改性纳米二氧化硅对Cd污染农田土壤的钝化修复

土壤Cd污染已严重威胁人类健康及生态环境安全,钝化修复以其高效、快速、廉价的特点成为了Cd污染土壤修复的重要手段.本研究以巯基修饰的纳米二氧化硅(GSN)为钝化剂,分别于实验室及现场条件下进行Cd污染农田土壤的钝化修复研究,分析GSN添加对土壤有效态Cd含量、土壤Cd形态分布及小麦籽粒内Cd含量的影响.结果显示,实验室条件下,GSN添加能够有效降低土壤中Cd的生物活性(DTPA浸提态),Cd最高钝化效率可达91.77%;GSN添加量为1%时,土壤中可交换态及碳酸盐结合态Cd含量分别降低69.26%和48.29%,而残渣态Cd含量则增加了143.14%;此外,不同GSN添加量对土壤特征性酶活性没有造成明显的影响.现场试验表明,GSN添加对小麦产量造成的影响不明显,且小麦籽粒中Cd含量可从0.342 mg·kg~(-1)降低至0.178 mg·kg~(-1).由此可知,GSN作为新型钝化剂在Cd污染土壤修复中具有巨大的应用潜力.     

蛭石对镉污染土壤油菜产量和土壤中镉形态的影响

采用盆栽模拟试验法,研究了镉在不同质量分数下和在不同质量分数下加入蛭石后对油菜产量和土壤中镉形态的影响,结果表明:在低质量分数时(≤5 mg·kg-1),镉对油菜产量影响不大,而在5 mg·kg-1促进了其生长,比对照增加了20.5%,差异达显著水平.在10 mg·kg-1、50 mg·kg-1时分别比5 mg·kg-1下降29.81%,68.03%.加入蛭石后在低质量分数时效果不明显,在10 mg·kg-1、50 mg·kg-1时显著增加了油菜的产量,相对增产20.4%,35.9%.同时降低了土壤中交换态,碳酸盐结合态镉的含量,Cd-10分别下降15.77%、7.14%,Cd-50分别下降14.64%、7.21%.而残渣态和有机结合态含量大幅提高,Cd-10分别提高8.65%、9.31%、Cd-50分别提高18.89%、8.44%.     

pH值对有机蒙脱土吸附苯酚的影响

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)改性的蒙脱土来处理含酚废水,了解pH值对有机蒙脱土吸附苯酚的影响．结果表明：不论是酸性还是碱性含酚水溶液,加入有机蒙脱土后其pH值都趋向中性,因此,有机蒙脱土对酸碱具有良好的缓冲能力．在相同pH条件下,吸附在有机蒙脱土上苯酚的数量随着其改性量的提高而增加．在碱性条件下,被有机蒙脱土吸附的苯酚可以发生解吸,pH值愈高,有机蒙脱土吸附的苯酚数量愈少,因此,吸附在有机蒙脱上上的苯酚在碱性条件下是不稳定的．通过碱再生有机蒙脱土又能吸附水溶液中的苯酚,但是其吸附苯酚的能力有所下降．     

土壤铜镉污染的电动力学修复实验

针对土壤典型重金属污染修复问题,通过实验方法研究了土壤铜镉污染的电动力学修复效果,并分析其迁移变化特征.实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的质量分数发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的重要因素.污染物Cd和Cu在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,表明电场作用加强重金属Cd和Cu迁移效果.当实验电压为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中镉的去除效率为75.1%,铜的去除效率达到77.9%.另外,电动修复中由于阴阳两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,其中阳极附近的pH值由开始时的7.5逐渐变小到4.7,而阴极附近则相反,由开始时的7.2逐渐增大到9.4,表明土壤的酸碱条件变化明显.     

水中苯酚和三氯乙烯在改性蒙脱土上单层和多层吸附及吸附模型的应用

研究了将单层Langmuir模型(MLM)和Freundlich经验模型(EFM)应用于单层或多层溴化十六烷基三甲铵(CTAB)-蒙脱土对单溶质水溶液中溶质苯酚或三氯乙烯的吸附作用.MLM和EFM中各溶质的参数由单溶质吸附等温线拟合算出,并应用于双溶质吸附模型中.应用基于单溶质MLM的Langmuir扩展模型(ELM)和基于单溶质EFM的理想溶液吸附理论(IAST)预测了CTAB-蒙脱土对苯酚和三氯乙烯双溶质系统的吸附作用.结果表明,描述单溶质在CTAB-蒙脱土上的吸附作用时,EFM要好于MLM;描述双溶质在CTAB-蒙脱土上的吸附作用时,IAST要好于ELM。     

二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂制备及对亚甲基蓝的催化降解

报导了二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂的制备方法,4mmolTiO     

改性污泥对矿区铜、镉污染土壤的修复

城市污泥的重金属含量超标是限制其资源化利用的主要瓶颈,论文采用石灰＋硫粉＋生物淋滤的方法去除重金属,制备改性污泥,探讨其对矿区Cu、Cd污染农田土壤的修复效果,以期实现以废治污的目标。供试水稻土采自江西某矿区附近农田,土壤Cu和Cd的TCLP（Toxicity characteristic leaching procedure）浸出量分别为40.34 mg·kg-1和660.1μg·kg-1,其中Cu的质量分数超过国际标准值15 mg·kg-1。通过室内土培的方法,将改性污泥分别按土重的0%、1%、3%、5%和10%施入供试土壤培养30 d后,分析土壤Cu和Cd的活性、形态变化以及土壤蛋白酶和脲酶活性等指标评价改性污泥对污染土壤的修复效果及作用机理。结果表明,改性污泥对土壤Cu产生显著的钝化作用,且各施用量对Cu的有效态含量表现出显著差异。当改性污泥的用量为土重的5%时,Cu的有效态含量降至12.03 mg·kg-1,低于国际标准。改性污泥对土壤Cd的钝化效果相对较弱。当改性污泥的用量为1%时,土壤Cd的活性反而有所增加。当改性污泥的用量为5%时,Cd的活性显著降低,土壤Cd的浸出量降至539.6μg·kg-1。土壤重金属形态分析的结果表明,土壤Cu主要以碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态存在。改性污泥用量增加,可交换态Cu含量下降,当改良剂用量为土重的5%时,可交换态Cu由8.10%降至4.10%。相反,有机结合态Cu含量由26.45%增加至32.34%。土壤的可交换态Cd含量由36.80%降至30.69%。说明施用改性污泥,土壤可交换态Cu、Cd向有机结合态发生转化。土壤蛋白酶和脲酶的活性变化能较好地指示修复效果,且土壤脲酶的指示效果优于蛋白酶。     

纳米有机蒙脱土对六六六(HCHs)的吸附解吸特性

研究了α-、γ-、δ-HCH在纳米有机蒙脱土中的吸附/解吸行为及体系中Ca2+浓度变化对吸附解吸的影响.结果表明,24 h吸附/解吸均达到完全平衡,吸附动力学符合伪二级动力学方程.等温吸附实验表明,吸附机理复杂,为多分子层吸附,不能简单地采用Freundlich模型和Langmuir模型拟合;吸附等温线受体系中Ca2+浓度变化影响.解吸实验表明,HCHs初始浓度增加,纳米有机蒙脱土对HCHs的保持量呈上升趋势,对δ异构体的保持量最稳定;解吸滞后系数H小于0.7,吸附属于不可逆吸附,H也随Ca2+浓度变化而变化,但是3种异构体H的变化并不遵循单一的线性规律.     

蓄电池拆解区铅、镉复合污染农田土壤钝化修复

为了揭示复配及改性钝化材料对农田土壤中重金属的钝化效应,通过土壤培养和田间试验相结合的方式,研究了镁基矿物材料、土壤调理剂、巯基改性海泡石、钙镁磷肥对Pb、Cd复合污染土壤的修复效果,并以油菜为供试作物,研究了施用土壤调理剂和巯基修饰海泡石对油菜吸收累积Pb、Cd的影响.同时,通过扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红...     

蒙脱土协同新生MnO_2对甲基橙模拟废水的脱色研究

研究了蒙脱土协同新生MnO2对甲基橙的吸附脱色性能,结果表明:蒙脱土能够明显地改善新生MnO2在水中的分散性与吸附性,大大提高了新生MnO2对甲基橙的吸附能力,脱色率的提高是二者协同作用的结果.该复合吸附剂具有较快的吸附速度,吸附动力学数据能很好地符合Lagergren二级速率方程.溶液pH值是影响染料脱色的最主要因素,在pH 7及常温条件下,当新生MnO2/蒙脱土的比例为40 mg/1.0g, 甲基橙的浓度为20 mg·l-1, 吸附50 min时,甲基橙的去除率可达96.5%.     

徐州煤矿混推复垦区土壤重金属分布特征及潜在风险评价

以徐州煤矿混推复垦区为研究对象,采用Tessier连续提取法,对该复垦区土壤Zn、Pb、Ni、Mn、Cu、Cr等6种重金属含量进行分析和风险评价.结果表明,除Cr外,复垦区土壤Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量均大于当地土壤背景值,但均未超过国家土壤环境质量二级标准,不同复垦年限下土壤重金属含量差异较大,Zn、Mn总体上随复垦年限延长,积累越明显.形态分析表明,Pb和Mn以铁锰氧化物结合态为主;Zn、Ni、Cu和Cr以残渣态为主.徐州煤矿复垦区土壤重金属的生物可利用系数(BF)的平均值大小为MnPbCuZnCrNi.各重金属的生态风险程度大小为PbCuNiMnCrZn.徐州煤矿复垦区土壤重金属的潜在生态风险指数范围是16.71—25.94,平均值为21.56,属于轻微生态危害.不同复垦年限下土壤重金属的综合潜在生态风险指数大小为1997年复垦2006年复垦1987年复垦2010年复垦塌陷未复垦未塌陷,各复垦年限下土壤重金属均属于轻微生态风险.     

Land reclamation and strip-mined coal production in appalachia

This study quantifies the short-run impacts of reclamation on strip mining costs, coal prices, production, and employment in Appalachia. A process analysis model is developed and used to estimate short-run strip-mined coal supply functions under conditions of alternative reclamation requirements. Then, an econometric model is developed and used to estimate coal demand relations. Our results show that full reclamation has rather minor impacts. In 1972, full reclamation would have increased strip-mined coal production costs an average of $0.35 per ton, reduced strip-mined coal production by 10 million tons, and cost approximately 1600 jobs in Appalachia.     

Land reclamation requirements and their estimated effects on the coal industry

This paper develops a model of the bituminous coal industry that is then used to simulate the price, output, and employment effects of land reclamation requirements in strip mining (other things equal). Our main conclusion is that a requirement to return strip-mined land to its approximate original contour and vegetative cover would have only slight effects on either sector of the industry. We estimate that such a requirement, had it been imposed in 1971, would have decreased strip-mining employment and output by 2.370, while inducing an increase in underground employment more than sufficient to offset these job losses.     

Ecosystem development and natural succession in surface coal mine reclamation

Biotic and abiotic factors involved in surface coal mine reclamation were evaluated on 81 mine sites in Mercer County, Pennsylvania, USA. Soil moisture and organic content were the two most important factors in determining the establishment and growth of vegetation on mined lands. Soil bacteria and fungi populations were also related to these soil conditions, and soil micro-organisms were important in the decomposition of organic materials as well as factors in the rate and type of natural succession occurring on these lands. The succession of native plant species increases the density and stability of plant communities on mined lands. The importance of natural succession in mined-land reclamation and the use of these lands by wildlife is discussed.Supported by Grant-In-Aid, Natural Geographic Society.     

北京市门头沟风化煤矸石中汞的赋存形态与溶出特征分析

为探究堆积煤矸石所产生的重金属的污染问题,本文以北京市门头沟5个典型矿区为研究对象,采集矸石山堆积表面风化煤矸石共45个样品,分析测试矸石样品中汞(Hg)的含量,对不同理化性质下各重金属的变化规律进行了初步探讨;利用改进BCR连续提取法,研究样品中Hg的赋存形态,分析其生物可利用性;采用富集因子法、地累积指数法、风险编...     

大冶龙角山矿区几种植物的重金属吸收特征

通过调查采样和化学测试,对大冶龙角山矿区小麦、油菜、莴苣、白菜苔、豌豆等几种主要农作物中的重金属Cu、Pb、Cd及类金属As的质量分数进行分析。结果表明,供试农作物中,莴苣的重金属(包括As)质量分数显著高于其它作物的,其中以Cd质量分数最高,而豌豆的重金属质量分数最低,其它作物重金属质量分数由高到低的顺序为油菜、腌菜、白菜苔、小麦;小麦中的重金属质量分数依次是w(Cd) > w(As) > w(Pb) > w(Cu) > w(Cr),油菜中为w(Cd) > w(As) > w(Pb) > w(Cr) > w(Cu),莴苣中为w(Cd) > w(Cu) > w(Pb) > w(As)> w(Cr);随河流向下,作物中重金属含量变化规律与相应土壤中重金属累积量基本一致,如油菜含铜量在上游为0.61 g/g,在下游为0.37 g/g。     

不同耕作方式和雨强对紫色土坡耕地降雨有效性的影响

农业水资源短缺越来越受到世界各国的关注,对我国的威胁尤为严重.为了揭示紫色土地区坡耕地常用农耕措施在不同雨强条件下对雨水土壤蓄积率的影响规律,为紫色土坡耕地抗旱耕作技术创制提供理论依据,文章采用两因素、三水平、三重复随机区组试验,利用人工降雨装置和模拟径流小区,在栽培玉米(Zea mays L.)条件下,研究了不同耕作方式和雨强对紫色土坡耕地降雨有效性的影响.研究结果表明:在耕作方式相同时,雨强越大,地表径流量越大,地下径流量减少,总径流量增加,不利于土壤保蓄雨水和含水量的提高.在相同雨强条件下,平作的地表径流量最大,雨水土壤蓄积率最低.横坡垄作在中雨强条件下控制地表径流和侵蚀的效果非常明显,能够显著提高雨水土壤蓄积率,但在大雨强和小雨强条件下,提高雨水土壤蓄积率的效果减弱.横坡垄作等保护性耕作措施可以增加土壤对雨水的有效库容,提高土壤抗旱能力,是适用于该区域的抗旱耕作技术.     

牧草植物篱对紫色土坡耕地水土流失及土壤肥力空间分布的影响

植物篱的水土保持效果已得到广泛的认可,并在世界很多地方推广.随着经济植物篱概念的提出,牧草已作为经济植物篱植物得到广泛应用.然而,到日前为止,牧草植物篱对坡耕地土壤肥力的影响规律研究却很少.利用长期定位小区试验,研究了苜蓿(Medicago saliva Linn.)和蓑草(Eulaliopsis lsinata(Retz.)C.E.Hubb.)植物篱对坡耕地土壤肥力的影响规律,旨在弄清牧草植物篱提高土壤肥力的作用与效果,不断完善植物篱技术.研究发现,坡耕地在建立牧草植物篱后,土壤粘粒在篱前富积,篱下加剧侵蚀,粘粒的富积与侵蚀沿等高线成水平带状分布;土壤有机质、N、P等主要营养元素出现与土壤颗粒相同的分布规律;对K来说,其分布不受植物篱的影响.表现出从坡上向坡下逐渐减少的分布特点.从土壤养分的绝对数量来看,P呈高度富积,而有机质和K则足高度耗竭.因此,坡耕地施肥时可以适当减少P的施用量,增加有机物和K的施用量.针对植物篱带对坡耕地肥力影响的特点,即篱前肥力升高,篱下肥力下降,在坡耕地管理上应特别加强篱下土壤带的培肥,以提高坡而整体生产能力.