模拟酸雨对泉州市交通区表层土壤重金属淋溶的累积释放特征

用模拟酸雨动态淋溶试验方法和改进的BCR四步提取法研究泉州市交通繁忙区表层土壤中重金属的溶出规律及形态变化,用ICP-AES测定浸出液中Ti、Zn、Co、Ni、V、Fe、Mn、Cr、Cu、Pb、Cd和As的含量。结果表明大部分重金属元素(Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Pb)累积释放量随模拟酸雨pH值的降低而增加。对土壤中金属释放过程进行数学方程拟合后发现,应用双常数速率方程能更好地描述V、Co和Ni的释放规律,抛物线方程则能更好地描述Zn的释放过程,修正Elovich方程能更好地描述Ti、Cr、Mn、Fe、Cu和Pb的释放过程,而双常数速率方程和抛物线方程均能很好地描述As、Cd的释放过程。对比淋溶前后重金属形态分布,发现淋溶后土壤中Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb的生物有效态比例有所增加,而V、Cd和As的生物有效态比例略有降低。     

基于固化法共处置飞灰和浓缩液浸出特性研究

在水泥固化时将生活垃圾焚烧飞灰（简称飞灰）以不同的比例代替复合硅酸盐水泥并且用垃圾渗滤液浓缩液代替水进行固化实验,研究了飞灰掺量（40%、50%、60%）、浓缩液替代水对水泥固化法固化效果及重金属（Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ba）浸出的影响.结果表明：飞灰掺入量的增加会降低固化体的抗压强度,但浓缩液替代水对固化体的抗压强度没有显著影响.不同重金属的浸出行为受掺灰率的影响不同,掺灰率的增加会减少固化体中Zn的浸出,增加Pb和Cd的浸出,Zn、Pb、Cr、As在第36d可达到稳定浸出量不再增加,Ba的累积浸出量持续增加,加入浓缩液后固化体中Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属的浸出量未超过标准限值,可以满足固化处理对浸出毒性的要求.     

垃圾焚烧飞灰中重金属的分布规律及浸出特性

文章研究了上海某垃圾焚烧厂不同粒径飞灰中重金属的分布特性。结果表明,大部分飞灰聚集在38～280μm,其中在38～53μm飞灰约占总量的50%。飞灰中重金属在不同粒径中的含量分布规律均为:Pb>Zn>Cu>Cr>Cd>Ni;除Ni和Cr外,重金属Zn、Cd、Cu和Pb都普遍表现出向小颗粒富集的趋势。重金属在不同粒径中的浸出量均为:Pb>Zn>Cr>Ni>Cu>Cd;Cr、Ni、Cu和Cd的浸出量随飞灰粒径的减小呈增加趋势,而Zn在106～280μm和Pb在75～106μm处的浸出量都经历了一个陡增过程。不同重金属的主要化学形态各不相同,除Ni和Cr外,其它重金属的主要形态都呈不稳定性。随着飞灰粒径的减小,碳酸盐结合态的Cd、Pb、Zn、Cu和铁锰氧化物结合态的Pb、Zn、Cu的量逐渐增加;残留态的Zn和有机结合态的Cu则不增反减;Ni和Cr的各形态分布规律不明显。     

生态水泥胶砂块中重金属的动态浸出行为研究

采取酸性浸取剂更新条件下的动态浸出实验方法,研究了生态水泥胶砂块所制3种样品(细粒样、粗粒样、块状样)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种重金属的浸出行为.结果表明,除Cd始终未检出外其他重金属均有浸出,同种样品中以Cr的浸出率为最高,同种重金属的浸出率均表现出细粒样＞粗粒样＞块状样的趋势.根据Fick定律做出各重金属的累积浸出分数Pt与t1/2的关系曲线,其在浸出进行段线性良好,表明浸出过程受扩散控制;对同种金属,有效扩散系数Deff体现出块状样＞粗粒样＞细粒样的趋势,说明较大尺寸块体的浸出过程完成得相对较快.各种重金属的Deff值普遍很低,均在10-10 cm2/s数量级左右,说明水泥固化体中重金属的浸出是缓慢而长期的过程.     

掺膨胀土粉煤灰的重金属浸出试验研究

通过搅拌试验和柱渗试验2种室内浸出试验方法,对粉煤灰掺不同量膨胀土在中性和酸性(模拟酸雨)2种浸出条件下,进行几种金属离子污染问题的研究。通过试验,旨在获得在中性和酸性条件下,粉煤灰膨胀土不同配比掺和样中重金属离子的浸出规律。该文所取得的成果为:所有试样的Fe、Mn离子浸出浓度较大,都超过《生活饮用水卫生标准》;当粉煤灰膨胀土不同配比掺和样置于地下水位以下时,试样中Zn、Fe、Mn、Cu、Cr和Ni的浸出浓度不规律,Zn、Fe、Mn、Cu、Cr和Ni离子浸出浓度最小的最佳配比分别为5%、15%、15%~20%、5%、0%或20%、0%~5%;中性条件下,柱渗试验初始浸出浓度高于搅拌试验;pH值对粉煤灰膨胀土不同配比中Cr浸出浓度影响较大,酸性条件下浸出浓度小于中性条件,对工程有利,且当柱渗分为前期和后期时,Cr离子浓度呈指数曲线状有规律浸出;当膨胀土掺量为10%时,Cr离子的初始浸出浓度为最小,所有金属离子在酸性条件下浸出浓度也最小,因此,从环境角度考虑的最佳配比可能在10%左右;当膨胀土掺量从20%开始,未经养护样品柱渗试验后期(≥15 d)渗透系数能够满足工程利用要求;所有酸性条件下的渗透系数都小于中性条件,因此酸性反而有利于粉煤灰膨胀土混合物的工程应用。     

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.     

深圳福田红树林无瓣海桑与海桑群落的重金属累积和循环

研究了深圳福田红树林无瓣海桑与海桑群落对重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Ni元素的吸收、累积、分布和循环.结果表明,该林地表层土壤(0～30cm)Cu、Pb、Zn、Cr、Ni元素的储量关系为Zn＞Pb＞Ni＞Cr＞Cu;群落中3种植物对土壤中5种重金属元素富集能力的大小依次为海桑＞无瓣海桑＞秋茄.该群落Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的现存累积量分别为:23019.61、23429.65、117870.41、6835.79、12995.08μg/m²;年吸收量分别为:6592.20、266     

水口山某废石场重金属垂向分布特征及浸出毒性

多金属矿区因采冶活动遗留的废石存量大,其重金属污染问题已备受关注.目前对废石场中重金属的分布特征和浸出毒性研究较少.本研究以湖南省水口山矿区某废石场为对象,垂直钻孔并取样分析7种重（类）金属,包括Pb、Zn、As、Cd、Cu、Ni和Cr的垂向分布特征和浸出毒性,并结合主量元素（Fe、Mn、Al和Mg）浸出行为、物相表征和统计学分析等方法,研究了重金属垂向迁移特征及其影响因素.结果表明,所有废石样品的7种重（类）金属含量均显著高于湖南省土壤背景值,污染累积指数从高到低依次为Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr和Ni.聚类分析将重金属分为3类,第1类是As、Fe和Pb,主要与方铅矿、黄铁矿有关,第2类是Cd、Zn和Cu,主要与闪锌矿有关,第3类是Cr和Ni,与自然风化有关.浸出毒性进一步发现,Cd、Zn、As、Cu和Ni的浸出浓度随深度增加而逐渐降低.其中,Cd和Zn表现出高浸出风险,且浸出行为显著相关,与闪锌矿转化为硫酸锌有关.Pb和Cu显示出0~0.5 m范围内的局部高浸出风险,而As和Cr属于低浸出风险.Pb和As浸出行为的差异性与As受Fe吸附有关.废石中的黄铁矿氧化降低pH促进重金属的释放迁移,而生成的次生铁（氢）氧化物能通过吸附稳定重金属;废石中的方解石有利于升高pH而降低重金属迁移风险.研究结果可为开发针对废石堆场的重金属污染防控技术和生态修复技术提供数据支撑和理论依据.     

利用油基岩屑制备水泥路面基层的力学性能及重金属浸出特性研究

油基岩屑是石油开采时产生的危险废物,随着我国石油勘探开发能力的不断提升,因油基岩屑造成的环境污染和资源浪费问题已不容忽视.资源化利用油基岩屑将对油气行业环境保护和可持续发展起到重要促进作用.为探明利用油基岩屑制备水泥道路结构的可行性,制作11种不同配合比的水泥路面基层试件,通过无侧限抗压、劈裂抗拉以及抗压回弹试验,探寻符合相关力学性能要求且岩屑掺加量最大的试件,随即对其开展浸出试验以研究重金属浸出规律,并通过浸出动力学模型拟合重金属长期浸出量.结果表明：(1)随着油基岩屑掺加量的提升,水泥路面基层试件的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗压回弹模量同时呈下降趋势.当岩屑掺加量为12%时,试件相关力学指标满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)和四川省农村公路基层材料设计参数要求,此时岩屑掺加量达到最大.(2)Ba、Mn、Pb、Zn为油基岩屑中的特征污染物. Ba、Mn、Pb累积浸出量的变化趋势较为一致,在第64天时基本达到浸出平衡;而Zn的累积浸出量在第64天时仍持续增长. 4种重金属在全浸出阶段的浸出行为都受到扩散控制影响.(3)Ba和Pb的浸出规律符合Elov...     

不同浸出条件下水泥中重金属释放特性的研究

水泥窑已广泛作为处理含重金属废弃物的一种有效手段,但水泥使用过程中重金属通过浸出会对地下水等环境构成危害。本文依据国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GBT 17671—1999),使用水泥熟料制备水泥试样,在液固比为20∶1(v/w)的条件下对制备的水泥试样进行连续浸出试验,分别模拟自然地下水、酸雨、海水不同环境条件,研究了细粒径(约1mm)、粗粒径(约5mm)、块粒径(尺寸约40mm×40mm×10mm)3种不同粒径的水泥试样中重金属(Cu、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、Mn、Sb、As、V、Co、Tl)的释放状况。结果表明:不同环境条件对水泥中重金属的浸出影响表现为海水地下水酸雨;在酸雨和地下水模拟环境下,不同粒径条件对于大多数重金属的浸出影响表现为细粒径粗粒径块粒径,而在海水模拟条件下没有一个统一的趋势;在酸雨和地下水模拟条件下,以细粒径水泥中Cr的浸出量最多,分别达到2.811 78mg/kg和6.128 24mg/kg,而在海水模拟条件下,以粗粒径水泥中V的浸出量最多,达到5.629 64mg/kg。     

电石渣堆放场重金属生态风险评价与成因分析

为了解电石渣堆放场重金属潜在生态风险和成因,选择天津市某电石渣堆放场为研究对象,通过现场采集电石渣样品和土壤样品,利用地累积指数和潜在生态风险评价方法对土壤重金属Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb,As,Hg含量进行分析.结果表明,场地内Zn,Cu,Cr平均值与天津市土壤背景值十分接近,地累积指数分布在-1.60~-0.10之间,不存在重金属污染现象;Ni,Pb,As地累积指数最大值小于1.00,存在个别点位轻微污染,Cd最大地累积指数为1.20,存在轻度污染现象,Hg地累积指数最大值为4.20,属于“重度污染”.Cr,Ni,Cu,Zn,Pb,As潜在生态风险低,经过因子分析,主要反映了成土母质对土壤重金属含量的影响;Cd,Hg局部位置具有较高~极高潜在生态风险,是场地内重点关注的潜在污染源,主要受电石渣,煤渣堆放对土壤重金属的淋滤作用和化学抑制作用影响.     

水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对重金属的固定效果比较

危险废物水泥窑协同处置与水泥固化,稳定化对废物中重金属的固定机理不同,固定效果因而有所差异.针对含As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等重金属离子的上述2类试样平行开展浸出实验及连续提取实验,以重金属浸出浓度及化学形态为指标,比较分析了水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对废物中不同重金属的固定效果的差异.结果表明,对于As、Pb、Zn等重金属离子,水泥窑高温煅烧及后续水化作用有助于其更稳定化学形态的形成,固定效果优于水泥固化,稳定化,说明含Ag、Pb、Zn的危险废物能够在水泥窑得到有效处置.Cr3 在水泥窑煅烧过程中易被氧化为迁移性和毒性更强的Cr6 ,因而含Cr的废物不适合采用水泥窑协同处置方式.该研究能为不同种类重金属危险废物处置方法的选取提供依据,并为水泥窑协同处置重金属类危险废物的应用和发展提供科学的决策依据.     

热等离子体熔融固化模拟医疗废物的研究

利用直流双阳极等离子体实验装置熔融固化处理不同组成的模拟医疗废物.研究了医疗废物熔融过程中重金属的迁移特性、熔渣的重金属浸出特性以及实验系统对医疗废物的处理效果.结果表明,经熔融处理得到的熔渣均呈典型的玻璃质结构,微观结构紧密、光滑且无空隙;所采用的等离子体对医疗废物中重金属有很好的固化效果,固化率在68.5%～89.4%之间;重金属Cd的浸出浓度低于仪器最低检测限,无法检出,Ni、Cr、Zn、Cu和Pb在熔渣中浸出浓度均远低于国家规定的毒性浸出标准.说明热等离子体技术是一种处理医疗废物的有效手段.     

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.     

浸泡淋滤作用下煤矸石重金属元素的释放规律及特征研究

为探究天然煤矸石在雨水浸泡淋滤作用下重金属元素的释放规律及特征,通过扫描电镜(SEM)对天然煤矸石进行表征以观察其淋滤前后的微观形貌,借助X射线衍射(XRD)技术测定煤矸石淋滤前后的矿物成分组成及变化情况.结合模拟降水连续静态浸泡与动态淋滤试验,考察在不同固液比、粒径、pH、土壤介质条件下煤矸石中重金属元素的释放规律与特性.结果表明：(1)淋滤后的煤矸石表面凹凸结构较多,淋滤前后煤矸石中各矿物相含量差异较小.(2)As、Mn的浸出浓度均较高,最大释放率大小表现为As>Cd>Cu≈Ni>Mn>Cr>Zn>Pb. As的累积释放对周边土壤环境以及地下水产生不利影响的风险较高.(3)连续动态淋滤试验在pH为3时,Mn、Cu、Zn、Ni的累积释放量明显较高,As、Cr在中性条件下的累积释放量高于在酸性条件下.引入土壤介质这一因素后,Cr、As的累积释放量均明显减少,这两种重金属元素均呈现出在土壤中积累的状态.研究显示：对于相同煤矸石堆存量,降雨量越大,重金属的释放总量越高,固液比为1∶20时,As释放量最高可达2.822μg/L;Cr、As呈现出在土壤中积累...     

氧化亚铁硫杆菌生物浸出污泥中的重金属离子

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At. f)对污泥中重金属的浸出机制,进行了空白、直接浸出(At. f)、加亚铁浸出(At. f +Fe2+)、加亚铁和硫酸浸出(At. f+Fe2++H2SO4)4组生物淋滤实验,分析淋滤前后污泥的成分和物相变化.结果表明加亚铁和硫酸浸出淋滤后Cu、Zn、Ni、Pb和Cr的去除率可分别达到90.8%、100%、87.5%、51.6%和83.3%,高于其他3种体系;定量计算和动力学拟合结果表明,5种金属在直接-间接(加亚铁)浸出中的质量含量和速率常数(k)均高于直接浸出.EDS和XRD证实污泥浸出前后样品组分主要是C(26.2%~37.5%)、O(32.5%~45.7%)和一些无机化合物(如铝盐和SiO2),生物淋滤后会造成营养元素(P和Ca)的部分流失.此外,ICP-MS分析表明其他金属(如Cd、Fe、Mn)也能同时被溶出.基于结果分析,提出FeSO4·7H2O和H2SO4的加入有助于生物淋滤系统的启动,其中Cu、Pb、Cr和Ni主要以间接浸出为主,而Zn是直接和间接浸出共同作用.