赤泥重金属和放射性元素的毒性浸出和生物可给性

以烧结法和拜耳法生产工艺中产生的赤泥为研究材料,对其重金属和放射性元素含量进行分析,并对两种赤泥中重金属和放射性元素浸出效果进行对比研究.结果表明:两种赤泥显现出不同的理化性质.赤泥中不同重金属的含量差别较大,其中烧结法和拜耳法赤泥中As、Pb、Cr的总含量分别为256.73、120.14、828.02 mg/kg和182.82、165.83、1 043.96 mg/kg,超过我国GB 15618—1995《土壤环境质量标准》.两种赤泥中Zn、As、Pb、Mn、Ni和Th等主要以残渣态的形式存在,可交换态较少,其TCLP浸出量与其存在于交换态金属含量相近.在PBET试验中,胃部消化阶段进行到1 h时,重金属(Cu、Zn除外)及放射性元素的浸出量达到最大,小肠阶段的浸出量明显降低,在胃部消化阶段1 h时拜耳法和烧结法赤泥Pb的浸出率分别达到95.28%和97.80%,表明赤泥中的重金属及放射性元素对人体存在着较大的潜在风险.      

糠醛渣纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行纤维素酶解研究,考察了预处理方式、酶用量、底物浓度和酶解时间对糠醛渣酶解的影响,并将其与稀酸预处理的玉米芯进行对比.结果表明,未经处理的糠醛渣由于酸性较强并含有糠醛等抑制性的物质,不能直接用于酶解,水洗和Ca(OH)₂脱毒法都可以显著提高糠醛渣的酶解效果;水洗糠醛渣的酶解最佳条件为：1∶9（g∶mL）的底物浓度、20 FPU/g（酶活/底物）,酶解时间为48 h,在此条件下,还原糖浓度为35 g/L,糠醛渣的转化率为30%,糠醛渣中纤维素的转化率为61%.     

糠醛渣对水中甲基橙的吸附性能

为了探究糠醛生产中的废料糠醛渣对水体中甲基橙的吸附性能和吸附机制,利用FT-IR（傅里叶变换红外光谱）和SEM（扫描电镜）对糠醛渣的结构特性进行表征,浅析糠醛渣对甲基橙的吸附机制;通过模拟试验,考察了吸附剂用量、pH、吸附时间和温度等因素对糠醛渣吸附甲基橙过程的影响;采用吸附动力学模型和吸附等温模型,进一步探讨了糖醛渣吸附机制.结果表明:①糠醛渣结构疏松多孔,表面具有丰富的官能团,有利于吸附.②糠醛渣能高效吸附水中甲基橙,在温度为293 K、pH为4~9、吸附剂用量为0.2 g时,糠醛渣对400 mg/L的甲基橙吸附效果最好;吸附过程在60 min左右达到平衡,并且较好地符合准二级动力学模型（R2=0.999 9）;吸附量随温度的升高而减少,表明该吸附过程为放热过程;在293 K时最大理论吸附量为54.35 mg/g,吸附数据更符合Langmuir吸附等温模型（R2=0.993 3）,表明糠醛渣对甲基橙的吸附主要为单层吸附.③糠醛渣可再生重复利用,吸附甲基橙后的糠醛渣用0.1 mol/L氢氧化钠溶液进行解吸再生试验,第5次使用时对甲基橙仍然具有较好的吸附效果.研究显示,糠醛渣在室温条件下、较宽的pH范围内能快速高效地吸附水中的甲基橙,并且重复利用性好,是一种在偶氮染料废水处理中具有发展前景的廉价、可再生生物质吸附材料.      

仲钨酸铵(APT)生产中钨渣的污染特性分析

采集了14家仲钨酸铵(APT)生产企业生产过程中产生的钨渣,分别采用HJT 299—2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》和GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》附录S推荐的方法分析了钨渣中重金属的浓度及浸出浓度,并研究了钨渣的污染特征。结果表明,钨渣中重金属浓度服从正态分布,浓度较高的重金属为Cu、Zn和类金属As,其最大值分别为6 260、25 000和26 900 mgkg,平均值分别为3 510、4 560和5 640 mgkg;浸出浓度较大的是Pb、As和Hg,其最大值分别为33.6、26.2和0.85 mgL,超出GB 5085.3—2007中规定的相应限值的6.72、5.24和8.5倍,超标率分别为14.3%、21.4%和42.9%;钨渣中As、Mo和Hg是特征污染物,应作为危险废物进行管理。     

糠醛渣对苯酚吸附性能研究

文章研究了糠醛渣对苯酚的吸附性能。采用低温N2吸附-脱附和傅里叶红外光谱对糠醛渣进行了表征,测得糠醛渣的平均孔径为14.5 nm,孔容为0.016 cm3/g,BET比表面积为5.3 cm2/g,并且官能团丰富。室温下,考察了吸附时间、溶液pH值、苯酚的初始浓度、糠醛渣的粒度对吸附苯酚的影响。结果表明,当糠醛渣粒度为20目、加入量为2.0 g,吸附时间25 min,pH值为3,苯酚的初始浓度为0.1 g/L时,对溶液中苯酚的吸附率为95.2%。糠醛渣丰富的孔结构和较大的比表面积使其作为吸附剂,实现了以废治废的目的。     

硫酸选择性浸出镍铁冶炼渣中有价金属

为了解决镍铁冶炼过程产生的冶炼渣堆积对环境造成污染问题,提出低酸提镍-高酸提镁、铁的选择性浸出工艺,并对原料和浸出渣进行XRD和SEM表征。研究结果表明:首段浸出控制H_2SO_4浓度为0. 05 mol/L,液固比为5 m L/g,反应温度为323 K和时间为120 min的条件下,Ni浸出率为97. 8%;二段浸出控制H_2SO_4浓度为2. 5 mol/L,液固比为15 m L/g,温度为363 K和时间为300 min的条件下,Fe、Mg和Cr浸出率分别为82. 43%、91. 68%和86. 50%。低酸可实现镍铁渣中Ni-Fe合金的溶解,高酸破坏硅酸盐矿物的晶体结构,但部分镁铁橄榄石镶嵌在顽火辉石中,降低了Fe、Mg和Cr的浸出率,故破坏硅酸盐矿物的晶体结构是实现高效浸出Fe、Mg和Cr的关键步骤。     

磷肥和稻草对土壤重金属形态、微生物活性和植物有效性的影响

采用原位化学固定法,通过向土壤中添加修复剂磷肥和稻草,研究其对土壤中重金属形态、植物有效性和土壤微生物活性的影响.结果表明:添加磷肥和稻草可改变土壤中重金属Cu、Cd、Zn和Pb的形态分布,使土壤中重金属高植物有效性的酸提取态比例降低;其中以磷肥+稻草组下降最多,酸提取态Cu比例从对照的50.4%降至8.7%,酸提取态Cd从56.2%降至29.5%,酸提取态Zn从32.9%降至25.1%,酸提取态Pb从21.1%降至检测限以下.磷肥、稻草及磷肥+稻草修复土壤后,4种重金属在油菜(Brassica napus L.)中的含量显著降低,且油菜干生物量由对照的0.46 g分别增至0.97、1.53和2.28 g.同时土壤中微生物活力得到提高,土壤微生物生物量碳由对照的19.16 mg/kg最高增至966.71 mg/kg,而代谢呼吸率由对照的21.95 mg/(kg.h)最大升至158.63 mg/(kg.h).证明磷肥和稻草可降低重金属对油菜和土壤微生物的毒性胁迫,改善污染土壤质量,促进植物和土壤微生物的生长.      

赤泥在砷渣的水泥固定/稳定化中应用研究

采用水泥、赤泥固定/稳定化处理含砷废渣,研究了水泥用量、赤泥掺加比例对处理效果的影响,确定了最佳的工艺条件。结果表明:固化体的As浸出浓度随水泥用量的增加而降低,最佳水泥用量为0.5 g·g-1,此时浸出浓度为2.08 mg·L-1,满足安全填埋标准;As浸出浓度随赤泥掺加量的增加而升高,抗压强度则随之降低,最佳的赤泥掺加量为30%,此时浸出浓度为2.05 mg·L-1。     

钒渣中钒的浸出特性

对制钒浸出工序进行研究,了解钒渣中钒残留比率及钒含量的变化范围,并对随州、竹山、郧西等地钒厂在不同生产工艺、不同堆放深度、不同排渣年份条件下的钒渣中钒的浸出特性进行了研究。结果表明,渣样中钒含量分布于3.5mg/L～30mg/L,钒在渣中残留比约为4.5%～5.6%,钠化焙烧渣钒含量高于钙化焙烧渣。与砷毒性的类比结果说明,不能排除钒渣属于危险废物的可能。     

不锈钢渣资源利用特性与重金属污染风险

研究了2种不锈钢渣——电炉(EAF)钢渣和转炉(AOD)钢渣可资源化利用和重金属污染特性.结果表明:2种钢渣的粒径主要分布于小于5 mm的范围内;EAF钢渣的主要元素(w>1%)为Ca,Si,Mg,Al,Fe,O和Cr,主要矿物质为Ca₂SiO₄和Ca₃Mg(SiO₄)₂;而AOD钢渣主要由Ca,Si,Mg,C和O等元素组成,主要矿物质为Ca₂SiO₄,资源化利用潜力大.不锈钢渣浸出毒性测试结果表明:除Cr外,所有重金属浸出质量浓度均低于或接近于检测限,Cr浸出质量浓度小于0.2 mg/L,远低于危险废物鉴别标准(GB5085.3-1996)相应限值,且重金属主要以稳定的化学形态存在;根据有效浸出测试结果,不锈钢渣中的Cr在最不利条件下存在溶出风险,但以毒性较低的Cr(Ⅲ)为主,与X射线衍射测试结果一致.因此,不锈钢渣中的重金属浸出污染风险低.      

Variation on leaching behavior of caustic compounds in bauxite residue during dealkalization process

Bauxite residue, a byproduct of alumina manufacture, is a serious environmental pollutant due to its high leaching contents of metals and caustic compounds. Four typical anions of CO₃^2?, HCO₃^?, Al(OH)₄^? and OH^? (represented caustic compounds) and metal ions (As, B, Mo and V) were selected to assess their leaching behavior under dealkalization process with different conditions including liquid/solid ratio (L/S ratio), temperature and leaching time. The results revealed that washing process could remove the soluble composition in bauxite residue effectively. The leaching concentrations of typical anions in bauxite residue decreased as follows: c(CO₃^2?) > c(HCO₃^?) > c[Al(OH)₄^?] > c(OH^?). L/S ratio had a more significant effect on leaching behavior of OH^?, whilst the leaching concentration of Al(OH)₄^? varied larger underleaching temperature and time treatment. Under the optimal leaching, the total alkaline, soluble Na concentrations, exchangeable Ca concentrations were 79.52, 68.93, and 136.0 mmol/L, respectively, whilst the soluble and exchangeable content of As, B, Mo and V in bauxite residue changed slightly. However, it should be noted that water leaching has released metal ions such as As, B, Mo and V in bauxite residue to the surrounding environment. The semiquantitative analysis of XRD revealed that water leaching increased the content of gismondine from 2.4% to 6.4%. The SEM images demonstrated the dissolution of caustic compounds on bauxite residue surface. The correlation analysis indicated that CO₃^2? and HCO₃^? could effectively reflect the alkalinity of bauxite residue, and may be regarded as critical dealkalization indicators to evaluate alkalinity removal in bauxite residue.     

不同渗滤条件下垃圾焚烧飞灰中重金属的渗滤特性

对垃圾焚烧飞灰在酸性及碱性条件下的渗滤特性进行了实验研究,结果表明,重金属Pb、Zn、Ni、Cr及Hg存在相似的渗滤规律,即在酸性及碱性(pH>12)条件下均有一定的渗滤,且渗滤量随着渗滤液浓度及液固比(L/S)的增加而增加,如对于Pb在酸、碱2种渗滤环境下,当液固比由20增加到40时,渗出量分别由0.457 mg/kg、51.142 mg/kg增加到104.576 mg/kg、59.692 mg/kg.而Cd、Cu只在酸性环境下存在渗滤情况,在碱性环境下几乎没有渗滤,在酸性环境下对于所研究的几种重金属,Cd、Pb、Zn的渗出率较高,而其余几个重金属的渗滤相对较少.     

太湖流域重金属湿沉降特征

为研究太湖流域湿沉降中重金属含量特征及污染现状,采用ICP-MS对2009年8月—2010年4月期间太湖周边10个采样点湿沉降中的ρ(Cr),ρ(Cd),ρ(Pb),ρ(Ni),ρ(Mn)和ρ(Zn)进行监测,结果表明:湿沉降中ρ(Zn)最高(年均值为79.54 μg/L),超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002),占重金属总量的66.3%; 其他依次为ρ(Mn),ρ(Pd),ρ(Ni),ρ(Cr)和ρ(Cd),分别为26.90,6.36,5.12,1.74和0.26 μg/L. 湿沉降中重金属含量季节变化和空间分布存在显著差异,ρ(Cr)和ρ(Mn)以西北部湖区较高,ρ(Cd)和ρ(Zn)以南部湖区较高,ρ(Ni)以西部湖区较高,ρ(Pb)以东部和西部湖区较高. Cr,Cd,Pb,Ni,Zn及Mn的湿沉降率分别为2.14,0.34,7.57,6.18,101和33.1 mg/(m2·a),通过湖面湿沉降年入湖量分别为5.00,0.79,17.7,14.5,236及77.4 t.      

泰山地区湿沉降中重金属的空间分布

为了解泰山地区湿沉降中重金属空间分布特征,于2006-01～2006-12在泰山山上和山下选择2个站点进行降水化学重金属对比分析研究,对68场降水样品用ICP-MS分析测定了Zn、Al、Mn、Fe、Pb、Cu、Ni、Cr、Cd、As等10种重金属.结果表明,山上和山下湿沉降中重金属含量较高,污染显著,元素Zn含量最高,占所有重金属总量的54%～57%,平均浓度分别为92 .94 μg/L和70 .41 μg/L,其次为Fe、Al、Mn.有毒重金属中Pb的含量较高,在2个站点降水中浓度分别为8 .04 μg/L和7 .79 μg/L.山上与山下湿沉降重金属的时间变化规律以及浓度比较表明,2个站点湿沉降重金属分布特征不同,受各自站点所处大气环境影响显著.站点降水的相关性分析表明,降水中Al、Mn、Fe、As、Cd、Pb等元素受2个站点降水气团影响显著,而Ni、Cu、Zn则可能还受其他因素影响.     

Investigation of basic properties of fly ash from urban waste incinerators in China

Basic properties of fly ash samples from different urban waste combustion facilities in China were analyzed using as X-ray fluorescence （XRF）, scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）. The leaching toxicity procedure and some factors influencing heavy metals distribution in fly ash were further investigated. Experimental results indicate that the fly ash structures are complex and its properties are variable. The results of XRF and SEM revealed that the major elements （〉10000 mg/kg, listed in decreasing order of abundance） in fly ash are O, Ca, Cl, Si, S, K, Na, Al, Fe and Zn. These elements account for 93% to 97%, and the content of Cl ranges from 6.93% to 29.18 %, while that of SiO2 does from 4.48% to 24.84%. The minor elements （1000 to 10000 mg/kg） include Cr, Cu and Pb. Primary heavy metals in fly ash include Zn, Pb, Cr, Cu etc. According to standard leaching test, heavy metal leaching levels vary from 0 to 163.10 mg/L （Pb） and from 0.049 to 164.90 mg/L （Zn）, mostly exceeding the Chinese Identification Standard for hazardous wastes. Morphology of fly ash is irregular, with both amorphous structures and polycrystalline aggregates. Further research showed that heavy metals were volatilized at a high furnace temperature, condensed when cooling down during the post-furnace system and captured at air pollution control systems. Generally, heavy metals are mainly present in the forms of aerosol particulates or tiny particulates enriched on surfaces of fly ash particles. The properties of fly ash are greatly influenced by the treatment capacities of incinerators or the variation of waste retention time in chamber. Fly ash from combustors of larger capacities generally has higher contents of volatile component and higher leaching toxicity, while those of smaller capacities often produce fly ash containing higher levels of nonvolatile components and has lower toxicity. The content of heavy metals and leaching toxicity maybe have no convincing correlation, and high alkali content of CaO greatly contribute to leaching toxicity of heavy metal and acid neutralization capacity against acid rain.     

洪泽湖表层沉积物重金属分布特征及其风险评价

为了揭示洪泽湖表层沉积物重金属的空间分布特征,用电感耦合等离子发射光谱法和原子荧光法测定了10个点位的重金属元素含量,分析了其空间分布特性,并评价了其潜在生态风险.洪泽湖表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As平均含量分别为34.99、72.44、18.82、3.24、57.59、0.07和23.67 mg...     

广州市秋季PM2.5中重金属的污染水平与化学形态分析

采用消解法和连续提取法分析了广州市秋季PM_2.5样品中10种重金属元素的总量和化学形态,对广州市PM_2.5中重金属的污染水平和生物有效性进行了评价.结果表明,广州市PM_2.5和重金属污染非常严重,其中PM_2.5日浓度高达0.083 3～0.190 0 mg·m^-3,为1997年美国EPA相应标准的1.3～2.9倍.PM_2.5中Cd、Pb、Zn、Cu和Mo的富集因子K>10,是典型的污染元素;而Ni、Mn、Co和Fe的K值为1～10,除部分来自人为活动外,主要还是自然作用来源.化学形态分析结果显示,超过80％的Al和Fe分布在有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态,而大部分Zn、Pb、Cd 和Cu分布在可溶态、可交换态、碳酸盐态、可氧化态和可还原态.生物有效性系数(K)分析结果说明,PM_2.5中重金属的生物有效性相对强弱顺序为：Cd>Zn>Pb>Cu>Mn>Mo>Co>Ni>Fe>Al.其中Cd、Zn和Pb的K>0.8,为生物可利用性元素;Cu、Mn、Mo、Co和Ni的K值在0.5左右,为潜在生物可利用性元素;Fe和Al的K<0.2,为生物不可利用性元素.     

菜籽饼生物炭中污染物赋存特征及其用于土壤改良的适宜性评价

生物炭作为土壤改良剂在农业生产活动中具有巨大的应用价值,但其自身携载的污染物可能会对环境产生影响,因而需要引起关注. 以菜籽饼为前体材料,采用厌氧炭化法于200~700 ℃下制备生物炭,研究了生物炭中PAHs(多环芳烃)、重金属及矿质元素的赋存特征,评估了施用生物炭的环境适宜性. 结果表明:生物炭中PAHs总量(以w计)为0.2~3.4 mg/kg,重金属及矿质元素Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Fe和Mn的全量(以w计)分别为8.9~23.3、149.9~372.1、1.1~1.9、<0.014、6.3~14.8、5.9~14.0、140.6~462.1和86.8~269.2 mg/kg. 所有生物炭的PAHs总量和重金属全量均低于我国、美国及欧洲国家的污泥农用控制标准(以上各国PAHs总量以及Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和Ni全量的最低标准值分别为6、250、500、300、5、600和100 mg/kg),少数生物炭中易淋溶态Mn质量浓度超过以上国家的地下水或饮用水标准(各国的最低标准值为50 μg/L). 总之,高温(500~700 ℃)条件下制备的生物炭中PAHs总量及易淋溶态元素质量浓度较低,适宜在土壤中施用.      

ICP-OES法测定大气和废气颗粒物中的金属元素

将微波消解法与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)相结合,对大气和废气颗粒物中金属元素的微波消解条件及ICP-OES测定条件进行了优化研究,建立了大气和废气颗粒物中铝(Al)、钡(Ba)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)、铅(Pb)、锡(Sn)、锶(Sr)及锌(Zn)等金属元素的测定方法。对方法的检出限进行了测定,各元素的检出限均低于0.04 mg/L;对方法的精密度进行了测定,各元素的相对标准偏差在2.59%～7.14%之间;对方法的准确度进行了测定,质控滤膜中各元素的回收率在89.6%~119%之间,颗粒物参考物质中各元素的回收率在85.1%～107%之间,并将该方法成功应用到 TSP、污染源废气实际样品中金属元素的测定。