矿区湖泊微型浮游生物对重金属的富集研究——以湖北大冶湖和磁湖为例

以湖北大冶湖和磁湖为研究对象,分析了矿区湖泊表层水和微型浮游生物中Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Fe 6种重金属的含量,并对矿区湖泊表层水重金属污染和微型浮游生物对重金属的富集能力进行了评价.结果表明:大冶湖表层水中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为0.009 1 mg/L、0.013 4 mg/L、0.009 2 mg/L、0.043 4 mg/L、0.057 8 mg/L、0.338 2 mg/L,磁湖表层水中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为0.004 3 mg/L、0.012 7 mg/L、0.001 1 mg/L、0.389 2 mg/L、0.063 4 mg/L、0.7110mg/L;大冶湖微型浮游生物中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为278.6 mg/kg干重、695.6 mg/kg干重、23.1 mg/kg干重、578.0mg/kg干重、323.5 mg/kg干重、142 14 mg/kg干重,磁湖微型浮游生物中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为316.1 mg/kg干重、361.4 mg/kg干重、2.06 mg/kg干重、1 004.5 mg/kg干重、313.3 mg/kg干重、18 366 mg/kg干重;大冶湖和磁湖微型浮游生物中的重金属含量远高于表层水中的重金属含量,甚至高于表层沉积物中的重金属含量;矿区湖泊微型浮游生物对重金属的富集系数在1 800～82 600之间,其中微型浮游生物对Cd、Zn、Cr的富集系数较小,对Cu、Pb、Fe的富集系数较大.     

黑曲霉对海口城市垃圾焚烧飞灰生物淋滤作用的影响

采用黑曲霉淋滤海口垃圾焚烧飞灰中的重金属,通过定期监测淋滤过程中的菌体浓度,pH值和飞灰中四种超标重金属Cr、Zn、Cd、Pb在淋滤液中的浓度来探讨黑曲霉对海口城市垃圾焚烧飞灰生物淋滤作用的影响.结果表明:在生物淋滤初期,黑曲霉生长延迟,对飞灰中重金属的滤出作用不明显.随后黑曲霉菌丝浓度缓慢升高,淋滤液pH下降,4种金属在淋滤液中的浓度均不断增加,Cr、Zn、Cd、Pb分别在第12、12、9、12天达到峰值1.51 mg/L、75.72 mg/L、2.18 mg/L、19.09 mg/L.在第18天实验结束时,这4种重金属在淋滤液中的浓度均随菌丝球的出现显著下降.因此黑曲霉可有效去除飞灰中的Cr、Zn、Cd,Pb,并通过将其固定在菌丝球中,降低其在淋滤液中的浓度.     

不同施磷量(KH2PO4)作用对Cu、Zn在红壤中的迁移转化

为了比较不同施磷量对土壤中重金属Cu、Zn迁移转化的影响,采用土壤柱进行室内淋溶实验,研究常见的磷肥磷酸二氢钾在少量5 mg·kg-1,适量15 mg·kg-1以及过量25 mg·kg-1条件下对Cu、Zn在红壤中的淋溶效应.结果表明土壤施用磷酸二氢钾降低了土壤渗滤液的pH,不同施磷量对土壤渗滤液pH影响不大,在整个淋滤过程,渗滤液pH呈现上升的趋势.磷酸盐作用下重金属Cu在土壤中的迁移主要集中表层土壤中,而Zn逐渐向深层土壤中迁移.土壤深层渗滤液中Cu、Zn浓度均比较低,对浅层地下水的危害性不大.淋滤结束后,重金属主要以残渣态存在土壤中,重金属Cu残渣态的比例为60%左右,重金属Zn残渣态比例为40%左右.高浓度磷酸二氢钾作用下有利于重金属Zn从残渣态及有机结合态向交换态转化.     

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.     

贵阳市比例坝垃圾填埋场渗滤液中重金属污染现状调查

为了解贵阳市比例坝生活垃圾填埋场渗滤液中重金属污染现状,对该填埋场产生的渗滤原液及周边水样中的重金属Fe、Mn、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、Cu、As、Hg等的含量进行了调查分析。结果表明,渗滤原液中除Fe、Mn含量较高外,其余重金属含量较低或未检出,经过现场渗滤液处理站的处理,重金属含量均远低于相关排放标准或未检出;渗滤液对周边地下水的重金属污染主要表现为Fe和Mn,对周边地表水的重金属影响不大。     

粉煤灰处理酸性矿山废水的研究

采用粉煤灰处理酸性矿山废水,研究了不同条件下粉煤灰对酸性矿山废水中Fe、Mn、Zn和Cu的去除效果,并对比了粉煤灰对酸性矿山废水及含单一重金属离子溶液中各金属的去除效果。结果表明,当废水中Fe、Mn、Zn和Cu初始质量浓度分别为655.8、362.3、79.4和57.13 mg/L,初始p H值为10,反应温度为25℃时,在300 m L废水中加入15 g粉煤灰,反应60 min后,Fe、Mn、Zn和Cu去除率均达到99.48%以上,废水中Fe、Mn、Zn和Cu残留质量浓度分别为0.06、1.57、0和0.03 mg/L,均低于国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。粉煤灰处理酸性矿山废水,Zn2+和Cu2+对Fe2+和Mn2+的去除表现出抑制作用,而Fe2+和Mn2+对Zn2+和Cu2+表现出强化去除作用。     

利用响应面法优化生物淋滤飞灰处理条件的研究

利用响应面法进行试验设计,选定蔗糖初始浓度、黑曲霉孢子浓度、投加的飞灰浓度以及飞灰投加时间作为影响因素,对生物淋滤城市生活垃圾焚烧飞灰的处理条件进行优化.通过响应面法,得到飞灰中Cd、Cr、Fe、Mn、Zn及重金属总量与4种因素之间的非线性回归方程,确定了生物淋滤的最适条件范围:蔗糖初始浓度为114~126g/L;黑曲霉孢子浓度为(1.6~2.1)×107个/mL;飞灰浓度为29~39g/L;飞灰投加时间为3.6~4.4d.在最适条件下,70g/L飞灰经20d生物淋滤后,溶出重金属总浓度降为901mg/L,占飞灰中重金属总量的41%,处理后飞灰的重金属浸出毒性远低于国家标准.     

流沙湾重金属变化特征与潜在生态风险评价

用ICP-MS对2008年流沙湾海水和沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等重金属含量进行了测试和分析。结果表明,在所调查的14个站位中,流沙湾水体中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的平均含量分别为(1.94±0.09)μg/L,(0.70±0.06)μg/L,(13.11±0.81)μg/L,(1.16±0.13)μg/L,(2.42±0.03)μg/L;表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的平均含量(10.16±1.34)mg/kg,(62.46±4.42)mg/kg,(86.74±18.65)mg/kg,(0.50±0.03)mg/kg,(22.81±2.80)mg/kg。流沙湾水体中Cu、Zn、Cd含量夏秋季高于冬春季,Pb冬夏季高于春秋季节,Cr含量季节变化不明显;各重金属元素在不同水域含量水平大致相当。表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr夏季含量高于春季含量;Cu、Pb、Zn等元素在沙嘴处含量较高。生态环境质量评价结果表明,流沙湾水体未受到Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等重金属元素的污染,水质优良;流沙湾表层沉积物中Cu、Pb、Cd、Cr和Zn等元素的潜在生态危害轻微。     

共存离子对地浸废水中铀生物沉淀过程的影响

采用硫酸盐还原菌生物(还原)沉淀法消除地浸废水中的放射性铀污染,研究了共污染离子Cu(II)、Zn(II)、Fe(III)和SO42-分别对铀生物沉淀过程的影响。序批式实验结果表明,初始Cu(II)浓度低于10mg/L或Zn(II)浓度低于20mg/L时对铀生物沉淀过程影响不大,当Cu(II)浓度超过15mg/L或Zn(II)浓度超过25mg/L时,该过程会因重金属的生物毒性作用受到完全抑制。在含有Fe(III)的氧化环境中,铀生物沉淀过程与Fe(III)还原过程同时进行,但铀沉淀速度相对减慢。初始SO42-浓度低于4000mg/L时对铀生物沉淀过程影响很小,超过5000mg/L时会产生明显的抑制作用,且抑制作用随着SO42-浓度的上升而加强。     

水热-碳酸钠法稳定化医疗废物焚烧炉飞灰中重金属的研究

研究了水热-碳酸钠法对医疗废物焚烧炉飞灰中重金属的稳定化效果及稳定化机制.结果表明,在水热条件下,碳酸钠能有效地降低飞灰中重金属的渗滤毒性,并且飞灰经水热处理后产生的废水中重金属的浓度也较低,避免了二次污染.原始飞灰中7种重金属的渗滤毒性为:Cd1.97mg/L,Cr1.56mg/L,Cu2.56mg/L,Mn17.30mg/L,Ni1.65mg/L,Pb1.56mg/L和Zn189.00mg/L,选择最佳工况对飞灰进行水热处理后(碳酸钠/干灰投加量:5/20,反应时间:8h,液固比:10/1),重金属渗滤毒性大为降低,Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb渗滤浓度均小于0.02mg/L,Zn的渗滤浓度为0.05mg/L,符合国家标准GB5085.3-2007,水热反应后废水重金属浓度均低于0.8mg/L.水热反应后飞灰重金属渗滤毒性和反应产生废水中重金属浓度均随着反应时间的延长而降低.反应时间的延长有利于硅铝酸盐的结晶与老化,使重金属在硅铝酸盐晶体中位置发生迁移,形成重金属稳定性很强的结构.重金属稳定化机制主要是由于硅铝酸盐胶体形成,结晶、老化过程中对重金属离子共沉淀与吸附作用.     

含硫底物种类与浓度对污泥重金属生物沥滤的影响

以城市污水处理厂剩余污泥为材料,探究不同含硫底物及其浓度对污泥重金属生物沥滤的效果影响,通过添加单一底物(S0、Fe SO4、Na2S2O3、Fe S和Fe S2)、两种底物配合(S0+Fe SO4、S0+Na2S2O3、S0+Fe S、S0+Fe S2)进行沥滤实验。结果表明:除Fe S和Fe S2外,投加单一底物的沥滤体系中p H都呈下降趋势,沥滤持续5 d后p H值降至1.8左右,污泥中Zn、Pb、Ni、Cr和Cu等重金属去除率高,底物投加量为8~10 g/L(以S计);投加复合底物时,最佳投加方式为S0+Fe SO4,投加量为8 g/L,此时污泥体系酸化速度快,污泥中重金属Zn、Pb、Ni、Cr、Cu去除率分别达95.41%、89.48%、86.45%、84.51%和94.33%。     

铜陵相思谷尾矿用于处理酸性矿山排水的实验研究

铜陵相思谷尾矿是夕卡岩型矿床尾矿的典型代表,以富含碳酸盐为特征.为了考察该尾矿砂在AMD淋滤作用下重金属的迁移行为及用于处理AMD的有效性,研究在自行设计的动态实验柱中填充尾矿砂,在保持进水理化性质不变的条件下对其进行80 d的连续淋滤实验,实验过程中定期检测出水的成分,实验结束后对尾矿砂中元素赋存特征进行分析.结果表明,实验过程中出水pH值始终维持在7.5以上;Cu、Zn、Fe离子浓度分别保持在0.1、0.4、1 mg.L-1以下;尾矿砂的渗透系数逐渐降低,由初始的0.23 cm.s-1降至实验结束时的0.10 cm.s-1;固体中元素赋存形态分析结果表明,进水Cu2+、Zn2+主要通过2种作用被固定:Fe氢氧化物的吸持和自身沉淀(形成碳酸盐).研究发现铜陵相思谷尾矿具有较强的酸中和潜力,在中和过程中不仅不会产生重金属离子的淋滤迁移,相反会对其产生沉淀和吸附,因此,可以考虑将该尾矿作为AMD处理的有用材料进行废物利用.     

晋江河口柱状沉积物中重金属的赋存形态及生态风险评价

采用改进的BCR连续提取法对晋江河口柱状沉积物中的重金属(Fe、Zn、Ni、Pb、Cu和Cr)进行形态分析。结果表明,在垂向分布上重金属的形态分布基本一致。其中,Fe主要存在于残渣态,Pb、Cu和Ni主要存在于可还原态,Zn主要存在于弱酸溶态,Cr主要存在于可氧化态。各金属总可提取态占总量的比值(即生物有效性)排序为:CuCrPb=Zn=NiFe,Cu、Cr、Pb、Zn和Ni的迁移性和生物有效性均较高,对环境存在较大的潜在危害。运用次生相与原生相比值法对重金属潜在生态风险进行评价,结果表明:Fe处于无污染水平,Zn、Pb、Ni、Cu和Cr均处于中到重度污染水平。     

巢湖流域丰水期可溶态重金属空间分布及污染评价

探究了巢湖流域丰水期湖区及10条环湖河流水体中重金属元素V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Sb空间分布特征.结果表明,丰水期巢湖西部和西北部4条环湖河流中的重金属元素平均质量浓度高于中部和东部地区;金属元素浓度相关性分析结果显示,Cu、Ni、Zn、Pb和Cd元素质量浓度之间呈显著正相关,这说明5种元素间存在相似的空间规律.单因子污染指数评价结果表明,10条环湖河流中Cr各点位均符合地表水Ⅰ类水标准;Pb符合Ⅰ~Ⅱ类水标准;Cu和Zn符合Ⅰ~Ⅴ类水标准;Fe、V和Sb均远低于水标准限值;Ni在南淝河的部分点位轻微超标;Mn在十五里河和派河的部分点位轻微超标;Cd在南淝河的部分点位严重超标;塘西河一个点位中Mn除外,V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和Fe均小于1,为清洁和无污染水平;综合污染指数评价结果发现,西北部环湖河流的综合污染指数相比西南部、中部与东部是最高的.     

钱塘江沉积物重金属污染源解析及生态风险评价

在钱塘江(杭州段)水系的13个采样点采集沉积物样品,分析重金属(Zn、Cr、Cd、Cu、Pb、As、Mn和Fe)的来源并进行了生态风险评价。结果显示,各重金属的浓度平均分别为:Zn 223.76 mg/kg,Cr 73.16 mg/kg,Cd 2.50 mg/kg,Cu 103.73 mg/kg,Pb 46.58mg/kg、As 11.91 mg/kg、Mn 736.4 mg/kg、Fe 2.71×10~4mg/kg。除Mn、Fe以外,其他6种重金属平均含量均超出世界沉积物中重金属的背景值。相关性分析,主成份分析和聚类分析结果显示,Cr、Pb、Cu、As、Zn和Cd主要来源是工业废水排放和化石燃料燃烧。Mn和Fe主要来源是自然环境。地积累指数结果显示各重金属污染程度排序:Cd>Cu>Pb>Zn>As>Cr>Mn>Fe,其中Zn,Pb和As的污染程度为1级(轻度污染),Cu的污染程度为2级(偏中度污染),Cd的污染程度为4级(偏重污染)。单因子潜在生态风险指数结果显示各重金属对生态风险构成危害的顺序为Cd>Cu>As>Pb>Zn>Cr,综合潜在生态风险指数等级显示为强生态风险。人类活动特别是工业生产是造成钱塘江底泥污染的主要原因。     

制革印染工业园区污水厂重金属污染特性及去除效果研究

以浙江某制革、纺织印染工业园区污水处理厂为研究对象,分析了该污水处理厂进水、出水和污泥中Cr、Zn、Cu、Ni、Pb、Cd、Fe、Mn等重金属含量、来源及污染分布特性,探讨了重金属对该污水处理运行的影响。结果表明:该污水处理厂进水中Cr和Fe的含量最高,分别达16.40和15.80mg/L;重金属在污泥中发生富集,其中Cr和Fe的浓度高达12550和13671mg/kg。重金属在污泥中富集,不仅制约了污泥处置及资源化利用,而且影响了污泥的固液分离性能和常规污染物的去除效果。     

氧化亚铁硫杆菌对河口底泥中重金属的淋滤效果

从天津某铁厂附近排污河的酸性底泥中成功分离出氧化亚铁硫杆菌菌株,对其形态特征和DNA序列进行了鉴定。运用生物淋滤技术对河口底泥中重金属进行了淋滤实验研究。结果表明,氧化亚铁硫杆菌能够较快速启动生物淋滤,且接种该菌株进行底泥生物淋滤可有效溶出底泥中重金属。最佳淋滤条件为:Fe SO4·7H2O添加量为7 g/L,氧化亚铁硫杆菌的接种量为15%,硫粉添加量为3 g/L,污泥浓度为10%,温度为30℃和硫粉为3 g/L。在最佳淋滤条件下,底泥中Cu、Zn和Hg的去除率分别达到80.6%、63.9%和82.5%。     

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.     

三峡库区农村填埋垃圾渗滤液污染物含量评价

为了研究农村填埋垃圾渗滤液污染物含量和组成,选取了三峡库区10个垃圾填埋场渗滤液作为研究对象,对其无机阴离子、重金属含量及组成成分和pH值进行了分析.结果发现,垃圾填埋场渗滤液p H值均呈碱性,同时,SO_4~(2-)浓度均普遍高于Cl~-浓度.此外,受氧化还原电位和p H值的影响,呈现出NO_3~--N浓度NO_2~--N浓度的分布趋势.通过指数和单因子评价法对填埋垃圾的重金属含量进行了分析和评价.结果表明,Cr无污染现象,但Cd污染现象普遍十分严重,Pb、Zn和Cu污染则在不同的地点呈现出空间差异性.研究表明,三峡库区农村填埋垃圾特异性高,污染物来源构成差异性大.     

黄石市大气降尘中重金属污染特征与评价

利用X射线荧光光谱法分析了黄石城区2012年5月大气降尘重金属(Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Pb)含量。结果表明:降尘中Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Pb元素的浓度均值分别为480.08mg/kg、814.87mg/kg、15.76mg/kg、649.07mg/kg、7622.20mg/kg、360.27mg/kg;地积累指数、富集因子、潜在生态风险系数均指示Mn和Co基本无污染,Zn、Cu污染最为严重;其中Zn、Cr的污染规律为工业区商业区文教区,Cu与Pb则以文教区污染最为严重;健康风险评价指出Cr、Co无致癌风险,Pb对人体的健康危害最大,尤其是对儿童。