焚烧飞灰水热合成托贝莫来石过程中重金属的固化特性

城市生活垃圾焚烧飞灰的环境安全利用处置已成为当前环境管理部门和行业部门亟待解决的问题。为降低焚烧飞灰中重金属对环境的潜在风险,以水洗飞灰为原料水热合成托贝莫来石,探讨Ca与(Si+Al)的摩尔比[以Ca/(Si+Al)表示]对水热产物的晶相组成、微观形貌和表面官能团的影响,研究水热过程中重金属（Hg、Ni、Pb、Zn和Cr）的浸出浓度、浸出率、液相迁移率、形态分布和环境风险的变化。结果表明：Ca/(Si+Al)对水热产物的类型具有重要影响,Ca/(Si+Al)的增加有利于抑制沸石类结构的生成,促进托贝莫来石的形成。随着托贝莫来石的形成,水热产物中5种重金属的毒性浸出浓度和浸出率逐渐降低,相较于水洗飞灰,在最佳比例为1.10的条件下水热产物中重金属的浸出浓度分别下降99.5%、99.0%、99.4%、88.9%和63.7%,浸出率低至0.25%、0.08%、0.01%、0.01%和2.73%,同时重金属向液相的迁移率仅为1.41%、4.28%、0.29%、0.05%和0%,表明大部分重金属均稳定地存在于固相产物中,而不是迁移至水热液中。这归因于托贝莫来石的形成增加了5种重金属残渣态的占比...     

硫酸厂污泥中砷的赋存形态、浸出特征及机制分析

硫酸厂污泥中砷(As)的含量和浸出毒性高,环境危害大,处理难度高.以9家硫酸厂的污泥为研究对象,探究污泥中As的赋存形态、浸出毒性和来源,探讨污泥中As的浸出机制,以期为含砷污泥的处置提供理论依据和数据支撑.结果表明,9家硫酸厂污泥中As含量高达2.61×104～1.50×105mg·kg-1,浸出浓度为73.6～1....     

固体废物磷石膏浸出毒性试验采样方法的探讨

依照国家环境保护局1998年实施的<工业固体废物采集制样技术规范>(HJ/T20-1998)和<有色金属工业固体废物浸出毒性试验方法标准>(GB5086-85),结合磷石膏排放及堆场现状,确定了固体废物磷石膏浸出毒性试验采样方法.     

电解锰渣的水泥固化与浸出毒性研究

针对电解锰渣产量大且渣中水溶性锰严重超标的问题,采用水泥作为固化剂对电解锰渣进行处理,研究了水泥掺量对破碎固化体(颗粒粒径d<5 mm)浸出毒性的影响,模拟了酸雨对固化体表面浸出率和破碎固化体浸出毒性的影响,并采用XRD分析了电解锰渣固化前后的矿物组成.结果表明,水泥质量分数为15%～45%的破碎固化体中锰的浸出质量浓度低于国家标准(2 mg/L);水泥质量分数为45%的固化体在pH>3.0的酸雨中的早期表面浸出率数量级仅为10-5 g/(cm2·d),后期则检测不到;水泥质量分数为25%～45%的破碎固化体在pH=1.0的酸性环境中的锰浸出浓度均不超标.电解锰渣水泥固化前后的矿物组成结果显示,电解锰渣水泥固化后的锰浸出率减小是由于其中的水溶性锰被水泥水化产物包容吸附,且固化后水溶性Mn2+转化为不溶、低毒性的MnO2也有利于消除锰对环境的危害.     

芬顿和氯化铁协同修复三价砷污染土的稳定化效果

由于铁盐稳定化修复砷污染土通常不考虑砷价态对毒性和迁移性的影响,导致了修复效果欠佳。针对三价砷污染土提出了预氧化-稳定化协同修复方法,先使用芬顿将三价砷氧化为低迁移性的五价砷,再利用氯化铁将其稳定化。通过合成沉降淋滤试验、生物可利用性、pH测试、连续萃取试验和光谱分析研究了协同修复的稳定化效果和机理。结果表明,与未经处理的污染土相比,1%用量的芬顿和1倍铁砷比的氯化铁进行协同修复的稳定化处理可使浸出浓度降低99.6%,生物可利用性砷的质量分数降低99.4%,修复效率得到提高;芬顿氧化和氯化铁稳定化都使土壤pH降低,但1倍铁砷比下协同修复后的pH为5.82,高于6倍铁砷比下只用氯化铁修复的pH (3.78),由此可一定程度上避免过量使用铁盐造成的土壤酸化;连续萃取试验表明协同修复后更多不稳定态的砷转变为稳定形态;光谱分析发现协同修复可以将土壤中三价砷全部氧化为五价,并通过铁氧化物/氢氧化物吸附和砷酸铁沉淀的形式固定砷。本研究结果可为三价砷污染土修复提供理论和技术支持。     

煤岩重金属浸出特性及其水环境健康风险评价

以抚顺西露天矿煤岩为研究对象,分析了液固比、p H、温度和浸出时间对As、Cr、Cu、Hg、Zn等重金属浸出的影响,预测了矿物浸出的重金属元素对地表水的污染程度,评价了对重金属浸出液的水环境健康风险。结果表明:在单因素试验条件下,浸出量与液固比呈正比,Cu和Hg在液固比为10 m L/g时可达最大浸出值; pH呈弱酸及中性时,四种煤岩样品中的主要重金属元素更易浸出;温度在20～35℃时,重金属元素的浸出浓度最大;重金属的浸出量与浸出时间呈正比,当浸出时间达到24 h后,再延长浸出时间,其浓度增长幅度不大; As和Cr为化学致癌物,Cu、Hg和Zn为化学非致癌物,化学致癌物对人体健康危害的个人年风险是非致癌物质的10~5倍;研究区中对人体有健康危害的有毒污染物以化学致癌物为主,化学致癌物应为优先控制物; As、Cu是研究区内的主要重金属污染物,应作为重点监测对象。     

油田固体废物的毒性试验研究

通过对某油田3个区域井场的废弃钻井液和取自集输站及注水站的油泥(砂)等两种固体废物进行急性生物毒性试验和浸出毒性试验,试验结果表明:该油田的废弃钻井液急性生物毒性相对较大,油泥(砂)不具有急性生物毒性;这两种固体废物均不具有浸出毒性和腐蚀性。     

热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤Cr、As、Cu和Zn赋存及浸出影响机制研究

为了解热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤理化性质及其重金属Cr、As、Cu、Zn赋存和浸出毒性的影响，采用锥量仪在不同热辐射温度(400℃、600℃、750℃)及生物质负载量(1 kg/m²、3 kg/m²、5 kg/m²)下开展室内燃烧试验，对样品理化性质、Cr、As、Cu、Zn质量比和形态进行分析，并通过TCLP法对重金属潜在的浸出风险进行评估。结果表明：热辐射与灰分耦合作用显著改变表层土壤的理化性质。其次，耦合作用使得表层土壤Cr、As、Cu和Zn的总质量比增加，说明生物质燃烧产生的热辐射与灰分是影响矿区林地表层土壤重金属浓度的重要因素。此外，耦合作用使得Cr有效态的比例由50%下降到40%,As有效态的比例由14%增加到22%,对Cu和Zn有效态的作用则不明显，说明其对表层土壤Cr、As的迁移性分别起到了抑制和促进作用。TCLP试验结果表明，仅土壤受热或生物质与土壤共同燃烧都会使土壤中Cr、As、Cu和Zn的浸出水平增大；Cr、As、Cu和Zn浸出质量比最高分别为0.88 mg/kg、0.81 mg/kg、654.1...     

油基岩屑脱油残渣制备复合胶凝材料研究

针对油基岩屑脱油残渣末端处置难题，以脱油残渣作为辅助胶凝材料开展了制备复合胶凝材料的可行性研究。考察了不同原料配比对复合胶凝材料性能的影响，确定了最佳配比，探究了复合胶凝材料的水化过程。脱油残渣对复合胶凝材料基本性能具有负效应，在最佳配比条件下(熟料∶石膏∶脱油残渣∶矿渣=71∶4∶7.5∶17.5),复合胶凝材料性能满足GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》P·C 32.5R等级要求。脱油残渣中硅铝质物质在熟料水化产生的OH^-和Ca²⁺作用下发生二次水化反应形成部分C-S-H凝胶以及钙矾石，进而与熟料水化形成的产物相互交错生长，赋予力学性能。利用脱油残渣制备复合胶凝材料有效解决脱油残渣末端处置问题，从而为脱油残渣的资源化处置提供参考。