铜、钼实验地球化学研究(摘要)

<正> 为了深入研究铜、钼两种元素的实验地球化学行为,作者用了一年半的时间,完成了高温高压实验近八十次,取得了一批具有创新意义的实验结果。实验主要包括两个方面:铜、钼溶解度实验研究和铜、钼分配系数实验研究。前项实验的目的是通过溶解度的测定来确定铜、钼在热液体系中的存在状态及配离子生成自由能,为讨论铜、钼两种元素的主要工业矿物即黄铜矿及辉钼矿的成矿物理化学条件提供实验依据;后项实验的目的是通过分配系数的     

重金属在河口区潮汐界面与盐度界面响应规律研究

河口潮汐、盐度、悬浮颗粒物特征因影响化学物质在水体与其他介质之间分配行为,使得咸淡水生物利用度上产生差别,造成咸淡水水质基准标准的差异.重金属如铜,锌,铅,镉和铬等指标由于广泛分布在淡水及海水中,在较高的浓度下可具毒性效应,是现行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《海水水质标准》(GB 3097-1997)常规监测项目.本研究以大辽河口为例,探索这些重金属指标在咸淡水河口区衔接情况和响应规律.首先,基于生物、化学和地质地理相似性确定潮汐界面(TCI)和河海边界(FSI)的位置,划分为潮汐淡水区及混合区.其次,分析了一个潮汐周期内重金属指标的变化特征,以及潮汐淡水区及混合区内盐度和悬浮颗粒物对分配系数Kd的影响,结果表明砷、镉和铬等指标更易受盐度的影响,而锌、铜、铅和镍等指标更易受悬浮颗粒物和潮汐状态的影响.最后,结合潮汐状态和分配系数研究结果,根据这些指标在TCI和FSI的变化趋势,归纳为两类响应规律:第一类如砷、镉和铬等指标,这类指标在FSI具有明显的突变点;第二类如锌、铜、铅和镍等指标,从TCI开始发生变化.两类指标在水相-沉积相-颗粒相介质的分配行为表明颗粒相和沉积相具有相似的变化趋势,尤其颗粒相中的重金属浓度,取决于悬浮颗粒物的浓度,指标响应差异主要存在于水相中.通过本研究识别出易受不同环境因子(如盐度和SS)控制的敏感指标,提出需关注河口本身特征造成的指标背景差异的必要性,将有助于我国现行水质标准制定、修订工作的实施和开展.     

土壤对铜和镉的静态吸附研究

通过静态吸附实验研究了德兴矿区大坞河下游下沽口土壤对铜和镉的吸附特点并采用Freundlich等温吸附方程进行拟合,探讨了pH值变化对铜和镉在土壤样品中分配系数的影响。结果表明：土壤铜和镉的吸附特性均符合Freundlich等温吸附方程,得到的金属铜和镉的Kf值分别为354．08、34．132;随着pH值的升高,铜和镉在土壤中的分配系数逐步增大,随后降低,pH值与分配系数关系曲线为单峰曲线。     

外生菌根对欧洲赤松苗(Pinussylvestris)Cu、Zn积累和分配的影响

通过测定２种不同施锌和施铜水平下苗木和离体菌丝中铜锌含量研究了接种外生菌根（Ｓｕｉｌｌｕｓｂｏｖｉｎｕｓ）对欧洲赤松（Ｐｉ－ｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）苗生长和微量元素积累和分配的影响． 结果表明菌丝的侵染增加了苗木生长同时也增加了植物体内重金属的含量．然而菌根植物中的重金属大部分分布在根部在铜处理中菌根植物地下部分的铜含量是无菌根植物的２．６倍在锌处理中锌是无菌根植物的１．３ 倍． 说明菌丝侵染使植物将过量的重金属滞留在根部从而增加了植物对过量重金属的抗性．通过进一步测定培养在过量重金属中的离体菌丝的重金属含量结果显示随着外界重金属浓度的增加菌丝分泌物内重金属含量比菌丝内重金属含量增加快说明滞留在根部的重金属可能并没有进入根系而是以某种形态滞留在菌丝分泌物和菌丝内．     

重金属对好氧颗粒污泥性能的影响

以葡萄糖为碳源,以絮状污泥为接种污泥,以序批式污泥反应器为反应装置,考察了重金属离子锌、铜和铅对好氧颗粒污泥的稳定性及去除有机物、氨氮的影响.结果表明,在温度为25℃,pH值为7时,成功实现了好氧颗粒污泥的培养.重金属的加入使得污泥颗粒变小,在重金属离子浓度2～50mg/L范围内,三种金属离子锌、铜和铅对COD的去除率...     

鸡粪腐解过程中不同溶性腐殖质结合铜的变化

以鸡粪为材料,添加不同比例的铜锌进行腐解试验,研究了腐解过程中不同溶性腐殖质结合态铜(水溶性、氢氧化钠溶性、氢氧化钠-焦磷酸钠混合液溶性)浓度的动态变化、受锌含量的影响及其与有效铜的关系.结果表明,粪肥原样H2O-Cu(水溶性腐殖质结合态铜)占其全铜量的10.97%,在腐解过程中先上升后下降;随着粪肥中添加铜量的增加(1:1、2:1、3:1处理),H2O-Cu占其全铜的比例相应减少了(平均分别占其全铜的比例的7.10%、5.18%和3.74%);H2O-Cu随着腐解时间延长呈增加趋势;在腐解的后期(45、60d),粪肥中锌含量的增加会降低H2O-Cu含量.腐解初期粪肥原样NaOH浸提腐殖质-铜(NaOH-Cu)占其全铜量的70.87%,随腐解进行其比例大幅度下降;NaOH-Cu占其全铜的比例随着加入铜的增大而有所下降,分别为55.59%、46.04%和38.08%,且随着腐解时间延长呈下降趋势;粪肥中锌含量的增加对NaOH-Cu含量变化影响较小.粪肥原样中NaOH-Na4P2O7提取腐殖质结合态铜(NaOH-Na4P2O7-Cu)占其全铜量的24.29%,随腐解过程呈增加趋势,NaOH-Na4P2O7-Cu量随着加入铜量的增加而增加,占其全铜比例的15%～25%;粪肥中锌含量增加对NaOH-Na4P2O7-Cu有促进作用.粪肥添加铜锌后,3种浸提剂提取的可溶性腐殖质结合态铜有55%～80%分配在NaOH的溶液中,10%～30%分配在NaOH-Na4P2O7碱性混合液中,0～10%在水溶液中;随加入铜含量和锌含量的增加,NaOH-Na4P2O7-Cu平均分配比(占3种町浸提性腐殖质-Cu的比例)增加,NaOH-Cu和H2O-Cu的分配比减少.相关性分析结果表明:H2O-Cu、NaOH-Cu和NaOH-Na4P2O7-Cu之间显著正相关,它们与有效铜之间呈显著正相关关系(p<0.01).     

铜、锌污染河流与植物污染的研究

通过对受铜、锌污染的河流水样、底泥、土壤及植物进行采样分析,结果表明：选矿废水对河流水质造成较严重的铜、锌污染,铜超过地面水Ⅳ、Ⅴ类标准和污水综合排放一级标准,锌超过地面水Ⅱ、Ⅲ类标准,河流底泥中铜、锌严重超标。生长于污染水体中的植物,其铜、锌含量显著地高于对照植物,即植物污染严重。在几种试样植物中,紫茎泽兰铜、锌含量最高,其次是光叶蕨。此外,研究表明,污染植物铜、锌具有高度相关性。     

铜、锌污染河流与植物污染的研究

通过对受铜、锌污染的河流水样、底泥、土壤及植物进行采样分析,结果表明：选矿废水对河流水质造成较严重的铜、锌污染,铜超过地面水Ⅳ、Ⅴ类标准和污水综合排放一级标准,锌超过地面水Ⅱ、Ⅲ类标准,河流底泥中铜、锌严重超标。生长于污染水体中的植物,其铜、锌含量显著地高于对照植物,即植物污染严重。在几种试样植物中,紫茎泽兰铜、锌含量最高,其次是光叶蕨。此外,研究表明,污染植物铜、锌具有高度相关性。     

导数光谱法同时测定人发中微量铜和锌

研究了以５－Ｂｒ－ＰＡＤＡＰ作显色剂,利用三阶导数光谱法,在碱性介质中同时测定铜和锌。该法测定铜,锌的表观三阶导数摩尔吸光系数分别为１．０×１０＾５一３．０×１０＾５,同时解决也谱带相互重叠干扰问题,对人发中铜和锌进行测定,得到了满意结果。     

活性炭联用在饮用水深度处理的试验研究

用几种活性炭与压缩活性炭联用技术进行饮用水深度处理试验。试验结果表明：颗粒活性炭、粉末活性炭分别与压缩活性炭联用来进行饮用水的深度处理均能取得明显的效果。比较粉末活性碳，颗粒活性碳与压缩活性碳联用对EUY254、CODMn、NTU的处理效果，显示颗粒活性碳优于粉末活性碳，不同型号的颗粒活性碳的处理效果也有一定差别。     

乌鲁木齐市典型城区大气PAHs气-粒分配特征

大气中PAHs的气-粒分配是影响其在大气中分布、迁移和转化的一个重要因素,于2011年12月—2012年12月在乌鲁木齐市天山区采集大气气相和颗粒相样品,对聚氨酯泡沫样品的气相和石英纤维膜的颗粒相(TSP)中的16种PAHs进行分析.结果表明:采样期间颗粒相和气相中ρ(∑₁₆PAHs)总和的年均值为(116.71±92.74) ng/m3,采暖期〔(173.16±84.26) ng/m3〕是非采暖期〔(39.46±16.19) ng/m3〕的4.4倍;采暖期颗粒相中ρ(∑₁₆PAHs)平均值为(40.60±3.03) ng/m3,气相为(134.46±13.05) ng/m3,2～3环PAHs主要存在于在气相中,4～6环PAHs主要存在于颗粒相中.在非采暖期,颗粒相ρ(∑₁₆PAHs)平均值为(25.37±3.21) ng/m3,气相为(14.95±1.06) ng/m3.采用吸附和吸收模型对PAHs的分配特征进行了研究,表明PAHs的lg K_p(K_p为分配系数)与lg P_L0(P_L0为过冷蒸汽压)线性关系显著,在采暖期斜率绝对值为0.34,说明PAHs的气-粒分配以吸收为主;在非采暖期的斜率绝对值为0.78,表明PAHs的气-粒分配受吸收和吸附共同作用.PAHs的lg K_p与lg K_oa(K_oa为正辛醇-大气分配系数)线性关系显著,在采暖期斜率为0.38,表明PAHs气-粒分配并未达到平衡;在非采暖期,斜率为1.22,表明PAHs气-粒分配接近平衡.研究显示,乌鲁木齐市城区大气PAHs气-粒分配在采暖期及非采暖期特征不同,应区别制订政策和管理措施.      

农药分配系数测定方法比较研究

施入农田的农药通过各种分配过程分布在空气、土壤、水和生物体中,进而对生态环境造成污染。农药在环境中的分配过程主要表现有:农药在土壤和水体中的吸附与解吸;从土壤和水体向空气中的挥发;从环境介质向生物体的富集。这些过程都与农药在正辛醇/水相中的分配系数有着一定的关系。近年来,分配系数已成为评价有机农药对生态环境影响的一个重要参数,而且还被用于结构活性的预测研究。我们以甲基对硫磷、敌草隆、伏草隆、呋喃丹、非草隆、绿麦隆6种农药为对象,参考经济联合与发展组织(OECD)制订的化学品试验指南及其它资料,研究了农药在正辛醇/水相中的分配系     

酒石酸淋洗过程中土壤重金属解吸动力学特征

采用批处理淋洗的方法,研究了酒石酸淋洗修复张士污灌区土壤过程中镉、铅、铜、锌4种重金属离子解吸动力学特征。结果表明,酒石酸在12h条件下,达到对污染土壤中镉离子的最大去除率,铅、铜、锌3种重金属离子达到最大去除率则需要24h。4种重金属离子的解吸动力学过程可以用Elovich方程很好的描述,说明酒石酸去除重金属离子的过程是一种非均相扩散过程。此外,解吸速率曲线显示,反应初期相同时刻上酒石酸对铅离子的解吸速率最快,其次是铜和锌,最后是镉离子;反应后期同一时刻上铜和锌的解吸速率大于铅和镉。     

铜锌及其复合污染对西瓜种子萌发的影响

通过室内培养实验,研究了铜(Cu)和锌(Zn)单一及其复合污染对西瓜种子萌发的影响.结果表明,低浓度(20μmol/L)铜、锌单一及其复合处理对西瓜种子的发芽率没有影响,但增加了发芽指数、活力指数;促进r幼芽和幼根的伸长生长;提高了生物量的积累.高浓度(200 μmol/L)铜、锌单一及复合处理对西瓜种子的发芽率、发芽...     

放射性核素在饱和浙江红粘土中的迁移

用分层土柱法研究放射性核素在浙江红粘土介质中的迁移规律.通过为期28d的饱和土柱动态吸附-解吸实验,测定了¹³⁷Cs、⁸⁵Sr、⁶⁰Co、¹⁴⁴Ce、¹⁵⁵Eu和²³⁷Np 6种放射性核素在浙江红粘土样品中的垂直剖面浓度分布及其迁移速度.为便于根据实际场址的入渗水通量确定这些核素的滞留因子,进行了氚弥散实验,测定了土壤有效孔隙率和土壤中水运移速度.根据土柱装填密度、有效孔隙率和土壤中水运移速度,计算出上述核素在红粘土中的吸附分配系数和滞留因子.结果表明:浙江红粘土对¹³⁷Cs、⁸⁵Sr、⁶⁰Co、¹⁴⁴Ce、¹⁵⁵Eu和²³⁷Np 6种核素均有较大的吸附分配系数和滞留因子;对¹³⁷Cs的吸附分配系数和滞留因子分别为2388ml·g^-1和7732,对⁸⁵Sr的吸附分配系数和滞留因子分别为1432ml·g^-1和4645.     

我国流域水环境中铜、锌的生态风险及管理对策

铜、锌是生命体必需的微量元素,但超过一定的量会对生物产生毒害作用。近年来的研究表明:在中国的一些典型流域水体中,铜、锌相对于其他有毒重金属存在较高的生态风险,主要是因为我国铜、锌的生产量与消费量较高,导致其在部分地表水环境中的浓度较高;同时,水生生物对铜、锌的敏感性远大于人体的敏感性,从而导致其对水生生物存在较高的生态风险。基于此,提出对流域水环境中铜、锌的污染应采取针对性的风险管控措施,以保护水生态系统安全。     

以保护地下水为目标的Ag土壤环境基准推导案例

土壤环境基准是制订土壤环境质量标准的重要依据. 借鉴国外制订保护地下水的土壤环境基准方法学,以湖南红壤、北京潮土和东北黑土为供试土壤,通过吸附试验获取重金属Ag在3种土壤中的分配系数(K_d),并通过文献调研获取3种土壤及其含水层的相关参数;采用US EPA(美国国家环境保护局)的土壤环境基准技术导则中的SSL(soil screening level)模型,并基于我国饮用水水质标准,对Ag土壤环境基准进行反推. 结果显示:Ag在红壤、黑土和潮土中的分配系数分别为7.10、56.7、132 L/kg,推导出的基于保护地下水的Ag的土壤环境基准值分别为0.440、3.04和7.80 mg/kg. 3种土壤中Ag的基准值均在发达国家或地区保护地下水的土壤环境基准值范围内,与各国基准值的差异主要是由于土壤性质、含水层类型以及Ag在土壤中的分配系数的差异所致.      

原子吸收法测定土壤中铜锌铅镉

通过对几种消解体系的对比 ,选择出铅、镉最佳的消解方法为硝酸 氢氟酸 双氧水体系 ;铜锌最佳的消解方法为硝酸 氢氟酸 高氯酸体系。不同方法既能达到全量分析的要求 ,又能使基体干扰降到最小。通过对标准样品的多次测定 ,测定值均在其保证值范围内 ,铅镉相对标准偏差为 2 2 %～ 7 2 % ,加标回收率在 83%～ 116 %之间 ;铜锌相对标准偏差为 2 6 %～ 4 5 % ,加标回收率在 92 %～ 10 3%之间。     

给水厂污泥颗粒制备及对铜离子的吸附行为

将给水厂污泥和粘土以质量比1：2制备了一种新型污泥颗粒,考察其对溶液中铜离子的吸附行为.结果发现,污泥颗粒对水中铜离子具有良好的吸附效果,对铜的吸附量随时间增加而增大,180min时可达最大吸附量的85%左右,吸附过程符合准二级吸附动力学方程;Langmuir等温吸附方程式可较好拟合不同温度时的吸附数据,且温度越高,平衡吸附量越大.多种重金属离子共存时,污泥颗粒仍优先吸附铜离子.pH值可显著影响污泥颗粒对铜离子的吸附,pH<5时,污泥颗粒对铜离子的吸附去除率随pH值升高而增大,pH=5时吸附去除效果最好.采用扫描电镜、红外光谱等对吸附铜离子前后的污泥颗粒进行表征,发现污泥颗粒表面粗糙、孔隙发达,含丰富表面基团,能够通过静电吸引、羟基取代和表面络合吸附铜离子.     

亚铁盐对城市污泥中重金属的稳定化作用研究

在不同的药剂投加条件下,通过对重金属的浸出系数和形态分布分析,研究了亚铁盐对污泥中重金属的稳定化效果.结果显示,单独投加亚铁盐时会导致污泥pH值降低,投加5%的硫酸亚铁时,污泥pH值由6.5骤降至4.4,污泥中锌和镍的浸出系数分别达到了363.3%和118.3%.投加亚铁盐辅助氢氧化钙稳定化污泥,能够将污泥pH值维持在偏碱性的范围内,且重金属的浸出系数显著降低.当投加15%的硫酸亚铁和7.5%的氢氧化钙时,锌和镍的浸出系数分别为11.5%和24.1%,污泥pH值为8.4.单独投加氢氧化钙可以有效地稳定污泥中的重金属,但会显著提高污泥的pH值,不利于污泥的后续资源化.在相同pH值条件下,硫酸亚铁和氢氧化钙同时投加的稳定化效果比单独投加氢氧化钙要好.重金属的形态分析表明,锌、铜和铅的稳定态增加,但镍、总铬和镉的不稳定态增加.