还原增溶强化EGTA淋洗修复重金属污染土壤

采用还原剂调控土壤中重金属的活性,旨在强化其对乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)洗脱土壤重金属的洗脱效果.分析了EGTA投加量、还原剂类型、液固比、淋洗时间等对土壤重金属的影响,以及不同淋洗条件下土壤重金属浸出浓度与化学形态的差异,采用SEM-EDS和FTIR对处理前后土壤样品进行表征.结果表明,硫代硫酸钠(Na_2S_2O_3)可显著提高EGTA对重金属的洗脱率,当液固比为7.5∶1、淋洗时间为2 h、EGTA与Na_2S_2O_3投加量均为5 g·L~(-1)时,Cu、Zn、Pb和Cd洗脱率分别达85.0%、 60.7%、 88.6%和66.4%.与EGTA单独处理相比,EGTA/Na_2S_2O_3联合处理后, 4种重金属的浸出浓度均降低,Pb的降幅最大,土壤颗粒变小,团粒结构被破坏,O和Al含量减少,Si含量增加,降低了土壤矿物组分的吸附性;土壤有机质含量大幅降低,—OH振动显著减弱,配位能力较强的有机官能团减少,降低了土壤有机组分的吸附性.土壤中吸附性较强组分含量的降低是Na_2S_2O_3强化EGTA洗脱重金属的重要机制.     

淋洗剂在重金属污染土壤修复中的研究进展

针对镉/铅等一类重金属污染土壤、砷污染土壤,以及镉-铅-砷等复合污染土壤（三类不同重金属污染土壤）,就淋洗剂在污染土壤修复中的选用等问题进行综述.总的来看,对于镉/铅等一类重金属污染土壤,螯合剂的去除率较高.如GLDA（谷氨酸N,N-二乙酸）和柠檬酸等,不仅去除率高,而且环境较友好对于砷污染土壤,复合淋洗剂的去除效果比较显著,如NaOH-EDTA对As的去除率较高对于镉-铅-砷等复合污染土壤,复合淋洗剂则更能发挥其所含各类淋洗剂的优势.如NaOH-H₃PO₄与单一淋洗剂相比,对土壤中多种重金属的去除率均较高.笔者认为,同时对土壤中多种重金属均有较高去除率且二次污染较小的复合淋洗剂将是未来的研究重点.     

放射性核素钍污染土壤有机酸化学淋洗工艺

选用草酸、柠檬酸和酒石酸对不同粒径典型放射性钍污染土壤进行淋洗试验,考察淋洗后淋洗液各指标参数变化,以土壤可提取形态分析淋洗后流动性和稳定性的变化,结合淋洗动力学和XRD手段来表征土壤修复机理及土壤晶相破坏程度.结果表明：草酸、柠檬酸和酒石酸振荡淋洗最优参数为0.5mol/L条件下振荡8h,淋洗效果依次为：草酸>柠檬酸>酒石酸>苹果酸>乙酸.达到修复目的前提下,淋洗后土壤整体晶相破坏程度较小,二氧化硅衍射峰明显增强,各土样中残渣态的占比提高19.39%~27.20%、0.63%~8.45%,流动性降低6.81%~11.33%,稳定性得到增强,为放射性污染土壤化学淋洗修复提供参考.     

绿色合成纳米零价铁铜淋洗修复Cr(Ⅵ)污染土壤

采用自制的绿色合成纳米零价铁铜(GT-nZVI/Cu)对Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗修复。分别测定了土壤浸出液中Cr(Ⅵ)浓度、pH值和电导率,并使用改进的BCR连续提取法分析了淋洗前后污染土壤中铬的形态变化。结果表明:淋洗过程分为2个阶段,Cr(Ⅵ)的释放主要在前3个孔隙体积(PV)内;浸出液中电导率的变化趋势与Cr(Ⅵ)浓度变化一致;浸出液pH值随着淋洗体积的增加而增加,土壤的平衡作用变得稳定;土壤中Cr(Ⅵ)浓度、悬浮液pH值和GT-nZVI/Cu浓度对铬污染土壤的修复效果均有一定影响。铬的形态分析表明:铬污染土壤在淋洗后可还原态铬含量降低,氧化态铬和残渣态铬的含量增加。GT-nZVI/Cu悬浮液对污染土壤淋洗后,土壤中铬形态更加稳定。     

EDTA/纳米羟基磷灰石联合修复重金属污染土壤

土壤淋洗可能导致残留重金属活化,采用淋洗/钝化联合修复重金属污染土壤可在一定程度上减少这一影响。研究了EDTA淋洗、纳米羟基磷灰石钝化及两者联合修复对土壤重金属洗脱率、TCLP浸出浓度、化学形态分布的影响,构建了涵盖土壤重金属残留量、生物有效性和生理毒性的环境风险评价方法,对淋洗、钝化及其联合修复进行了评价。结果发现,EDTA淋洗对Pb和Cu的洗脱效果较好,对Zn浸出浓度的削减率较高。当EDTA投加量为2 g·L~(-1)时,Zn的浸出浓度降低了70.40%。纳米羟基磷灰石对Pb和Zn具有较好的钝化效果,对Cu和Cd的钝化作用相对较弱。当纳米羟基磷灰石投加量为2%时,Pb浸出浓度削减率高达89.65%。淋洗/钝化联合修复大幅度降低了Pb和Cd的浸出浓度,降低了可还原态Cu残留量、可还原态和残渣态Cd残留量,以及弱酸提取态和可还原态Zn、Pb残留量。当EDTA和纳米羟基磷灰石投加量分别为1 g·L~(-1)和1%时,土壤重金属总环境风险削减率达到74.12%。EDTA对土壤中Cu和Cd的洗脱效果较好,后续钝化修复作用有限,Pb和Zn则可通过淋洗/钝化联合修复大幅度提高削减环境风险削减率。     

柠檬酸、EDTA和茶皂素对重金属污染土壤的淋洗效果

采用振荡淋洗的方法研究了柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)和茶皂素对重金属污染土壤中Zn、Pb、Cu的去除效果。结果表明,Zn、Pb、Cu的去除率随淋洗剂浓度增加而增长,综合去除能力从大到小依次为0.6 mol/L柠檬酸、0.2 mol/L的EDTA、质量分数4%的茶皂素。在淋洗剂最佳浓度下,Zn、Pb、Cu去除率先随淋洗时间增加显著提高,继而保持稳定。其中,柠檬酸在8 h时对Zn、Pb、Cu的去除效果较好,EDTA和质量分数为4%的茶皂素在12 h时对Zn、Pb、Cu的去除效果较好。建议采用柠檬酸作为此场地修复的最佳淋洗剂。     

3种中性盐与HCl复合淋洗剂对Cd污染土壤淋洗效果研究

土壤淋洗是一种可以有效修复重金属污染土壤的方法,淋洗剂的选择是淋洗过程的关键。通过振荡淋洗、过滤和石墨炉原子吸收光谱仪(AAS)测定方法评价了3种盐溶液(NaCl、CaCl2、FeCl3)及其与HCl复合淋洗剂对Cd污染土壤的修复效果,3种盐均设置0.1mol/L、0.4 mol/L、0.8 mol/L、1.2 mol/L、1.6 mol/L、2.0 mol/L 6个浓度梯度。结果表明,FeCl3的淋洗效果明显优于其他两种中性盐淋洗剂,淋洗效果从高到低为FeCl3、CaCl2、NaCl。3种中性盐与不同浓度(0.05 mol/L、0.1 mol/L、0.15 mol/L、0.2 mol/L)HCl的复合淋洗剂对土壤Cd的淋洗效率均高于单一淋洗剂,且HCl与FeCl3复合淋洗剂对Cd的淋洗效率仍高于HCl与NaCl、CaCl2的复合淋洗剂。总体上,3种盐与HCl复合,Cd的淋洗效率均随3种盐浓度升高而增加,与高浓度的HCl复合,对Cd的淋洗效率越好。0.1 mol/L HCl与0.4 mol/L FeCl3的复合淋洗剂为试验条件下土壤Cd的最佳淋洗剂。经优化,该复合淋洗剂的淋洗条件为:固液比1∶2,振荡时间3 h,淋洗2次。与未优化的淋洗条件相比,采用优化的淋洗条件使土壤Cd的淋洗效率提高了11.0%,达到78.9%。     

土壤中铜生态阈值的影响因素及其预测模型

利用中国土壤的铜毒理学数据通过物种敏感性分布法推导了土壤中铜的不同风险水平(P%)的毒害浓度值(P% Hazardous concentration, HCp),并利用淋洗―老化因子校正HCp获得不同土地类型土壤中铜的生态阈值,探讨了土壤性质对铜生态阈值的影响并建立了两者之间的量化关系.结果表明,土壤性质对铜的生态阈值有显著影响,土壤pH值和阳离子交换量(CEC)是影响土壤铜生态阈值的最主要因子,可达铜生态阈值变异的80%以上.基于土壤pH值和CEC的两因子回归模型能较好地预测铜生态阈值,其决定系数R2为0.820~0.913;增加土壤有机碳含量(OC)的三因子模型具有更高的准确性,其决定系数R2为0.852~0.988.研究结果可为科学合理地进行土壤中铜的生态风险评价和建立土壤环境质量标准提供依据.     

淋洗脱盐对滨海滩涂不同植被演替带土壤重金属的影响

为研究围垦对滨海滩涂土壤重金属的影响,采用土柱实验模拟淋洗脱盐过程,分析了滨海滩涂不同植被演替带(光滩、互花米草滩、碱蓬滩、芦苇滩)土壤在淋洗脱盐前后重金属(As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)含量的变化,评估了围垦可能导致的滩涂重金属流失量。研究表明,淋洗脱盐后,各植被演替带土壤重金属均显著降低,相比而言,Hg、Cr更易淋洗(淋洗率分别为57.2%、49.9%),而Zn不易淋洗(淋洗率18.5%);不同植被演替带土壤重金属淋洗率表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩,光滩土壤重金属更易淋洗,而芦苇滩重金属不易淋洗;根据土壤容重、含水率、淋洗率及重金属含量计算重金属流失量发现,不同植被演替带重金属流失量同样表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩;除互花米草滩As流失量较高外(19.26 kg·ha-1),其他重金属流失量均表现为光滩最高,光滩围垦可能会造成更多的重金属流失;在仅考虑淋洗脱盐情况下,以江苏省2010~2020年围垦规划270万亩计,仅表层20 cm滩涂土壤,通过围垦即可能导致As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn流失2 102.5、7.4、421.3、8 587.9、4 376.3、2 404.3 t,由围垦导致的滩涂重金属流失风险值得关注。     

HBP-NH2的制备及其对尾矿中重金属的淋洗效果

文章将丙烯酸甲酯与二乙烯三胺进行迈克尔加成及酰胺化反应,制备出了端氨基超支化聚酰胺(HBP-NH_2),采用FTIR表征了其化学结构,并研究了所制备的HBP-NH_2在不同因素影响下对尾矿中重金属Cd、Pb和Zn的淋洗修复效果。实验结果表明,相较于柠檬酸(CA),HBP-NH_2对尾矿中Cd、Pb和Zn具有更好的淋洗效果,当淋洗时间t=120 min,pH=6.5,C_(HBP-NH_2)=2.0%及液固比为20∶1时,HBP-NH_2对尾矿中Cd、Pb和Zn的去除率分别为79.3%、75.2%和57.9%。另外,HBP-NH_2对尾矿中不同重金属的淋洗顺序为CdPbZn。使用HBP-NH_2淋洗后,有利于尾矿表层颗粒在风蚀作用下更加稳定,促进矿区生态修复。在淋洗废液中添加Ca(OH)_2可实现Cd的沉淀而达到有效去除,且Ca(OH)2添加浓度为25 g/L时,淋洗废液中Cd的去除效果最佳,可达96.3%,此时基本满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的排放要求。因此,HBP-NH_2可以作为环境友好型化学淋洗剂用于矿区污染控制与生态修复。