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...     

低繁殖量蚯蚓养殖法处理剩余污泥的可行性研究

针对城市剩余污泥饲养蚯蚓需要发酵预处理,以及繁殖的含重金属的蚯蚓利用难的问题,进行了不同种类污泥直接饲养蚯蚓实验,并考察了投料方式、投料厚度对蚯蚓的生长影响.结果显示,新鲜的城市剩余污泥直接饲养蚯蚓可行,与投料方式无关.发臭污泥块状投放适宜蚯蚓生长,密实投放不适宜蚯蚓生存.采用定时引出成蚓,改变泥中蚓卵的生存环境,控制卵发育的养殖方法,对污泥中重金属转移规律进行了研究.结果表明,饲养过程中蚯蚓体内的重金属质量比随饲养时间上升.饲养120 d左右,蚯蚓体内质量比达到极限,且处理后的污泥中重金属质量比明显下降.该养殖法处理剩余污泥是方法可行,且具有蚯蚓产量低,利于蚯蚓处理和处置的优点.     

生活污泥发酵产物对水基钻屑土壤化利用的影响

为了探讨污泥发酵物对水基钻屑人工土壤形成的作用机制,设计了水基钻屑与污泥发酵物质量比分别为10∶1、10∶2、10∶4、10∶6、10∶8和水基钻屑对照(CK) 6个试验处理,采用紫穗槐种植试验对水基钻屑人工土壤的理化性质和重金属风险特征进行了研究。结果表明,污泥发酵物显著降低了人工土壤的pH值、电导率(EC),降低幅度分别为6. 82%～11. 36%、58. 18%～61. 39%;污泥发酵物显著增加了人工土壤的碱解氮、有效磷和有机质质量比,且随污泥发酵物增加呈上升趋势;污泥发酵物降低了人工土壤中Hg、As、Cr、Zn、Ni质量比,但增加了Cd、Pb、Cu质量比。重金属生态风险评价结果显示,所有处理的重金属均处于低等生态风险水平(RI=13. 57～31. 13 150),其中Cd、Hg对人工土壤重金属综合生态风险指数贡献率较大,Cd是污泥改良水基钻屑实施土壤化利用的重点控制因子。紫穗槐对Zn、Cu、Hg、Cd具有明显富集作用,但当水基钻屑与发酵物的质量比达到10∶8时会抑制紫穗槐茎的生长。综合研究表明,污泥发酵物可使水基钻屑人工土壤的pH值、EC、养分及重金属含量满足CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》标准要求,建议污泥发酵物的适宜添加量为10%～20%。     

粉煤灰和纤维陶粒重金属浸出特性研究

以粉煤灰、作物秸秆、外加药剂为试验材料经多重工序制得秸秆-粉煤灰纤维陶粒(简称"纤维陶粒"),为考察其作为水处理滤料的安全性,以原灰作对比,测定了粉煤灰及纤维陶粒中8种重金属(Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni)质量比,并通过浸出试验分析其浸出特性。结果表明,纤维陶粒中8种重金属质量比均低于原灰,二者重金属质量比从大到小顺序均为Ni、Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg。除Zn外,原灰重金属浸出量随浸出时间总体呈增加趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、As、Cd、Hg;纤维陶粒重金属浸出量随浸出时间整体呈增大趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cd、Cu、Zn、Cr、As、Hg,与原灰相比增加量减少。纤维陶粒浸出液中各重金属浸出量均低于原灰,Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni平均浸出量分别占原灰的56.14%、55.92%、86.17%、64.17%、47.50%、99.51%、40.74%、58.93%。原灰重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Zn、Ni、Cu、Cr;纤维陶粒重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Ni、Zn、Cu、Cr,Hg和Cr分别为最易和最难浸出重金属。与原灰相比,纤维陶粒中8种重金属质量比、重金属浸出量和最大浸出率均有所降低,能在一定程度上减少重金属向水溶液中的浸出,提高了其作为水处理滤料的安全性。     

生物淋滤法去除城市剩余污泥中重金属的实验研究

以广州市某污水处理厂剩余污泥为培养介质,分别利用单质硫(S)以及硫和硫酸亚铁配合物(S和FeSO4按一定比例混合)为底物来培养以氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌为优势的驯化污泥混合液,用其淋滤去除污泥中的重金属,在不同的污泥混合液接种量(5%、10%、20%)条件下,研究其对污泥中重金属的去除效果。随着接种量的增加,重金属Zn、Cd、Cu、Pb的去除率也随之增加,在接种量为5%时,Zn、Cd、Cu、Pb的去除率分别为46%、54.6%、13.9%和30.5%,而在接种量为20%时,它们的去除率分别达到了72%、79.6%、29%和65.4%。驯化培养出来的污泥混合液对重金属Zn、Cd和Cu的去除效果较好,而对Pb的去除率则较低,最高只有29%。     

奎屯河表层不同粒径沉积物中重金属空间分布及污染评价

在对新疆奎屯河表层沉积物粒径组成分析的基础上,采用原子吸收光谱仪测试了不同粒径沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 7种重金属的质量比,研究了奎屯河表层沉积物不同粒径中各种重金属的空间分布特征,并运用单因子污染指数法与内梅罗综合污染指数法评价了各采样点重金属的污染状况。结果表明,奎屯河表层沉积物粒径主要分布在250μm的范围内,其中粉砂所占比例最大,平均质量分数达到63.66%;黏土次之,平均占16.77%。从上游到下游地区,各重金属污染物没有形成一定规律的分布特征。单因子污染指数评价表明除了Co,各采样点不同粒径沉积物中6种重金属存在着不同等级的污染,在粒径4μm、4~63μm、63~125μm、125~250μm的沉积物中,各重金属污染样品所占比例由大到小为Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn,Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn,Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni,Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni。内梅罗综合污染评价表明,各采样点均受到不同程度的重金属污染。     

某市生活污水处理厂污泥中重金属的含量及形态研究

城市污泥的农用现已成为污泥资源化利用的主要方式之一,但该利用方式在很大程度上受限于污泥中重金属可能引发的二次污染风险。本文采用原子吸收光谱法,测定了某生活污水处理厂各工艺单元的污泥样品中重金属元素Zn、Pb、Cr、Ni、As的含量;进而用改进的Tessier连续提取法对5种重金属元素的形态分布特征进行了研究。结果表明,各单元污泥样品中5种重金属元素含量均在我国污泥农用控制标准范围内。污泥中重金属的连续提取实验发现,重金属主要以残渣态和腐殖酸结合态的形式存在,迁移性和生物可利用性较低。其中Cr和Pb的残渣态比例较高,分别为63%-88%和76%-86%;As和Zn的残渣态比例次之,分别达到了45%-54%和31%-47%;Ni的残渣态比例最低,只有17%-25%。Ni的腐殖酸结合态比例最高(57%-66%),As、Zn、Pb次之,Cr的腐殖酸结合态比例最低,只有2%-10%。Ni元素的可交换态比例较高(4%-18%),在进行污泥农用时应引起注意。     

兰州市主城区大气降尘和表层土壤重金属污染特征与评价

同一区域大气降尘和表层土壤中重金属的污染特征能够反映出重金属污染物在大气-土壤系统中的迁移、传输和扩散规律。在兰州市主城区设置10个采样点,分别采集大气降尘及附近表层土壤样本,分析大气降尘和表层土壤中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)质量比、来源等污染特征,并对其污染水平和潜在生态危害进行评价。结果表明,大气降尘中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(379.84 mg/kg)、Pb(133.78 mg/kg)、Cr(95.61 mg/kg)、Cu(84.25 mg/kg)、Ni(43.13 mg/kg)、Cd(3.89 mg/kg),表层土壤中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(136.07mg/kg)、Cr (85.25 mg/kg)、Pb (55.99 mg/kg)、Cu (42.20mg/kg)、Ni(37.61 mg/kg)、Cd(0.55 mg/kg),在不同功能区6种重金属的平均质量比差异较大。大气降尘和表层土壤中,Cu、Pb、Cd、Zn的变异系数较大。因子分析结果表明,兰州市大气降尘中的重金属主要来源于燃煤、交通运输和工业生产。重金属污染水平评价结果表明,兰州市主城区大气降尘中的Cd已经构成偏严重污染,Pb达到偏重度污染,Cu、Zn为中度污染,Cr、Ni无污染;表层土壤中的Cd达到中度污染,Pb、Zn为轻度污染,Cu、Cr、Ni均为无污染。潜在生态危害评价结果表明,兰州市主城区大气降尘和表层土壤中Cd的潜在生态危害最大,分别达到极强污染水平和强污染水平; Cu、Zn、Cr、Ni均为低潜在生态危害。     

济南市东泺河底泥及其雨水汇水区地表灰尘中重金属的污染特征研究

以济南市东泺河为研究对象,采集了13个底泥样品和30个雨水汇水区地表灰尘样品,测定了Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As 6种重金属的质量比。分析了底泥与地表灰尘重金属的污染状况和空间分布特征,并通过统计分析对底泥与地表灰尘重金属的相关性和来源进行探讨。结果表明,底泥与地表灰尘样品中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb质量比均不同程度地高于小清河沿岸土壤重金属背景值;采暖期与非采暖期地表灰尘重金属质量比有明显差异。底泥重金属质量比由南向北逐渐增高,北园大街以北Cu、Zn、Cd处于偏中污染水平;地表灰尘重金属质量比从大到小依次为小企业聚集区、商贸区、居住小区、混合区,且小企业聚集区、商贸区重金属综合生态风险达到中等水平。除Pb与Cr、As外,底泥重金属各元素之间相关性较强,地表灰尘重金属Cu、Zn、Cd 3种元素两两显著相关,底泥与地表灰尘重金属Cr存在极显著相关(p0.01)。源解析结果表明,人为影响对底泥和地表灰尘重金属的贡献最大,底泥重金属的人为混合源和交通源贡献率分别占79.6%和10.9%,地表灰尘重金属的人为混合源和建筑源贡献率分别占43.2%和22.9%。     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。