污泥焚烧底灰中重金属残留特性的实验研究

利用原子吸收分光光度计和程序控制温升炉研究了沈阳市污水处理厂污泥在不同焚烧工况下重金属Cu、Cr、Cd、Zn、Ni和Pb在焚烧底灰中的残留特性。考察了升温速率、焚烧温度、含水率以及停留时间等因素对重金属在污泥底灰中的残留特性的影响。实验表明 ,Pb、Cd和Cu在灰渣中的残留率随着温度和停留时间的增加而降低。大部分的重金属元素Zn、Cu和Cr残留在灰渣中 ,Cd、Pb和Ni部分残留在灰渣中     

模拟酸雨对磷酸二氢钾钝化污染土壤Cu、Cd、Pb和P释放的影响

以磷酸二氢钾(PDP)钝化后的重金属污染土壤为研究对象,通过室内土柱淋溶实验,考察在pH为3.5、4.5和5.6的模拟酸雨作用下土壤Cu、Cd、Pb和P的释放特征。结果表明:PDP处理较对照处理显著增加了淋出液中pH、电导率(EC)和总有机碳(TOC)含量,但不同pH模拟酸雨对对照和PDP处理淋出液pH、EC和TOC含量影响较小。对照处理中,正磷酸盐含量维持在较低水平(0.02~0.13 mg·L-1);PDP处理下,正磷酸盐含量在1~3 L和4~12 L分别是《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)五类水标准(总磷含量0.4 mg·L-1)的55.1~819倍和9.46~46.6倍,对地表水表现出较大的富营养化风险。PDP处理较对照处理显著降低了淋溶初期淋出液中的Cu、Cd和Pb含量,但是随模拟酸雨pH降低,对照和PDP处理的土壤淋出液中Cu、Pb含量均未表现出显著差异。因此,PDP处理能够显著钝化污染土壤中的Cu、Cd和Pb,但需关注酸雨淋溶下过量磷释放对地表水富营养化的潜在风险。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属的受热特性

研究了飞灰重金属在不同煅烧温度下的挥发情况及其存在形态.结果表明:重金属挥发能力由强到弱依次为Hg＞Pb＞As、Cd＞Zn＞Cr、Ni、Cu;其中Hg、Pb、As和Cd属易挥发重金属,在1 150 ℃时几乎全部挥发;Zn属较易挥发重金属,1 150 ℃时的挥发率在40%～50%;Cr、Ni和Cu属难挥发重金属,在1 150 ℃的挥发率不超过10%;在400～1 150 ℃,随温度的升高,部分Zn、Hg、Cu、Pb、Cd、Ni和As由可溶态向残渣态、铁锰氧化态转化;在400～900 ℃,随温度的升高Cr可溶态比例减少,而在900～1 150 ℃,随温度的升高其可溶态比例增加.     

气氛对垃圾焚烧中重金属迁移特性的影响

对城市生活垃圾焚烧过程中Ni、Cd、Cu、Pb、Cr和Zn 6种重金属在不同气氛中的挥发率进行了研究,同时比较了氧化性气氛和还原性气氛、中性气氛和酸性气氛以及在混合气氛中各重金属的挥发率。结果表明,氧化性和还原性气氛对Ni、Cu和Cr挥发影响较大,Cr、Cd、Pb和Zn在还原气氛下挥发率比在氧化气氛下高,而Ni和Cu则...     

模拟酸雨对大宝山尾矿淋滤实验研究

在模拟酸雨作用下,研究了大宝山尾矿中重金属Cd、Pb及Mn的释放规律及动力学。结果表明,在淋滤液不同酸度(pH为5.6、4.8、3.0)条件下,不同重金属呈现出不同的释放规律。随着淋滤量的增加,淋出液pH逐渐上升;Cd和Mn的释放可分为快速释放和慢速释放2个阶段,Pb的释放速度一直相对稳定。随着淋滤液pH的降低,淋出液pH降低,重金属的释放量及释放速度增加;淋滤液pH对3种重金属释放的影响程度为Pb>Mn>Cd。Cd和Mn的释放可用准二级动力学方程及Elovich方程很好拟合,准二级动力学方程更优;Pb的释放可用双常数方程和零级动力学方程很好拟合。     

模拟陈腐垃圾掺烧过程中P/Cl/S对6种重金属迁移特性的影响

通过管式炉焚烧实验,探究了在陈腐垃圾与城市生活垃圾(MSW)掺烧过程中,P/Cl/S对6种重金属(Cd、Zn、Ni、Cu、Cr、Pb)迁移规律的影响,并考察了陈腐垃圾掺混比例、含特征元素的添加剂种类及焚烧温度对6种重金属挥发率的影响。结果表明,当陈腐垃圾掺烧比例与温度相同时,NaH₂PO₄和Na₂SO₄的协同作用对Cd挥发有显著的抑制作用,但对Ni、Cu的挥发起促进作用;NaCl对Zn的挥发有明显的抑制作用,但对Cr的挥发起促进作用;而NaCl和Na₂SO₄的协同作用促进了Pb的挥发。随着焚烧温度在设定范围(600~800 ℃)内的增加,Cd、Ni、Cr和Pb的挥发率整体呈增加的趋势。相比添加剂种类,陈腐垃圾掺混比例对Cd、Cr、Cu挥发率的影响更显著。本研究结果可为制定有效的重金属控制策略提供参考。     

污泥焚烧底灰中重金属残留特性的实验研究

利用原子吸收分光光度计和程序控制温升炉研究了沈阳市污水处理厂污泥在不同焚烧工况下重金属Cu,Cr,Cd,Zn,Ni和Pd在焚烧底灰中的残留特性，考察了升温速率，焚烧温度，含水率以及停留时间等因素对重金属在污泥底灰中的残留特性的影响，实验表明，Pd,Cd和Cu在灰渣中的残留率随着渐度和停留时间的增加而降低，大部分的重金属元素Zn,Cr和Cu残留在灰渣中，Cd,Pb和Ni部分残留在灰渣中。     

膜浓缩液淋滤飞灰后灰渣重金属热处理特性分析

垃圾焚烧飞灰与垃圾渗滤液膜浓缩液协同处理能够解决2种废物处置难的问题,但二者协同处理产生的灰渣往往仍需进一步无害化处理。在分析灰渣的物理化学性质基础上,研究灰渣中重金属在热处理过程中的迁移转化特性,进而探讨灰渣热处理无害化的可行性。实验考察了不同热处理温度(300、600、800、1 000和1 200℃)对灰渣中重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的挥发率的影响,并分析热处理后灰渣的矿物相转化及重金属浸出毒性变化。结果表明:随着热处理温度的升高,重金属Pb、Cd的挥发率显著增大,Zn、Cu挥发率的增幅相对较小。热处理过程中,Pb、Zn、Cu、Cd在1 200℃时挥发率最大,分别为94.6%、68.9%、69.4%和97.7%。浸出实验结果表明,当热处理温度高于800℃时,热处理后灰渣中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd的浸出浓度均达到GB 16889-2008相关限值要求。研究结果显示,对飞灰协同处理后的灰渣进行热处理实现其无害化具有一定的可行性。     

模拟根系分泌有机酸对焚烧炉渣重金属的溶出特征

为了解焚烧炉渣应用于潜流园林湿地污水处理系统的可行性,采用苹果酸、柠檬酸和腐殖酸模拟根系分泌的有机酸,考察了其对焚烧炉渣中重金属的溶出特征。结果表明：有机酸对炉渣中重金属Cu、Cr、Cd、Pb、Zn溶出具有促进作用,苹果酸略强于柠檬酸,腐殖酸作用弱;重金属Cu、Cr、Cd、Pb、Zn溶出量与其碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态含量显著相关,炉排渣（PZ）中重金属溶出量大于流化床炉渣（LZ）;炉渣中Cu、Cr、Pb、Zn在有机酸作用下的溶出率低于4%,仅PZ中Cd溶出率高达40%左右,为LZ的6～11倍。重金属初始含量、有机酸种类对炉渣中重金属溶出有显著影响,柠檬酸、苹果酸对LZ中重金属溶出率的影响无显著性差异,与腐殖酸的影响存在显著差异,炉排渣无此特征。流化床炉渣具有潜在可应用性。     

超声强化EDDS/EGTA淋洗修复重金属污染土壤

采用响应面法中的Box-Behnken实验设计,研究了超声强化N,N'-乙二胺二琥珀酸(EDDS)和乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)复合淋洗对土壤中Cu、Zn、Pb 和Cd 等4种重金属的去除效果,拟合了各重金属去除率、潜在生态风险指数削减率与EDDS投加量、EGTA投加量、超声功率和初始pH等淋洗条件之间的关系,模拟值与观测值相关性高,模拟精度较高。EGTA在较广pH范围对高生理毒性的Cd具有较强的洗脱效果,酸性条件下可有效洗脱Zn;Cu去除率在酸性条件下随着EDDS投加量的增加而显著提高,Pb去除率则在碱性条件随着EDDS投加量的增加而显著提高。基于模型优化结果的验证实验显示,当EDDS/重金属摩尔质量比为0.81、EGTA/重金属摩尔质量比为3.92、超声功率为569.85 W、pH为3.95时,潜在生态风险指数削减率最大,达到86.05%,Cu、Zn、Pb和Cd去除率分别为72.48%、62.40%、59.25%和87.45%,与模型拟合结果偏差较小,表明模型具有较好的拟合和预测能力。     

3种植物水浸提液对工业园区污水处理厂污泥中重金属的淋洗效果

为探讨植物材料淋洗去除工业园区污水污泥中重金属的可行性,选用马桑（Coriaria nepalensis）、枳椇子（Hovenia acerba）和乌药（Lindera aggregata）的水浸提液作为淋洗剂,采用振荡淋洗实验研究了不同淋洗剂浓度和pH、淋洗时间和温度对其去除供试污泥中重金属的影响,并确定淋洗的最佳参数。结果表明,当3种淋洗剂浓度从20 g·L-1上升到80 g·L-1或淋洗温度从15 ℃增至55 ℃时,重金属去除率均呈先升高后稳定的趋势。同时,淋洗效果还受淋洗剂pH和淋洗时间的影响。基于淋洗效果、技术应用和经济成本,枳椇子、乌药和马桑水浸提液淋洗的最佳参数分别为pH 7、80 g·L-1、25 ℃、180 min,pH 4、100 g·L-1、25 ℃、180 min和pH 4、80 g·L-1、25 ℃、180 min,此时各淋洗剂重金属去除率总体表现为Cd>Cu>Pb>Ni。其中枳椇子和乌药对Cd去除率较高,分别为73.12%和82.60%,但Ni去除率仅为23.34%和19.42%;与前2种植物材料相比,马桑对Pb（36.40%）和Ni（27.88%）的去除率高,但对Cd（30.11%）和Cu（30.38%）的去除率相对较低。淋洗后污泥中Cu和Pb含量均可达农用污泥A级标准（CJ/T 309-2009）,乌药淋洗后Cd及马桑淋洗后Ni含量可达到A级标准,其他淋洗剂情况下Cd和Ni含量可达到B级标准。此外,植物水浸提液淋洗污泥还能有效保留甚至增加其养分,降低可交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态重金属含量。研究表明,马桑、枳椇子和乌药在淋洗去除污泥中重金属和实现污泥土地应用上有一定潜力。     

城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化技术研究

用硫铝酸盐水泥对城市垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)进行固化实验,研究了飞灰重金属浸出特性,分析了飞灰掺量、浸提剂pH值对重金属浸出特性以及飞灰掺量对不同龄期(3、7、28 d)飞灰固化体抗压强度的影响,并对飞灰及其固化体进行XRD分析。结果表明,在HJ/T 299-2007和HJ/T 300-2007两种不同浸出体系下,飞灰中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Mn等重金属浸出浓度差别较大,建议应根据评价目标合理选择重金属浸出测量方法。其中,飞灰中Pb的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值的3.35倍,因此被列为危险废物,应妥善处理。除飞灰掺量小于40%时的固化体Cd符合标准,其余飞灰固化体Pb和Cd的浸出浓度仍超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限值,故达不到卫生填埋的要求。固化体抗压强度随飞灰掺量增大而降低,重金属浸出浓度与之相反。飞灰掺量为40%时,固化体中重金属浸出浓度随浸提剂pH值降低而增大,但pH值大于5时,未测出重金属浸出。XRD结果表明:飞灰中可溶性盐参与水泥水化反应,重金属Cr以CrO42-的形式固化于钙矾石中。     

重金属污染土壤的草酸和EDTA混合淋洗研究

采用不同浓度的草酸(oxalic acid,OX)和乙二胺四乙酸(EDTA)混合的淋洗方法研究重金属污染土壤的最佳混合淋洗方式,探讨了液固比、淋洗时间及pH对淋洗效果的影响,并分析了0.2 mol/L OX+0.2 mol/L EDTA处理前后土壤中重金属形态的变化。结果表明,采用0.2 mol/L OX+0.2 mol/L EDTA混合的淋洗法可同时去除多种重金属,且对Cu、Zn、Ni和Cr的去除率明显高于单用OX和EDTA,去除率分别为Cu 41.29%、Zn 84.73%、Ni 54.2%和Cr 66.01%。0.2mol/L OX+0.2 mol/L EDTA在液固比为5∶1、淋洗时间为4 h、pH为6时可分别达到最佳淋洗效果,且分别为Cu 62.59%、Zn 93.48%、Ni 55.95%和Cr 71.57%;Cu 50.47%、Zn 86.67%、Ni 61.53%和Cr 72.68%;Cu 44.40%、Zn 81.82%、Ni68.76%和Cr 74.93%。形态分析结果表明,0.2 mol/L OX+0.2 mol/L EDTA能较好地改变土壤中重金属形态的分布。     

Relationship between heavy metals concentrations in egret species,their environment and food chain differences from two Headworks of Pakistan

Concentration of ten metals (Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Li, Mn, Ni, Pb and Zn) were analyzed in the egg contents, prey and soil samples of little egret (Egretta garzetta) and cattle egret (Bubulcus ibis) from two Headworks to determine habitat and species-specific differences; to assess the importance of prey and habitat contamination as an exposure source for heavy metals. Concentration of Cu, Mn, Cr and Pb in egg contents, Fe, Co, Cu, Mn, Zn in prey and Fe, Co, Cu, Ni, Li in surface soils were significantly different (P < 0.05). Mean metal concentrations of Cr, Pb and Cd were relatively higher in little egret whereas Cu and Mn were higher in the egg contents of cattle egret. The mean concentrations of Cu, Mn and Zn were higher in prey samples of cattle egrets and Cr, Cd and Pb in prey samples of little egrets. In soil samples collected from little egret heronries metal concentrations were higher except Cu and Ni. Correlation Analysis and Hierarchical Agglomerative Cluster Analysis (HACA) identified relatively similar associations of metals and their source identification. Metals such as Fe, Cu, Mn, and Li were related with geochemical origin from parent rock material as well as anthropogenic input whereas Cr, Cd, Pb, Ni, Co and Zn were associated mostly with anthropogenic activities. The study suggested that eggs are useful bio-monitor of local heavy metal contamination.     

Cr、Ni、Cu和Cd在珠三角某区域工业污染场地包气带和潜水层中的迁移规律

为了探索污染场地“土壤-潜水含水层岩土-潜水”系统中同种重金属在3种环境介质中的定量关系和迁移规律,在珠三角某区域46个可能受Cr、Ni、Cu和Cd污染场地建设了61眼地下水监测井,同址采集61组表层（0~20 cm）土壤、潜水层岩土和潜水样品,并从3个污染场地采集了直径19 cm,高分别为103、81和79 cm的3个原状土柱,用于土柱淋溶实验,研究了土柱中Cr、Ni、Cu和Cd在垂直剖面上的形态分布特征和淋溶特征。结果表明：潜水中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层土壤和潜水层岩土中弱酸提取态含量间存在定量关系,最佳拟合函数均为三次函数,特别是Cr、Cu的函数有很好的相关性（决定系数R2均大于0.97）。每20 cm一层分析原状土柱中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和形态分布,同种重金属在3个原状土柱表层土壤中全量和弱酸提取态含量占整个土柱比例均最高,均超过50%,土柱中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和弱酸提取态含量随着土柱深度增加都明显减少。土柱淋溶实验结果表明,淋出液中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层弱酸提取态含量显著相关,黏粒含量高和阳离子交换量大的土壤对Cu的淋溶有抑制作用。建议在重金属污染场地调查和修复时,充分考虑弱酸提取态在“土壤-潜水含水层岩土-潜水”系统中的“桥梁”作用。     

Leaching of heavy metals from contaminated soils using EDTA

Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) extraction of Zn, Cd, Cu and Pb from four contaminated soils was studied using batch and column leaching experiments. In the batch experiment, the heavy metals extracted were virtually all as 1:1 metal-EDTA complexes. The ratios of Zn, Cd, Cu and Pb of the extracted were similar to those in the soils, suggesting that EDTA extracted the four heavy metals with similar efficiency. In contrast, different elution patterns were obtained for Zn, Cd, Cu and Pb in the column leaching experiment using 0.01 M EDTA. Cu was either the most mobile or among the most mobile of the four heavy metals, and its peak concentration corresponded with the arrival of full strength EDTA in the leachate. The mobility of Zn and Cd was usually slightly lower than that of Cu. Pb was the least mobile, and its elution increased after the peaks of Cu and Zn. Sequential fractionations of leached and un-leached soils showed that heavy metals in various operationally defined fractions contributed to the removal by EDTA. Considerable mobilisation of Fe occurred in two of the four soils during EDTA leaching. Decreases in the Fe and Mn oxide fraction of heavy metals after EDTA leaching occurred in both soils, as well as in a third soil that showed little Fe mobilisation. The results suggest that the lability of metals in soil, the kinetics of metal desorption/dissolution and the mode of EDTA addition were the main factors controlling the behaviour of metal leaching with EDTA.     

Changes in speciation and leaching behaviors of heavy metals in dredged sediment solidified/stabilized with various materials

Solidification/stabilization (S/S) of sediments is frequently used to treat contaminants in dredged sediments. In this study, sediment collected from the Pearl River Delta (China) was solidified/stabilized with three different kinds of functional materials: cement, lime and bentonite. Lime primarily acted via induced increases in pH, while cements stabilization occurred through their silicate-based systems and the main function of bentonite was adsorption. The speciation and leaching behaviors of specific heavy metals before and after S/S were analyzed and the results showed that the residual speciation of Cd, Cr, Ni, Pb and Zn increased in all treatments except for Cu, as the exchangeable speciation, carbonate-bound speciation and Fe-Mn-oxide-bound speciation of Cu (all of which could be stabilized) were less than 2 % of the total amount. Pb leaching only decreased when pH increased, while the mobility of Cr and Ni only decreased in response to the silicate-based systems. The leached portion of the Fe-Mn-oxide-bound speciation followed the order Zn?>?Cu?>?Ni/Cd?>?Pb?>?Cr. The leached portion of organic-matter-bound species was less than 4 % for Cd, Cr, Ni and Pb, but 35.1 % and 20.6 % for Cu and Zn, respectively.     

pH对污水污泥中污染物浸出的影响

研究pH对污泥中污染物浸出的影响可以为投海过程中海洋水体酸碱性变化对污泥中污染物浸出的影响及其变化规律提供理论依据。为了得出不同pH值对污泥中污染物浸出的影响,采用CEN/TS 14429：2005浸出实验对上海5个污水处理厂脱水污泥中重金属、溶解性有机碳、溶解性硫化物和主要离子的浸出情况进行了研究,同时分别以超纯水和海水为浸提剂研究在相应pH范围内盐度对上述指标浸出的影响。结果表明,Zn、Cd、Pb和As在酸性和碱性条件下浸出量较高,在中性或接近中性条件下浸出量则最低,且海水中Zn和Cd的浸出量比超纯水中高;Cu在碱性条件下的浸出量明显比酸性条件高;在所研究的pH范围内,5个污泥样品中溶解性有机碳的浸出量均随pH的升高而增高;仅酸挥发性硫含量最高的S5在海水中有较明显的溶解性硫化物浸出;部分污泥样品中的氮在酸性纯水中有较高的浸出量,海水中浸出量较少;而无论海水或纯水中,磷在强酸和强碱条件下均有明显浸出。     

淹水对土壤重金属浸出行为的影响及机制

为了明确淹水对土壤重金属浸出行为的影响及其作用机制,以实际场地重金属污染土壤为研究对象,开展了淹水实验。对淹水过程中土壤重金属的浸出浓度、氧化还原电位、pH、铁氧化物浓度及重金属形态等相关指标进行测定了分析。结果表明,淹水后,重金属浸出浓度随淹水时间呈现先增长后降低趋势。淹水初期(30 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别增加了6.71%、4.03%、3.56%和4.55%。pH降低、有机质降解和铁氧化物还原溶解是导致重金属浸出浓度升高的主要原因。随淹水时间的持续增加,重金属浸出浓度逐渐降低并于90 d时趋于稳定。淹水结束时(180 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别降低了23.78%、16.78%、15.48%和15.45%。重金属形态分析表明,淹水促使重金属赋存形态由酸可提取态转化为可还原态和可氧化态,降低了重金属活性;矿物成份分析证实了金属硫化铜物相的生成。新形成的无定形氧化铁对重金属的吸附作用和硫化物与重金属的化学沉淀作用是重金属浸出浓度降低的主要机制。该研究为淹水条件下重金属污染土壤风险控制提供了依据。