说明,在酸雨条件下,飞灰中重金属形态之间可以发生转化,增加重金属的水溶性和活性,对环境造成二次危害。     

云南某砷矿区冶炼渣中Hg存在形态研究

利用BCR三步提取法提取砷冶炼渣中Hg的铁锰氧化物结合态、可交换态及碳酸盐结合态、有机物及硫化物结合态,再以高压密闭消解法分离出矿渣中的Hg元素,采用原子荧光光度法测定Hg的总含量,最后计算出残渣态Hg含量。结果表明,云南某砷矿废矿场中汞的存在形态主要是铁锰氧化物结合态、可交换态及碳酸盐结合态,这两种形态的Hg含量超过总含量的85％;有机物及硫化物结合态和残渣态的含量所占比例较小。     

含铀煤燃烧底灰中铀的形态分布及其影响因素研究

以云南临沧的含铀褐煤为研究对象,在实验室模拟燃烧试验,考察了不同温度、时间、原煤粒径和是否加入CaO 4种燃烧控制条件下煤的燃烧过程,并采用逐级提取法分析了燃煤底灰中铀的赋存形态,讨论了不同燃烧条件下燃煤底灰中不同赋存形态铀的含量及其相互转化关系。结果表明:燃煤底灰中铁锰氧化物结合态铀和残渣态铀的含量随燃烧温度的升高而增加,碳酸盐结合态铀的含量随燃烧温度的升高而减小;在600℃、不同条件下的原煤燃烧过程中,燃煤底灰中碳酸盐结合态铀和铁锰氧化物结合态铀的质量随燃烧时间的增加逐渐增加,有机物结合态铀和残渣态铀的质量随燃烧时间的增加逐渐减少;原煤粒径较小时,在燃烧过程中易形成飞灰而降低各种赋存形态铀在燃煤底灰中的含量;在原煤燃烧过程中,加入适量CaO会提高燃煤底灰中除离子交换态铀外的各种赋存形态铀的含量,使燃煤底灰中的铀富集。     

成都市郊区域农田中土壤镉形态研究

农田土壤是镉生态循环的重要介质，所含镉对人体健康的危害不可忽视。镉在土壤中以多种形态存在．可划分为水溶态、离子交换态，碳酸盐结合态、Fe及Mn氧化物结合态，有机结合态、残留态。不同存在形态镉的生物有效性各不相同，因而对环境和人体健康造成的影响也存在差异。水溶态镉，离子交换态镉具有很高的生物有效性。碳酸盐结合态镉在弱酸性条件下生物有效性较高，Fe及Mn氧化物结合态镉、有机结合态镉、残留态镉生物有效性很低。本研究采用连续提取法和原子吸收法对成都市某郊区基本农田的35份土壤样品中各形态镉进行了提取和测定。结果表明。成都市某郊区农田土壤的镉污染状况较为严重，37．14％的土壤含高生物有效性的水溶态镉或离子交换态镉。土壤中水溶态镉、离子交换态镉的存在与环境污染有密切联系。Fe及Mn氧化物结合态镉，有机结合态镉、残留态镉的存在受耕作因素和成土母质影响较大。     

几种有机物料对设施菜田土壤Cd、Pb生物有效性的影响

利用风化煤、草炭和生物炭这3种有机物料,采集陕西关中地区设施菜田土壤,通过2014~2015年两季盆栽模拟试验,研究了3种有机物料在设施菜田土壤重金属Cd、Pb单一和复合污染条件下对Cd、Pb生物有效态等赋存形态的影响,探究风化煤、草炭和生物炭对设施菜田重金属Cd、Pb污染土壤修复的可行性.结果表明,风化煤显著降低了复合污染土壤中Cd有效态含量,达11.9%(P0.05),并使Pb有效态含量显著降低达83.5%以上(P0.05);对Cd、Pb的交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态之和分别降低了26.4%~34.4%和12.0%~34.5%.草炭显著降低了复合污染土壤中Cd有效态含量18.9%(P0.05),分别显著降低了Pb单一和Cd、Pb复合污染土壤中Pb有效态含量2.7%和7.2%(P0.05),对Pb交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态三者之和分别降低了15.8%和14.6%.生物炭提高了土壤p H 0.03~0.08个单位,分别降低了Cd有效态、Pb有效态含量4.7%~15.0%和1.0%~6.8%,Pb交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态之和降低了11.9%~66.6%.风化煤、草炭和生物炭使番茄地上部对Cd的累积量显著降低15.0%~38.0%(P0.05),使复合污染条件下番茄地上部对Pb的累积量显著降低17.9%~30.0%(P0.05).番茄Cd含量与土壤中Cd交换态含量呈现极显著正相关关系(P0.01).番茄Pb含量与Pb交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态三者含量之和呈现极显著正相关关系(P0.01).综合来看,风化煤、草炭和生物炭这3种有机物料可以通过改变设施菜田土壤p H值和对重金属的吸附、络合等固定作用,降低土壤中Cd、Pb高活性态比例,进而减少植物对Cd、Pb的累积.     

湘江株洲段沉积物中铅的形态分析及污染评价研究

采用Tessier五步浸提法,对湘江株洲段的枫溪、白石、霞湾、马家河四个断面沉积物样品进行分析,分别提取可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态五种形态,并采用电感耦合等离子体发射光谱法测定铅的各种形态含量.这四个断面的表层沉积物中铅形态含量最低的均为碳酸盐结合态,次低的为可交换态,铁锰氧化物结合态和残渣态是含量相对较高的形态.选择风险评价准则、地累积指数法和潜在生态危害指数三种方法对铅的污染状况进行了评价.     

凤冈富硒富锌茶园土壤中的锌及其形态分析

采用Tessier连续化学浸提技术,对凤冈茶园土壤进行了可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态锌的提取,应用火焰原子吸收光谱法(FAAS)对茶园土壤总锌和各结合态锌进行了测定,并讨论了土壤全锌含量及各形态锌含量与土壤pH的关系。测定结果表明,在测试的39件土壤样品中,土壤pH值在3.92～5.16之间,平均pH值为4.66,属酸性土壤。全锌的最高含量为245.7mg/kg,最低含量为31.1mg/kg,平均含量为116.0mg/kg,超过了我国茶园土壤锌的平均含量100mg/kg。在采样的四个茶园中,总的来说土壤锌结合态的分布规律为:残渣态(铁锰氧化物结合态(有机结合态(可交换态(包括水溶态)(碳酸盐结合态。     

外源稀土在根际与非根际土壤中的存在形态

采用根际袋法研究了稀土在春小麦根际土壤与非根际土壤中存在形态的差别.结果表明,外源稀土进入土壤后,在根际土壤与非根际土壤中主要以残渣态形式存在,各形态含量的大小顺序为:残渣态>碳酸盐结合态>可交换态>铁锰氧化物结合态>有机质结合态.小麦根系活动明显影响根际土壤中的稀土存在形态,根际土壤中的可交换态和铁锰氧化物结合态含量明显大于非根际土壤中的含量,而碳酸盐结合态有所下降,有机质结合态无明显变化.     

重金属元素BCR提取法及在太湖沉积物研究中的应用

采用BCR提取法,HCl-HNO3-HF消化法和ICP-AES仪器测定了西太湖沉积岩芯中Cu,Fe,Mn,Ni,Pb和Zn 6种重金属元素不同形态的质量分数.结果表明:采用BCR方法对太湖沉积物重金属元素形态进行提取,提取结果具有较高的精度和稳定性;受元素地球化学性质及沉积物理化性质的影响,Cu,Fe,Ni和Zn以残渣态为主;Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主;Pb的有机物及硫化物结合态,Fe/Mn氧化物结合态以及残渣态的质量分数基本一致;重金属元素Fe/Mn氧化物结合态的质量分数与可还原态Mn质量分数有较好的正相关性,有机物及硫化物结合态的质量分数与有机质质量分数相关性较好.      

淀山湖沉积物中重金属元素分布特征及其季节变化

分别于夏冬两季采集淀山湖表层柱状沉积物样品,分析了沉积物样品中Cd、Pb、Cu、Cr、Fe和Mn的总量分布特征,用Tess-ier连续提取法,系统地对沉积物中重金属元素的形态分布进行了研究,并初步探讨了重金属元素分布特征的季节变化的原因。结果表明:沉积物中Pb的总量存在季节变化;沉积物中Cd、Cu、Cr和Fe主要存在于残渣态中,但Pb的铁锰氧化物结合态与Cu的有机质-硫化物结合态均为各自的优势结合态;Mn主要以可交换态、铁锰氧化物结合态及残渣态存在;Cd、Pb、Cu、Cr、Fe和Mn各形态含量均存在季节变化,其总量及各形态含量的变化与温度、pH、Eh等有关。     

垃圾焚烧飞灰浓度对黑曲霉生长及重金属生物淋滤效果的影响

采用黑曲霉生物淋滤飞灰中的重金属,探讨了不同飞灰浓度对菌体生长、pH值、产生的有机酸种类及金属溶出效果的影响,并比较了生物淋滤处理前后飞灰的浸出毒性.结果表明,黑曲霉在代谢生长过程中产出的有机酸使pH值下降,将重金属从固相的飞灰中溶出.呈碱性并含有毒重金属的飞灰使黑曲霉的生长出现了延迟期.当飞灰质量浓度为20 g/L时,菌体生长量在192 h达到最大值(28.61 g/L),淋滤结束后的最低pH值为3.85,重金属溶出效果最佳.其中,Cd的溶出率达93.06%,Mn、Pb和Zn的溶出率均在70%左右,Fe、Cr和Cu的溶出率分别为22%、33%和47%.经生物淋滤后的飞灰中7种重金属浸出浓度远低于国家控制标准.     

Effects of solution chemistry on arsenic(Ⅴ) removal by low-cost adsorbents

Natural and anthropogenic arsenic （As） contamination of water sources pose serious health concerns, especially for small communities in rural areas. This study assessed the applicability of three industrial byproducts （coal fly ash, lignite, and green waste compost） as the low-cost adsorbents for As（V） removal under various field-relevant conditions （dissolved oxygen, As（V）/Fe ratio, solution pH, and presence of competing species）. The physico-chemical properties of the adsorbents were characterized by XRD, XRF, FT-IR, and NMR analysis. Batch experiments demonstrated that coal fly ash could provide effective As（V） removal （82.1%-95%） because it contained high content of amorphous iron/aluminium hydroxides for As（V） adsorption and dissolvable calcium minerals for calcium arsenate precipitation. However, the addition of lignite and green waste compost was found unfavourable since they hindered the As（V） removal by 10%-42% possibly due to dissolution of organic matter and ternary arsenate-iron-organic matter complexes. On the other hand, higher concentrations of dissolved iron （comparing As（V）/Fe ratios of 1：1 and 1：10） and dissolved oxygen （comparing 0.2 and 6 mg/L） only marginally enhanced the As（V） removal at pH 6 and 8. Thus, addition of dissolved iron, water aeration, or pH adjustment became unnecessary because coal fly ash was able to provide effective As（V） removal under the natural range of geochemical conditions. Moreover, the presence of low levels of background competing （0.8 or 8 mg/L of humic acid, phosphate, and silicate） imposed little influence on As（V） removal, possibly because the high adsorption capacity of coal fly ash was far from exhaustion. These results suggested that coal fly ash was a potentially promising adsorbent that warranted further investigation.     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果。3种巯基捕收剂的用量均为62.5μmol?g-1飞灰。扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊。利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性。在0.1mol?L-1醋酸浸提条件下,与Na2S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na2S处理（52.4%）。三种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应。重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解。为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要。     

Fe_3O_4、Fe_2O_3对燃煤飞灰比电阻和击穿场强的影响

利用从国内不同燃煤电厂采集的飞灰作为本底灰样，采用试剂添加、磁选分离和高温煅烧等多种方法分别制备Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４含量不等的试样，进而对这些试样的比电阻和击穿场强进行实验研究。研究结果表明，Ｆｅ_２Ｏ_３和Ｆｅ_３Ｏ_４对飞灰的电导性质的影响规律明显不同：Ｆｅ_３Ｏ_４含量提高４％，可使飞灰的比电阻降低约１个数量级，并使霜些飞灰在０．５ｋＶ／ｃｍ场强下产生电击穿；Ｆｅ_２Ｏ_３的比电阻和击穿场强大大高于Ｆｅ_３Ｏ_４，对飞灰的影响不大。实验结果为研究电除尘器收尘极板上飞灰对收尘机理的影响，和飞灰比电阻数学模型的建立提供了依据。     

添加稳定剂对尾矿土中砷形态及转换机制的影响

土壤中As的不同存在形态影响着其毒性、可移动性、生物有效性,且产生不同的环境影响.本研究以粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁、碎花生壳为稳定剂,探讨其对土壤As的稳定化效果以及p H、有机质和阳离子交换量与土壤As形态的关系.结果表明添加稳定剂后,土壤p H及有机质含量上升,残渣态砷含量升高.添加10%粉煤灰、10%干化污泥后,可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As分别下降了34.2%、17.5%、19.9%、53.7%,并转化为残渣态As,其含量增长了1.14%.当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后,土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量的降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%,残渣态As含量增加8.1%.添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%硫酸亚铁和1%粉碎花生壳后,可交换态As下降最显著,最大降幅为73.3%.施用适量的粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能使土壤中的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态As的一部分转化为残渣态As,降低其毒性.提高p H,残渣态As含量上升,可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰结合态As、有机结合态As含量下降,As在接近中性的环境中稳定性最好;提高有机质含量,碳酸盐结合态As与残渣态As含量上升,可交换态As、铁锰结合态As、有机结合态As含量下降,有机结合态As含量下降明显;阳离子交换量上升,残渣态As含量上升,可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰结合态As、有机结合态As含量下降.     

传统酸浸和微波酸浸处理飞灰重金属的效果及重金属的形态变化特征

采用HCl作为浸出剂,在不同的浸出条件下对垃圾焚烧飞灰中重金属进行浸出试验,并采用连续提取程序对酸浸稳定化处理前后的Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn进行形态分析,研究了传统酸浸和微波酸浸对7种重金属的浸出效率及处理前后的形态变化特征.结果表明,酸浸处理能够有效地从飞灰中提取重金属,浸出效率依次为Zn≈Pb＞Cd＞Mn＞Cu＞Cr＞Ni.微波效应可以明显提高大部分重金属的浸出效率,在液固比(L/S)=25 mL/g、时间7 min和1 mol·L-1HCl条件下Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的浸出率分别为80.17%、15.05%、58.25%、62.42%、8.88%、89.25%和93.03%.对飞灰酸浸残渣进行的连续提取实验表明,传统和微波酸浸处理后飞灰中重金属的可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态明显减少,重金属以残留态存在为主,飞灰稳定性显著提高.     

改性粉煤灰在处理锑矿选矿废水中的应用

针对锑矿选矿废水中锑和丁基黄原酸钠严重超标的问题,用酸改性粉煤灰对其进行吸附处理.试验结果表明,当改性粉煤灰处理选矿废水的最佳质量体积比(g.mL-1)为1:100,pH值为3,静置时间为4h时,可以将选矿废水中的锑浓度从28.611mg.L-1降到0.05mg.L-1以下,去除率达99.8%以上;废水中的丁基黄原酸钠浓度可从0.373mg.L-1降到0.02mg.L-1以下,去除率达95.0%以上.处理废水后的改性粉煤灰用硫酸-硝酸浸提,浸出液中重金属离子浓度均低于国家浸出毒性标准,表明改性粉煤灰是一种很好的锑矿选矿废水处理剂.     

NaAc(pH=3)缓冲液浸出焚烧飞灰中重金属的实验研究

采用HCl，HNO3，H2SO4，HAc，NaAc(pH=8．15)和NaAc(pH=3)作为浸取剂，分别对飞灰进行了浸出实验。NaAc(pH=3)浸出效果最好。以NaAc作浸取剂，对不同液固比(L／S)、浸取液浓度、浸出时间和初始pH值实验条件下Pb和cd的浸出效果进行分析，结果表明浸取剂浓度为0．5mol／L、液固化为10、浸出时间为60min和浸取液初始pH值等于3时对飞灰中的Pb和Cd浸出效果最好。     

酸浸粉煤灰制备复合混凝剂及其处理生活污水的效果研究

研究了以粉煤灰和H_２ＳＯ₄为原料,常温常压下搅拌反应制备复合混凝剂的方法,考查了酸种类、酸浓度、酸灰比、搅拌时间等因素对Fe^３＋、Al^３＋溶出效果和生活污水混凝效果的影响.结果表明,酸灰比5 mL/g、浓度2 mol/Ｌ的H_２ＳＯ₄溶液与粉煤灰搅拌4 h并静置30 min后制得的混凝剂,其中Fe^３＋的浓度为0 .010 8 mol/Ｌ,溶出率为11 .4%;Al^３＋的浓度为0 .035 4 mol/Ｌ,溶出率为4 .3%;对生活污水的COD去除率70 .4%,SS去除率91 .9%,与市售聚合混凝剂效果相当,是一种有开发利用价值的水处理剂.     

不同pH淋滤条件下飞灰中铬、锌、镍、铅的环境效应

粉煤灰是煤炭燃烧后的副产物,富集于粉煤灰中的微量元素在风化、淋溶等外力作用下极易释放到环境中。pH是影响微量元素淋滤行为的重要因素,利用室内砂箱仿真模拟试验研究不同pH淋滤条件下粉煤灰中微量元素的迁移行为具有重要意义。研究结果表明：不同pH条件淋滤后的粉煤灰中Cr、Zn、Ni和Pb的含量都降低。淋滤后水体中Cr的浓度随着pH的升高呈先增大后减少的趋势,在pH为10时达到峰值;Zn、Ni和Pb的浓度随着pH的升高均呈现先减小后增大的特征。淋滤后土壤中Cr元素含量随pH值的升高表现为先减小后增大;Zn、Ni和Pb含量的变化趋势相似,在pH值为2—6.8时减小,随着pH值的继续升高,在pH为10左右达到峰值,随后下降。粉煤灰在短期淋滤条件下对土壤生态环境影响较小,一般情况下可以忽略。