模拟降雨对铀尾矿中U、Sr、Mn、Fe释放规律的影响

为查明某铀尾矿中U、Sr、Mn和Fe等4种元素在模拟降雨下的释放规律,在研究铀尾矿中4种元素赋存状态的基础上,采用静态浸出和动态淋滤的方法对铀尾矿溶浸特征进行研究.结果表明,铀尾矿中U、Sr、Mn和Fe的赋存总量分别为:30.4、122.0、523.0、9700.0μg·g~(-1),其中U、Mn迁移活性最强,Sr次之,Fe最弱.在静态浸出过程中,除Fe的浸出量与pH值相关性不明显外,U和Mn的浸出量随pH值增加而减少,Sr的浸出量随pH值增加而增加;动态淋滤过程中,各元素都表现出释放速率随淋滤时间增长而减小,淋滤初期pH值对Mn和Sr的累计释放量影响不显著,但淋滤后期pH值对其累计释放量影响显著.     

降雨条件下纳米零价铁镍对污染土壤中六价铬迁移的影响

通过模拟降雨进行土柱淋溶实验来研究降雨条件下纳米零价铁镍(nZVI/Ni)对污染土壤六价铬迁移的影响,并测定淋溶液的Cr(Ⅵ)浓度、pH、电导率和累积释放量.使用改进BCR连续提取法测定淋溶后各层土壤的铬形态分布,分析施加nZVI/Ni对土壤中铬形态的影响.结果表明,降雨条件下六价铬的释放过程主要分为快速和慢速释放两个阶段.随着淋溶体积的增加,土壤淋溶液的pH逐渐升高后最后趋于平稳,电导率和Cr(Ⅵ)浓度迅速下降后趋于平稳.模拟降雨条件下,土壤中投加nZVI/Ni显著降低了淋溶液中Cr(Ⅵ)的累积释放量.投加0.10%nZVI/Ni土壤淋溶液的Cr(VI)累积释放量低于空白对照57.53%.在nZVI/Ni投加量相同时,模拟降雨的pH值越低nZVI/Ni的修复效果越好;降雨的淋溶次数对修复效果基本无影响;采用均匀混合的方式投加nZVI/Ni有着更好的修复效果.在土壤中nZVI/Ni对Cr(Ⅵ)修复过程中,纳米铁材料起主要作用,Fe(Ⅱ)的贡献很小.土壤经nZVI/Ni修复后,可还原态铬含量减少,可氧化态铬含量增加,表明纳米零价铁镍可以降低土壤中铬的迁移性,降雨条件下对六价铬污染土壤具有一定的修复效果.     

云南省抚仙湖流域帽天山磷矿区磷流失过程模拟研究

通过批平衡实验和土柱淋溶实验,模拟在环境因子(pH值、降雨频度)的影响下,磷矿石、废土石和废渣中磷的释放规律.结果表明,磷石膏和泥磷中磷的释放受pH值的影响较小,维持较为恒定的高释放量.磷矿石、矿坑沉积物和废土石中磷的解吸受pH值影响,pH值愈低,愈有利于磷的释放;当解吸溶液pH值为3.50时,废土石和磷矿石中磷的释放量仍可达到2.25 mg·l-1和3.15 mg·l-1.间歇淋溶过程促进了磷矿石、废土石和磷石膏中磷的释放,对废土石中磷的释放作用尤为显著,干燥后再次降雨的释放量比初期降雨高出3倍.帽天山磷矿区大面积裸露的磷矿石剖面、废土石堆场和废渣堆场在酸性溶液的淋溶作用下能够产生大量的磷流失,而且这个过程是持久的,是抚仙湖水质下降的主要因素.     

模拟降雨条件下22种典型土壤镉的淋溶特征及影响因子分析

搞清模拟降雨条件下重金属在农田土壤中的淋溶特性,有利于阐释重金属的保蓄性能与迁移转化机制.本研究选取了全国22种典型土壤,通过室内土柱试验,探讨雨水作用下土壤镉的淋溶和释放特征,并对影响土壤镉淋溶特性的因子进行分析.结果表明,22种土壤Cd的释放过程大致分为两类,第1类包括吉林黑土、吉林暗棕壤、吉林黑钙土等7种土壤,此类土壤在整个淋溶过程中淋出液Cd2+浓度极低,未超过地下水水质Ⅲ级标准.第2类包括天津潮土、江西红壤、河北褐土等剩余15种土壤,其Cd释放分为两个阶段,淋溶量未超出4 L时,淋出液中Cd2+浓度较高,对地下水及环境威胁较大;超出4 L后,Cd释放速率明显变缓,浓度降低至Ⅲ级标准以下.逐步回归分析的结果显示,土壤中Cd含量、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量及pH对降雨作用下土壤Cd释放有重要作用,四者累计的决定系数达到了0.9609,其中土壤中Cd含量所占权重最高,且对累计释放量作用为正,其次为CEC,作用为负.游离铁和pH合计所占权重较低,作用也为负.     

利用化学浸提剂去除拟疏浚物中的重金属Cu和Zn

采用搅拌、曝气试验研究了草酸、EDTA等试剂对厦门西海域马銮湾外湾拟疏浚物中重金属Cu、Zn的去除效果.并通过分批提取实验研究了草酸浸提拟疏浚物中Cu和Zn的影响因素如浓度、pH、固液比、提取时间等的影响.结果表明,Cu、Zn的螯合提取率随草酸溶液浓度的增加而增大,草酸溶液浓度为0.2mol·l-1为较适宜浓度;随反应时间增加而增大,反应时间24h可达到较好的处理效果;随pH降低而增大,结合实际处理pH值可选择3左右;随固液比降低而增大,固液比1:50处理效果较佳。     

黄土中矿物元素的淋溶释放研究

选取我国西北地区广泛分布的黄土进行模拟降水淋溶实验,研究了在动态淋溶系统中盐基离子和ＳｉＯ２、Ｃｌ－等黄土主要组份的释放规律及淋出液的ｐＨ值变化特点,在此基础上对黄土中各矿物元素的淋溶释放机制进行了探讨。结果表明,黄土中的Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－主要通过快速的无机盐溶解过程淋失,而Ｋ＋、ＳｉＯ２的淋溶释放则与缓慢的硅酸盐矿物风化有关。粗略的通量计算结果显示,在黄河流域,降水淋溶侵蚀作用每年可从黄土中淋失盐基离子４０．７ × １０９ｍｏｌ,占黄河溶解态物质入海通量的近２０%。     

模拟酸雨对街道灰尘重金属淋溶的累积释放特征与释放模型

以泉州市交通繁忙区街道灰尘为研究对象,采用模拟酸雨动态淋溶实验和改进的BCR四步提取法研究街道灰尘中重金属元素在不同酸度(pH=3.5、4.5、5.6)模拟酸雨淋溶下的溶出规律及形态变化.结果表明,街道灰尘中重金属元素的累积释放量均随模拟酸雨pH的降低而增加,当pH值为3.5和4.5时,Cu、Pb、Mn、Ni、V、As和Co的释放过程为快速释放阶段,Cr、Zn和Fe的释放过程分为快速释放和相对平稳释放两个阶段;当pH值为5.6时,除Co、V为快速释放过程外,其余重金属都处于相对慢速的释放过程.动力学方程拟合结果表明,双常数速率方程能更好地描述上述重金属元素的累积释放特征.尘样经模拟酸雨淋溶后,弱酸可溶态中Co、Cu、Mn、Zn、Ni百分含量有所增加,Cr、Fe、Pb百分含量变化不明显;可还原态中Cr、Pb、Cu、Ni百分含量有所增加,Mn、Zn、Co百分含量有所下降;可氧化态中上述各元素的百分含量均有所降低;残渣态中除Ni、Mn百分含量有所下降外,其它元素百分含量变化均不显著.     

模拟酸雨对微米和纳米羟基磷灰石稳定化污染土壤的铜和镉淋溶效应

采用室内土柱淋溶试验,以1%的质量比向铜、镉复合污染土壤中添加微米羟基磷灰石(MHA)和纳米羟基磷灰石(NHA)稳定化培养72 h,并探讨模拟酸雨对稳定化修复土壤中Cu和Cd的释放影响,包括淋溶液的pH值、电导率(EC)、Cu和Cd浓度,以及Cu和Cd生物有效性的变化。结果表明,MHA处理淋溶液pH值最高,达7.78,其后依次为NHA和对照(CK)处理,且3种处理的pH值均高于模拟酸雨。MHA和NHA处理均增加了淋溶液EC值,MHA处理EC最高值是CK处理的10.41倍。与CK处理相比,MHA处理显著增加淋溶液Cu浓度,而NHA处理则降低Cu浓度;MHA和NHA处理均降低淋溶液Cd浓度。淋溶前MHA处理Cu和Cd的生物有效性降幅分别为75.0%和90.7%,NHA处理Cu和Cd生物有效性降幅分别为59.6%和52.2%,说明MHA处理稳定化效果比NHA处理更好。但是在模拟酸雨淋溶下,MHA处理Cu释放量更多,表明经MHA处理稳定的Cu和Cd在酸雨淋溶下易再次被活化。     

酸雨浸泡作用下云南红土的剪切特性

根据云南省酸雨特点配制模拟酸雨溶液,考虑时间、pH值两个因素,采用浸泡的试验方法,研究酸雨作用下云南红土抗剪特性变化,最后对酸雨-红土间的作用机理进行分析.试验结果表明,总体上酸雨浸泡降低了红土的抗剪强度及其特征参数.酸雨pH越小,浸泡时间越长,红土抗剪强度折减越多;抗剪强度及其特征参数随pH值增大而波动增大,质量随pH值增大而先减小后增大;浸泡第1 d时,红土抗剪强度及其特征参数折减幅度最大,之后随浸泡时间增加而波动变化,质量随浸泡时间增加而波动减小;为解释上述几个结果,特对酸雨-红土相互作用过程进行分析,将其归结为酸雨-红土物理作用、酸雨-红土化学作用、酸雨-红土盐类溶解、置换、结晶等.     

模拟酸雨作用下红壤中CU2+的释放动力学

利用土柱研究了模拟酸雨淋溶下红壤中铜离子的释放动力学 .结果表明 :铜离子的累积释放量随时间的延长迅速增加 ,2 4h后基本达到平衡 ,48h后铜离子的释放明显受酸雨pH值的影响 ,pH >3 5时铜离子的释放规律依然相同 ,但pH 2 5时释放量却再次增加 .该过程可分为快速释放阶段和准平衡阶段 ,可用修正的Elovich方程和双常数速率方程来描述 ,且修正的Elovich方程更优     

EGTA/TSP联合修复模拟重金属污染黄棕壤及其环境风险评价

针对淋洗可能导致土壤残留重金属活化问题,研究淋洗/钝化联合修复对重金属污染土壤风险的削减作用。以乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸[ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid,EGTA]为淋洗剂,以重过磷酸钙(triple super phosphate,TSP)为钝化剂,研究了EGTA投加量、液固比、淋洗时间和TSP投加量等对模拟重金属污染黄棕壤中Cu、Zn、Pb和Cd 4种重金属洗脱率和浸出浓度的影响,通过响应面法设计多因素实验,拟合了土壤重金属环境风险削减率与EGTA投加量、液固比及TSP投加量之间的关系,采用涵盖土壤重金属含量、浸出浓度和毒性的土壤重金属环境风险评价方法对修复效果进行评价。结果表明,EGTA对Cu和Cd的洗脱率较高,可显著降低Zn和Cd浸出浓度。增加淋洗时间有助于提高Cu、Zn和Cd洗脱率并降低其浸出浓度,但提高了Pb浸出浓度。随着液固比的增加,Zn和Pb洗脱率呈上升趋势,Cd洗脱率呈下降趋势,Cu洗脱率先提高后下降;Cu、Zn和Cd浸出浓度呈下降趋势,而Pb浸出浓度呈上升趋势。TSP钝化大幅度削减了Pb浸出浓度。总环境风险削减率(β)与EGTA投加量、液固比及TSP投加量呈二次方关系,当EGTA投加量为1.0 g·L~(-1),液固比为10,TSP投加量w为2%时,β为62.80%,与验证实验结果相近,表明模型具有较好的模拟和预测能力。提高EGTA投加量和液固比可以大幅度降低Cu、Zn和Cd的环境风险,TSP钝化处理对Pb环境风险的削减作用较好,EGTA投加量与液固比以及EGTA投加量与TSP投加量对β表现为协同作用。     

浸提剂pH值对污泥中重金属浸出的影响

为了探讨浸提剂的pH对污泥中重金属释放的影响,采集了我国四个典型城市污水厂的剩余污泥,应用固体废物浸出毒性的浸出方法(GB5086.2-1997),以不同pH值的浸提剂对污泥中重金属的浸出特性进行了实验研究.实验结果表明,污泥中的Cr和Fe的最大浸出质量浓度分别出现在6.5～7.0和5.0左右的pH值范围;Mo和Ni的浸出质量浓度则随着浸提剂pH值的升高而升高;而Zn和Mn的浸出质量浓度则随着浸提剂pH的升高而降低.这表明,浸提剂的pH 值对污泥中重金属的浸出具有显著的影响,而且pH 值对污泥中重金属浸出的影响因重金属的不同而存在较大的差异.     

模拟酸雨对泉州市区大气降尘重金属的淋溶

以泉州市区受污染的大气降尘为研究对象,开展大气降尘中重金属(Cu,Pb,Cr,Cd,Zn,Mn,Fe,Ni,V,As,Co)在不同酸度(pH=2.5、3.5、4.5、5.6)酸雨淋溶下的溶出行为研究.结果表明:由于降尘样品本身的中和作用,淋出液的pH呈现出先升后降的趋势,并最终接近淋溶液原始pH.在模拟酸雨作用下,污染降尘中不同重金属呈现不同的溶出规律,金属Cu、Pb、Fe、Ni、Mn、Cd的淋出量随pH的升高而降低,各重金属的溶出基本可分为快速溶出阶段、缓慢溶出阶段或稳定阶段,重金属的溶出不仅与总量有关,还与模拟酸雨pH、环境温度、淋溶时间等因素有关.在pH2.5的酸雨下,累积释放量由大到小的顺序为交通区降尘:FeZnMnCoCuCrNiPbAsVCd,工业区降尘:MnFeZnPbCrCuNiAsVCoCd.     

生物质气化发电厂灰渣中微量元素的赋存形态及其析出

分别用Tessier逐级提取形态分离法和模拟酸雨浸提实验,研究了生物质气化发电厂的气化器、淋洗器和旋风分离器底灰中微量元素的赋存形态及其析出规律,探讨了微量元素析出浓度和影响其析出的因素．结果表明,微量元素大部分存在于残渣态,其有机态、Fe-Mn氧化态和碳酸盐结合态的浓度依次减少,可交换态的赋存量极低;元素的析出受浸提液pH值、浸提温度和浸提时间的影响,元素在灰渣颗粒物中的赋存形态及含量的高低也影响元素的释放和析出程度．     

氧化亚铁硫杆菌浸出废旧锂离子电池的工艺条件

考察了接种量、振荡条件、浸出液以及电池原料对氧化亚铁硫杆菌浸出废旧锂离子电池的影响.研究结果表明,浸出10 d,钴浸出率达到48.5%,之后,浸出率不再增加;当接种量在2.5%—12.5%之间时,钴浸出率在第10天都为47.6%,接种量对浸出率无影响;振荡过程中控制温度为35℃时,钴浸出率最佳,并随着振荡速率的升高而增加;浸出液中加入硫磺对浸出影响不大,初始pH值在1.5—2.5范围内,都适合钴酸锂的浸出,而初始亚铁离子浓度在45 g.L-1条件下浸出效果最好;选择固液比为3%最佳,并且钴酸锂粉末的粒度大小对浸出率无影响.     

模拟酸雨对石灰岩的破坏和表面腐蚀

硫酸是酸雨中腐蚀石灰岩的最主要成分,以不同pH值(4.0,5.6)的稀硫酸溶液模拟酸雨对石灰岩进行淋溶处理,研究不同酸度酸雨对石灰岩腐蚀的影响,包括溶液中pH值变化,Ca2+离子浓度变化、石灰岩表面粗糙度变化、重量损失和表面结构变化.结果表明,不同酸度酸雨淋溶后石灰岩都受到一定程度的影响,随着模拟酸雨酸度的增大,Ca2+的释放量呈上升趋势;Ca2+溶出速率,与H+的消耗速率不呈现明显的相关关系;经过120 h酸雨淋溶后,石灰岩重量损失率在0.083%～0.25%.酸雨淋溶后石灰岩表面结构产生了腐蚀,表面粗糙度增加,孔隙变深变宽,并在一定程度上缓解了酸雨的进一步腐蚀.表明高酸度雨水对南京六朝石刻等石灰岩建筑有影响.     

柠檬酸对生物炭钝化污染土壤中重金属稳定性的影响

为了研究生物炭(BC)对重金属复合污染土壤的钝化效果以及环境条件变化后钝化产物的稳定性.在受Cd、Pb和Zn污染的土壤中添加不同比例的生物炭进行土培实验,两个月后,添加不同浓度的柠檬酸模拟植物根际环境条件,分析土壤环境条件变化后重金属钝化产物的稳定性.结果表明,与对照组相比,添加生物炭(5%和8%)显著提高了土壤的pH值、阳离子交换容量(CEC)、土壤有机质(SOM),而有效态重金属和重金属毒性浸出浓度均显著降低,且后者低于其国际标准.添加柠檬酸后,土壤pH值随柠檬酸浓度的增加呈现下降趋势;生物炭的添加比例一定时,有效态Cd(DTPA-Cd)和Cd的毒性浸出浓度(TCLP-Cd)随柠檬酸浓度的增加呈现先降低(2 mmol·kg~(-1))后升高(10、20 mmol·kg~(-1))的趋势,而有效铅(DTPA-Pb)和有效态锌(DTPA-Zn)随柠檬酸浓度的增加而上升.柠檬酸浓度一定时,有效态重金属和重金属毒性浸出浓度随生物炭的添加比例的增加而降低,当生物炭的添加比例大于5%时,TCLP-Cd和TCLP-Zn虽有所上升(与无柠檬酸相比),但均低于其国际标准.可见,生物炭可对重金属污染土壤进行有效修复,但随着环境条件的变化,被钝化的重金属会发生解吸和溶解释放,从而增强其生物有效性和环境风险,但当生物炭的添加比例较高时,会一定程度抑制重金属的解吸和溶解释放,Cd和Zn的环境风险仍处于可接受的安全水平.     

模拟酸雨下自然红壤与污染红壤中Cd,Cu,Zn的释放特征

通过对2个自然红壤和2个污染红壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下红壤中重金属Cd,Cu,Zn的释放特征与影响因素,比较了自然红壤与污染红壤重金属释放特征的差异,结果表明,自然红壤中Cd,Cu,Zn的释放量均随酸雨淋溶量增加而线性增加,累积释放量有Zn＞Cu＞Cd的规律,并且随酸雨酸度增加而增加,3种重金属释放量之间存在显著的线性关系,在污染红壤中,Cd的释放随着酸雨淋溶量的增加呈现对数型增长,Cu的释放模式仍为直线型增长,而Zn的释放在弱酸性酸雨作用下为直线型增长,在强酸性酸雨作用下则为对数型增长,3种重金属释放鼍之间存在非线性关系,污染红壤中重金属释放量顺序为Cd＞Zn＞＞Cu,大约26%-76%的外源Cd和11%-68%的外源Zn被酸雨淋溶释放,但99%以上的外源Cu被土壤吸附,同时,3种重金属累积释放量均与淋出液中H+离子累积量呈现显著的对数关系;Cd和Zn与TOC累积释放量之间呈现显著的对数关系,Cu与TOC呈现显著的乘幂关系,在酸雨作用下,自然红壤由于重金属释放最很小,出现重金属污染的可能性较小;但污染红壤中大量Cd和zn的释放可能导致土壤,水体系统发生重金属污染.     

垃圾焚烧飞灰中重金属浸出的影响因素

考察不同浸出条件对垃圾焚烧发电厂烟气净化系统飞灰中重金属浸出特性的的影响.研究表明:飞灰浸出时,受飞灰自身性质的影响,翻转式摇床混合和水平振荡摇床混合对飞灰中重金属浸出量的影响不明显;混合8h可使浸出体系达到溶解平衡,16h静置过程对飞灰中重金属溶出的影响不明显;增加浸取剂离子强度对飞灰来说并不会增加重金属元素的溶出;加大液固比(L/S)对飞灰中Pb,Ni和Cd的浸出仅起稀释作用,而Cu,Zn,CT和Hg在L/S<10时浸出液的浓度变化不大,L/S>10时被稀释;在高H 浓度时飞灰中重金属的浸出率大大增加,浸取剂中H 对各元素浸出的影响程度为Pb≈Zn>Cu>Cd>Ni>Cr>As>Hg;在中低H 浓度时,醋酸浸出液中重金属的浓度高于硝酸浸出液,而在>0.2mol·1-1的酸浸取液中,硝酸浸出液中重金属(Hg除外)的浓度大于醋酸浸出液.     

降雨中有机氯农药土壤-水界面迁移过程的实验模拟

以人工降雨实验模拟的方法,对有机氯农药在降雨过程中非点源污染的产生进行了研究.结果表明,在降雨过程中,表层径流中有机氯农药的输出量高于土壤渗流液.土壤径流中有机氯农药浓度的输出呈现先下降后平缓的趋势.土壤有机质影响着降雨过程中有机氯农药浓度的输出变化趋势.泥炭土径流中有机氯农药的输出量相对较高.有机氯农药残留总量沿土壤剖面的总体变化趋势为随深度增加而下降,其峰值出现在0—5 cm,反映了污染物的转移规律.泥炭土中有机氯农药的残留量最低.泥炭土、黄褐土和风沙土中有机氯农药含量的峰值均出现在第2次和第3次采样时间,但在30 d后有机氯农药的残留量仍较高,表明有机氯农药在土壤中残留时间长,可能存在着一定的生态风险.