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.     

城市污泥制备水中重金属吸附剂及其吸附特性研究

本实验利用城市污水厂的脱水污泥,通过化学活化法制备活性炭。研究活化温度、活化时间、固液比和活化剂浓度等因素对制备污泥活性炭的影响,确定氯化锌法制备污泥活性炭的最佳工艺为活化温度550℃、活化时间30 min、固液比1∶2、氯化剂浓度45%。将制备的污泥活性炭吸附Cu2+,Cr6+,Cd2+3种重金属离子模拟废水,研究pH值、吸附时间、污泥投加量、温度等因素对吸附过程的影响。实验结果表明,剩余污泥对Cu2+,Cr6+,Cd2+3种重金属离子都具有良好的吸附效果,在优化条件下,3种重金属离子去除率分别达到94%,76%,81%,吸附能力大小顺序为Cu2+Cd2+Cr6+。     

生物可降解的螯合剂EDDS提取城市污泥中Cu，Zn，Pb和Cd

研究了生物可降解的螯合剂EDDS对城市污泥中的Cu,Zn,Cd和Pb的提取效应.EDDS提取动力学研究表明,Cu,Zn,Cd和Pb达到最大提取量的时间分别为12,24,36和36 h.EDDS提取液pH效应研究表明,pH对4种重金属元素的释放没有显著的影响.4种重金属元素的EDDS提取率:Cu为23%～39%,Zn为41%～42%,Cd为18%～24%,Pb为24%～44%.对比EDDS和EDTA对重金属的提取率:Cu为EDDS＞EDTA;Zn为EDDS≈EDTA;Cd和Pb为EDTA＞EDDS.提取之后,用BCR连续提取法研究污泥中残留的重金属元素的形态分布表明,酸溶/可交换态、可还原态和可氧化态金属浓度明显降低.综合考虑运行成本、提取率和城市污泥资源化利用价值,建议EDDS提取城市污泥条件为pH中性、提取时间24 h,从而可以有效地降低城市污泥中有效态重金属元素含量.     

降尘中重金属的形态及其在模拟酸雨下的溶出规律

使用透射、扫描电子显微镜观察大气降尘的形貌,运用BCR分级提取法和火焰原子吸收分光光度法研究大气降尘中重金属元素Cu,Pb,Zn,Cr,Ni,Mn,Fe和Cd的含量及形态分布,探讨模拟酸雨条件下大气降尘中重金属元素的溶出规律.结果表明:小粒径降尘较大粒径比表面积大,吸附能力也较强;大气降尘中重金属元素(除Fe外)均以残渣态为主, Cd含量极小,未检出;粒径相同的降尘中,Fe含量最高,主要以可还原态存在,可提取态达到70%以上;Cu,Pb,Zn,Cr,Ni和Mn均以残渣态为主;Cu,Pb和Cr在小颗粒中相对富集,造成小粒径降尘的生物危害性更大;模拟酸雨条件下,Cu,Pb,Mn,Fe和Zn的溶出量均随pH降低而增大.      

红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中铅和铜的去除

采用批次淋洗的方法研究了红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中Pb和Cu的去除作用,考察了生物表面活性剂浓度、pH、温度、振荡时间、提取次数等条件对重金属去除效果的影响,并分析处理前后重金属的形态变化。结果表明:随着生物表面活性剂浓度的增加,2种重金属的去除率增大;Pb在淋洗剂pH为6时解吸效果最好,达到34.16%,而Cu的去除效果随着pH的升高而增加;生物表面活性剂对沉积物Pb和Cu去除率分别在25,40℃时达到最大;随着振荡时间和提取次数的增加,Pb和Cu去除率升高,3次洗脱后累积去除率分别为39.12%和51.26%;对沉积物重金属的形态分析发现,生物表面活性剂可有效去除酸提取态Pb和Cu。     

混合煤矿酸性水中金属元素的迁移行为

煤矿酸性水在与其它矿井水混合的过程中,pH由2.76升至3.85,高浓度的Fe离子形成新的胶体沉淀,并与悬浮颗粒物共同影响煤矿酸性水中金属离子的迁移特性。在煤矿酸性水混合实验中,Fe、Cr和Pb离子最终浓度比理论平均浓度分别降低了45%、38%和28%,比实验初始浓度分别降低了3.2%、3.8%和52.4%;而Al、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Co、Ni和Cs离子最终浓度均高于理论平均浓度和实验初始浓度。实验结果表明:酸性矿井水中的悬浮颗粒物在溶液离子强度降低时向混合溶液中释放了Al、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Co、Ni和Cs;然而悬浮颗粒物和新生成的Fe胶体对Cr和Pb具有强烈地吸附作用。     

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。     

渗滤液浸沥下稳定化飞灰中重金属的浸出行为

稳定化飞灰与生活垃圾混合填埋过程中,在渗滤液浸沥作用下,存在稳定化飞灰中重金属溶出的风险.为探究渗滤液浸沥环境下稳定化飞灰中重金属的浸出行为,基于浸提实验,以填埋场早期、晚期渗滤液为浸提剂,研究了不同液固比（10：1、20：1、30：1、50：1、100：1、150：1、200：1）条件下磷酸稳定化飞灰、螯合剂稳定化飞灰中重金属（Cd、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni）的浸出行为.结果表明：随着液固比的增加,浸出液中Cd、Cu和Zn浓度先上升后下降,在液固比20：1时达到最大值,Pb的浸出浓度随液固比的升高整体呈现缓慢增加的趋势,Cr、Ni浸出浓度变化较小,液固比对其影响不显著;Cd和Cu在早期渗滤液浸沥环境下更容易浸出,Zn、Pb、Cr、Ni在早期、晚期渗滤液浸沥环境下差别不大.在两种渗滤液浸沥环境下,螯合剂稳定化飞灰比磷酸稳定化飞灰具有更好的稳定性.     

重金属在近江牡蛎软体部和贝腔液中的分布

测定了近江牡蛎软体部和贝腔液中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni等6种重金属的浓度。软体部的Cu、Zn、Cd、Cr、Pb浓度明显地比贝腔液的高,Ni浓度这两部分之间差异不显著。在软体部和贝腔液中的金属总绝对量中,软体部的Cu、Zn、Cd、Cr、Pb占绝大多数,Ni含量在这两部分间的分布相近。贝腔液中Cu、Zn、Cd的浓度水平远高于海水中的,Ni、Pb、Cr的浓度水平也明显地比海水中的高。由外套腔液组成的贝腔液通过对重金属的吸收过程的预浓缩作用和含重金属代谢物的排泄作用是贝腔液金属高浓度的主要因素。     

垃圾焚烧飞灰熔融过程中重金属分离效果影响因素研究

采用重庆同兴垃圾焚烧发电厂产生的焚烧飞灰,在感应炉上进行熔融处理实验研究,探讨了熔融温度、熔融时间、碱度等因素对熔融过程中重金属分离效果的影响.结果表明,重金属的挥发率按其熔沸点高低区分明显,Pb、Zn和Cd的挥发率较高,分别为80%、60%和95%左右;Cr、Mn的挥发率均低于10%.随着熔融时间、熔融温度和碱度的增加,Pb、Zn、Cd、Mn、Cr的挥发率变化趋势不明显;铁浴熔融方式可进一步促进Zn、Pb、Hg的挥发,有利于Cr、Cu从熔渣中分离出来,与生铁形成合金.对熔渣的浸出毒性测试结果表明,重金属元素的浸出毒性均可达标(GB5085.3-1996).     

黑曲霉产酸淋滤去除污染土壤中的重金属

研究了利用黑曲霉产酸淋滤去除污染土壤中重金属的生物修复过程.在不同土壤和培养基比(w/v)5%, 10%, 20%情况下,添加黑曲霉的蔗糖和矿物盐培养基以产生有机酸,淋滤去除污染土壤中重金属.结果表明,一步生物淋滤修复过程中,当固液比为5%、修复时间为7d 时,冶炼厂土壤中Cu、Cd、Pb 和Zn 去除率分别为25.2%, 98.3%, 30.2%, 15.7%;张士灌区污染土壤中Cu、Cd、Pb 和Zn 去除率分别为27.1%,36.8%, 0%, 7.6%.二步生物淋滤修复过程中,当固液比为10%、修复时间为9d 时,冶炼厂土壤中Cu、Cd、Pb 和Zn 的去除率分别为67.4%, 86%,23.3%和7.6%;张士灌区污染土壤中Cu、Cd、Pb 和Zn 的去除率分别为55.2%, 85.7%, 7.8%和18.1%.     

有机螯合剂对污染土壤中Pb和Cd淋洗修复研究

以辽宁省某锌厂附近农田耕作层土壤为研究对象,采用酒石酸、柠檬酸和草酸为淋洗剂,在不同实验条件下进行振荡淋洗实验,研究三种有机螯合剂淋洗土壤中Pb和Cd的最佳环境条件以及淋洗机理。结果表明:酒石酸、柠檬酸和草酸在液固比为20,淋洗液浓度为0.2 mol·L~(-1),温度为30℃,pH为3的实验条件下,对Pb和Cd的淋洗效果最好;温度升高,导致重金属离子的扩散速率相应提高,从而提高重金属的淋洗率;pH降低,有机酸中所含质子数越多,对重金属的活化能力越大,提高重金属化合物的可溶性,从而提高重金属淋洗率;酒石酸、柠檬酸和草酸对酸可提取态的Pb和Cd均有很好的去除效果,对可还原态和可氧化态有一定程度的去除效果。     

SPE-ICP-MS联用测定地下水中的Pb、Cu、Cd和Cr

建立了一种以多壁碳纳米管固相萃取(SPE)与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)联用技术为基础的测定高盐地下水中Pb、Cu、Cd和Cr的方法。考察了溶液pH值、洗脱溶液浓度及体积、样品流速、样品体积和基体效应对测定结果的影响。结果表明:溶液pH=9,1 mol/L硝酸为洗脱剂,样品流速为2 mL/min时,多壁碳纳米管对Pb、Cu、Cd和Cr有较好的萃取效率;样品体积为50 mL,洗脱体积为2 mL时,富集倍数为25倍;钾、钠、钙、镁等基体对Pb、Cu、Cd和Cr的萃取影响不大。方法采用海水标准物质CASS-5和GBW(E)080040进行了验证,结果令人满意。在最佳条件下,Pb、Cu、Cd和Cr的检出限分别为3、10、7和15 ng/L,1μg/L Pb、Cu、Cd和Cr混合溶液7次平行实验的相对标准偏差均3%。     

污染土壤中重金属的超声波强化EDTA洗脱及形态变化

以EDTA为洗脱剂,对重金属污染土壤进行超声波强化洗脱正交实验,并用Tessier连续提取法研究了洗脱前后Cd、Cu、Pb、Zn的形态变化.结果表明,在EDTA浓度20 mmol·L-1、固液比1∶20、超声波作用时间16 min、超声波功率54%、洗脱次数4次的条件下,对4种重金属洗脱率最大,分别为:Cd 83.6%、Cu 58.8%、Pb 98.0%、Zn 43.0%.在实验所设浓度范围内,随着EDTA浓度的升高,重金属洗脱率均有降低.形态分析结果显示,超声波强化EDTA洗脱能显著降低土壤重金属的残渣态含量.除土壤中Zn残渣态去除率只有5.7%以外,超声波强化EDTA洗脱对土壤中Cd、Cu、Pb的残渣态去除率都很高,分别为81.6%、62.3%、93.8%.     

生物表面活性剂皂角苷增效去除土壤中重金属的研究

研究了生物表面活性剂皂角苷对土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的去除作用,并考察了皂角苷淋洗液pH值、浓度等对重金属去除率的影响.结果表明,增加皂角苷浓度和降低溶液pH值均有利于重金属的去除.当皂角苷浓度为50g·L-1、pH值为5.2时,土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的去除率分别可达45.6%、24.4%、19.0%和17.6%.根据皂角苷处理前后土壤中重金属形态的分析结果可知,皂角苷对土壤中不同形态重金属的去除能力存在差异,其中,以离子交换态和碳酸盐结合态金属的去除效果最为明显.红外光谱测试结果表明,皂角苷与金属离子反应形成了配位化合物,并以离子交换平衡法测定了配位稳定常数及配位物质的量比.皂角苷与各金属离子配位稳定常数K的大小顺序依次为:Cu2+Zn2+Cd2+Pb2+,lgK值在3.91～6.60之间.除Cu与皂角苷是以1:2(物质的量比)络合外,其他3种金属均与皂角苷生成1:1的络合物.此外,土壤中Cd的去除量与其他重金属(Cu、Zn、Pb)的去除量间呈良好的线性关系.金属离子可能是通过直接与皂角苷形成可溶性络合物或者通过与其他金属的架桥作用而被转移到皂角苷溶液相中,从而实现从土壤中去除.     

苏州河底泥中重金属的烧结无害化研究

采用有氧烧结法和还原烧结法处理苏州河底泥,研究了底泥中重金属的无害化效果.结果表明,有氧烧结温度900℃以上时,对Cu、Pb、Zn、Cd去除率达40%～65%;烧结温度为500～900℃时,尽管对Cu、Pb、Zn、Cd去除效果不明显,但能有效抑制其溶出.有氧烧结法不仅不能实现Cr的去除,而且会增加Cr的溶出,这是由于有氧烧结过程中Cr(III)被转化为Cr(VI),而底泥对Cr(VI)的吸附能力很有限.还原烧结法则能有效防止底泥中Cr(III)向Cr(VI)的转化,从而抑制包括Cr在内的重金属的溶出.     

咸水浸泡对珠江口滩涂围垦土壤重金属的去除效果

利用浸泡离心的方法,通过室内模拟实验,研究了浸泡时间、NaCl溶液浓度对土壤中6种重金属去除效果的影响,同时测定了NaCl浸泡前后土壤中重金属的形态变化.结果表明,浸泡时间为60d时达到最大去除率,分别为Cd30.3%、Zn22.0%、Pb9.4%、Cu8.0%、Cr12.6%、Ni9.9%;NaCl浓度为16 g/L时达到最大去除率,分别为Cd41.9%、Zn19.9%、Pb9.3%、Cu6.3%、Cr14.8%、Ni16.8%.重金属形态分析显示,NaCl浸泡能有效去除交换态、碳酸盐结合态和氧化物结合态的重金属,而对有机态和残渣态的重金属作用效果不明显.     

EDTA和CA复配淋洗剂对重金属复合污染土壤的淋洗条件研究

采用不同浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸(CA)混合的淋洗方法对重金属复合(Zn、Cu、Pb、Cr、Ni)污染土壤的最佳淋洗方式进行研究,探讨了pH值、液固比、淋洗时间和淋洗顺序对其淋洗效果的影响,并分析了0.08mol/L EDTA+0.4 mol/L CA混合淋洗处理前后土壤中重金属各种形态的变化。结果表明:采用0.08mol/L EDTA+0.4mol/L CA按复配体积比为5∶5混合淋洗对多种重金属污染土壤的淋洗效果最佳,且对土壤中5种重金属的去除率明显高于同等条件下单独使用CA和EDTA的淋洗效率,去除率分别为Zn 94.7%、Cu 95.0%、Pb 91.1%、Cr 53.8%、Ni 58.1%;采用0.08mol/L EDTA+0.4mol/L CA按复配体积比为5∶5混合淋洗,当混合淋洗液pH值为4.0、淋洗时间为14h、液固比为10∶1时,Cu、Pb、Zn、Ni、Cr的洗脱率分别为93.0%、85.3%、99.0%、50.5%、45.1%;采用0.08mol/L EDTA+0.4mol/L CA混合淋洗能很好地将土壤中重金属从稳定态向不稳定态转化,进而使得土壤中重金属得以去除。     

铅锌尾矿中重金属在模拟酸雨淋溶下的浸出规律

重金属尾矿污染是世界性难题,污染水体、大气和土壤,对周边的生态环境和人体健康造成严重危害。在我国酸雨范围大且酸雨问题比较严重的背景下,探讨酸雨淋溶下尾矿中重金属的浸出规律将有利于加强我国重金属尾矿的污染控制和管理。采用湖南桃林铅锌尾矿库中的尾矿模拟酸雨条件进行淋溶实验,研究发现重金属Pb、Zn、Cu、Mn含量分别为1252.5,849.4,363.1,280.0mg/kg。其中,Pb、Zn主要以残渣态存在,分别占69.7%和53.8%;Cu主要以有机结合态存在,占67.0%;Mn主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态存在,共占90.0%。在静态淋溶实验中,固液比越大、模拟酸雨pH值越小,重金属的浸出浓度越大。在动态淋溶实验中,Zn、Mn浸出浓度随时间呈现减小趋势,而Pb和Cu浸出浓度随时间先增大,后减小。     

煤矸石中重金属在淋滤过程中的释放规律

煤矸石是我国排放量最大的工业废渣之一,它不仅占用大量农田和土地,而且还会经风化、分解和溶滤等作用后释放出大量的有害金属元素,对水体、大气、土壤等造成严重污染.以济宁三矿的煤矸石为研究对象,模拟研究区雨水酸度的淋滤实验,对环境污染防治工作具有指导意义.实验结果表明:①煤矸石中Cr,Cd的质量分数超过土壤环境质量三类标准,淋滤液中Cr,Pb和Cd的最大质量浓度超过地表水环境质量三类标准.②对最大释放量而言,新旧矸石结果一致,Cr最大,Zn,Pb,Cu其次,Cd和Mn相对少量.对最大释放率而言,新矸石中金属Cd最大,Cr,Pb,Zn其次,Cu较小,Mn为零;旧矸石中Cr最大,Pb,Zn,Cu其次,Cd相对较小,Mn几乎为零.