城市垃圾焚烧飞灰中重金属的形态及酸浸出性研究

研究了城市垃圾焚烧飞灰中重金属形态在不同粒径上的分布,以及HNO3对飞灰中重金属的浸出性.结果表明:飞灰中重金属主要以残渣态存在,可交换离子态含量很少;易挥发性的重金属在较大粒径上有较高分布,亲石性重金属Cr和Ni的分布与粒径的相关性不大,在各粒径上的分布较均匀;飞灰中以碳酸盐结合态存在的重金属对酸不稳定,易被HNO3浸出,而残渣态部分对酸较稳定,不易被HNO3浸出.     

EGTA淋洗和KH2PO4钝化联合修复重金属污染土壤

为进一步削减螯合淋洗后土壤残留重金属的环境风险,采用淋洗与钝化相结合的方法修复重金属污染土壤.研究了乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)淋洗、磷酸二氢钾(KH_2PO_4)钝化及两者联合修复对土壤重金属洗脱率的影响,并分别采用TCLP法和BCR法分析重金属浸出浓度及化学形态分布,构建了涵盖土壤重金属残留量、生物有效性和毒性的环境风险评价方法,对淋洗、钝化及其联合修复效果进行了评价.结果表明,EGTA对Cu和Cd具有较好的洗脱效果,降低了土壤Cu、Zn和Cd浸出浓度,提高了Pb浸出浓度,削减了可还原态Cu残留量、弱酸提取态和可还原态Zn残留量、可还原态Pb残留量以及弱酸提取态、可还原态Cd残留量.随着KH_2PO_4投加量的增加,Pb、Cd和Cu浸出浓度呈下降趋势,Zn浸出浓度先上升后下降.KH_2PO_4对重金属形态分布的影响主要表现为降低弱酸态或可还原态重金属占比,提高残渣态重金属占比.EGTA和KH_2PO_4联合修复显著降低了4种重金属的可还原态残留量和弱酸提取态Pb、Cd残留量,大幅度削减了Cd和Cu的浸出浓度和环境风险.Zn污染土壤宜淋洗修复,Pb污染土壤宜钝化修复,Cd和Cu污染土壤深度修复宜淋洗/钝化联合处理.     

城市生活垃圾焚烧发电飞灰中重金属的固定化研究

垃圾焚烧发电飞灰排放是重金属污染的一个重要来源之一。选用实验室合成的含硫有机稳定剂(DT)并优选无机固化剂(DF),组成有机-无机复合固定剂体系,进行飞灰中重金属的固定化实验,研究一种经济、有效的飞灰无害化处理方法,以满足生活垃圾填埋污染控制标准对飞灰填埋的处理要求。以广州市生活垃圾焚烧发电产生的飞灰为研究对象,分别考察了DT和DF单一添加处理以及混合联用处理对飞灰中重金属的固定化效果。浸出数据表明,随着DT和DF的投料量的增加,飞灰固化体的浸出浓度相应降低。当DT和DF投加量质量分数分别为1.0%和2.4%时,飞灰固化体的重金属浸出浓度均低于生活垃圾填埋浓度限值,说明DT和DF可以实现药剂配伍,提高飞灰中重金属固定化效果,同时减少有机药剂的使用量,从而降低处理成本。该研究同时做了药剂固定化试验和水泥固化试验,通过对比发现药剂固定化法具有增容少、养护时间短和稳定化效果好的优点。采用分级提取法对飞灰中重金属的形态进行了分析,结果表明经混合药剂处理后飞灰中的重金属的形态均呈现出由不稳定态向稳定态转化的趋势。采用扫描电子显微镜(SEM)对固定化前后的飞灰进行了分析,结果表明经混合药剂处理后的飞灰颗粒变大,且颗粒表面变得致密,空隙减少,从而减少与浸提剂的接触面积,降低其浸出毒性。     

铬污染土壤的微生物修复工艺及中试

本研究利用土柱试验研究了铬污染土壤微生物修复的各工艺参数,结果表明:土壤粒径、喷淋强度、以及修复工艺对铬污染土壤的修复效果有很大的影响.最佳的工艺参数为:土壤粒径1～2 cm、喷淋强度在29.6～59.2 mL·min-1、工艺制度Ⅱ(先用自来水淋洗1 d,接着用菌液循环喷淋).在土柱试验的基础上开展了25吨/批的中试试验,铬污染土壤经过7～10 d的处理,土壤中Cr(Ⅵ)浸出毒性浓度由53.8 mg·L-1降低至0.4 mg·L-1,达到《铬渣污染治理环境技术规范》(HJ/T301～2007)中铬渣用作路基材料和混凝土骨料的标准限值,证明铬污染土壤微生物修复工业化具有可行性,为铬污染土壤工程化修复提供了技术支撑.     

典型城市污染水体底泥中重金属形态分布和相关性

采用Tessier五步连续提取法,研究了南京市莫愁湖、玄武湖、秦淮河13个底泥样品中的重金属的形态分布情况,分析了重金属浸出量与各形态间的相关性及有机质与有机结合态的相关性,并通过红外谱图分析了有机质与重金属结合的机理.结果表明:底泥中Pb,cu,zh,Ni,Cr主要以有机结合态和残渣态俘在,两种形态的含量占总量70%以上,Zn和Cd的可交换态和碳酸盐结合态含量相列较高,Zn约占20%,Cd约占30%;Zn,Cu,Cd,Ni,Cr的浸出量均与可交换离子态呈现显著的相关性,因此可通过减小可交换离子态含量控制底泥重金属污染的风险性;研究还表明,有机质与有机结合态呈现显著的正相关,因此增加底泥中有机质含量有助于重金属向有_棚结合态转化,有机质与重金属的结合主要是由于其中-些官能团和重金属形成稳定的络合物.     

河北平原农田土壤重金属形态分布特征及控制因素研究

土壤重金属污染防治已迫在眉睫,国内外对重金属污染研究热度不减。本文选择河北平原农田为研究区,对采集325个根系土样品中的Cd、Cr、Pb、As、Hg等5种重金属进行了各形态含量统计与分析,并用Arc GIS制作了有效态空间分布图。最后运用相关性分析法探讨了5种重金属各形态与全量及pH值、Fe_2O_3、总有机碳(TOC)、阳离子交换容量(CEC)、粘粒的相关性。研究表明:Cd的有效态(水溶态和离子交换态)含量占全量比重最大,为18.06%,Cr、Pb、As、Hg均低于10%,这4种金属以残渣态为主,占全量的50%以上;As元素各形态与全量、pH值、Fe_2O_3、TOC、CEC、粘粒的相关程度最高,成正相关关系;Cr的3种形态(铁锰氧化态、强有机结合态、残渣态)与Fe_2O_3、TOC、CEC、粘粒呈显著正相关关系,Cr碳酸盐结合态、腐殖酸结合态与pH呈正相关关系,与Fe_2O_3、TOC、CEC、粘粒呈显著负相关关系;5种重金属铁锰氧化态与pH均呈正相关关系。     

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.     

贵州城市生活垃圾焚烧过程中重金属分布和迁移特征

为了探明城市生活垃圾焚烧过程中重金属分布和迁移特征,采集贵州遵义市3个城市生活垃圾焚烧场的进场垃圾、渗滤液、飞灰、底渣和烟气样品,采用ICP-AES分析了城市生活垃圾各组分中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr和Hg重金属含量,研究其重金属的分布和迁移特征,为实现生活垃圾焚烧无害化处理提供基础数据。研究结果表明,(1)生活垃圾渗滤液中Zn、Ni、Cu和Pb含量较高,各重金属含量基本表现为垃圾场二垃圾场一垃圾场三,各组分重金属含量基本表现为ZnCuNiPbCrCdHg。(2)底渣中Cu、Zn、Cr含量较高,Cd和Hg含量较低,飞灰中Cu、Zn、Pb、Cr含量较高,Hg含量较低。(3)底渣和飞灰重金属浸出含量均未超标,其中Pb和Cu属于潜在污染,烟气排放含量低于0.2 mg·kg~(-1),Cr、Cu、Ni和Zn重金属在烟气中均无检出。(4)重金属向渗滤液的迁移相对较弱(低于1%),底渣、飞灰和烟气等与焚烧相关的产物是重金属的主要迁移途径,Cu、Ni、Cr、Zn主要迁移至底渣中,Pb和Cd主要迁移至底渣和飞灰中,Hg主要迁移至飞灰和烟气中(27.1%~34.6%随烟气排出),综上可知,生活垃圾中Hg的治理和脱毒仍需要进一步提高。     

四川某铜矿选冶渣综合理化特性及环境污染特性评价

针对铜矿选冶渣组成复杂、环境特性不清和治理修复难度大等问题,采用矿物解离分析仪（MLA）、X射线光电子能谱仪（XPS）和同步热分析仪-傅里叶变换红外气相色谱质谱联用仪（STA-FTIR-GCMS）等分析测试仪器研究铜矿选冶渣的综合理化特性;运用毒性浸出程序（TCLP）、改进的三步提取（BCR）、风险评估编码（RAC）和次生相与原生相比值（RSP）等方法研究铜矿选冶渣的环境污染特性.结果表明,铜矿选冶渣多呈团聚状,体积平均粒径为54.18μm,主要含铁橄榄石（75.33%）、磁铁矿（12.15%）、黑云母等物相.硫酸硝酸法测得的铜矿选冶渣Cr、Cu、Zn和Pb浓度未超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》规定的危废限值,该铜矿选冶渣为一类一般工业固体废物.RAC法和RSP法评价结果表明,Cu是铜矿选冶渣的主要防治对象,Fe、Zn、Pb是铜矿选冶渣的次要防治对象.研究结果为铜矿选冶渣的安全处理和处置提供了基础数据.     

宁东基地不同工业园区周边土壤重金属污染特征及其评价

为了解宁东基地不同工业园区周边土壤重金属污染特征,采集并测定了土壤样品的重金属含量(Cr、Cd、Pb、As和Hg),进一步采用Tessier连续提取法对Cr、Cd、Pb和Hg含量超出背景值的土壤样品进行了重金属形态分析。采用单因子污染指数和综合污染指数对研究区土壤重金属污染程度进行分析,并利用潜在生态风险指数法对其进行生态风险评价,旨在为宁东基地土壤环境保护及生态系统维护提供科学理论依据。结果表明:研究区土壤中上述5种重金属含量的平均值分别为63.26、0.13、21.11、8.77和0.17 mg?kg~(-1),均没有超过《国家土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级标准(p H7.5)和《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350—2007)A级标准限值,但Cr、Cd和Pb和Hg的平均值超过了宁夏土壤背景值,其中Cr、Cd和Pb的平均值与对应背景值相差不大,Hg的平均值是背景值的8.5倍。重金属形态分析表明,Cr和Hg主要以稳定的残余态形式存在,Cd和Pb主要以非残余态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态)形式存在,分别占对应总量的65.09%和66.05%。经单因子污染指数和综合污染指数评价,各重金属元素的污染等级均为清洁(安全)水平,研究区土壤表现为无重金属污染状态。潜在生态风险指数评价结果进一步表明,研究区土壤整体呈轻微生态风险。尽管宁东基地不同工业园区周边土壤目前受重金属污染影响较小,但Hg积累明显,Cd和Pb的非残余态含量和比例较高,这3种元素对土壤环境的影响应予以关注。