浸提剂pH值对污泥中重金属浸出的影响

为了探讨浸提剂的pH对污泥中重金属释放的影响,采集了我国四个典型城市污水厂的剩余污泥,应用固体废物浸出毒性的浸出方法(GB5086.2-1997),以不同pH值的浸提剂对污泥中重金属的浸出特性进行了实验研究.实验结果表明,污泥中的Cr和Fe的最大浸出质量浓度分别出现在6.5～7.0和5.0左右的pH值范围;Mo和Ni的浸出质量浓度则随着浸提剂pH值的升高而升高;而Zn和Mn的浸出质量浓度则随着浸提剂pH的升高而降低.这表明,浸提剂的pH 值对污泥中重金属的浸出具有显著的影响,而且pH 值对污泥中重金属浸出的影响因重金属的不同而存在较大的差异.     

废碱锰电池焙烧干粉中Mn2+浸出行为的研究

研究了废碱性锌锰电池焙烧干粉(BakePowderofSpentAlkalineZincManganeseBattery,简称SLR干粉)在硫酸体系中的酸解行为,分析了硫酸浓度、反应温度、催化剂用量和固液比对SLR干粉中Mn2+浸出率的影响,探讨了在硫酸体系中Mn2+的浸出行为。试验数据表明:硫酸浓度和催化剂用量对反应影响较大,同时得出了最佳的酸解反应条件:硫酸浓度10%、反应温度40℃、催化剂用量2%(体积比)、固液比1:10和反应时间2h。在此条件下Mn2+浸出率达87%以上,为进一步回收利用废碱性锌锰电池提供理论依据。     

煤矸石中金属和酸根离子的淋溶特性

为了确定煤矸石的污染析出特性及规律,以某高速公路的煤矸石为研究对象,通过实验室模拟大自然降雨的过程,并控制实验过程中的浸泡时间、pH、固液比及空隙率,对煤矸石进行淋溶实验.结果表明,在静态浸泡实验中,污染物浸出量随浸泡时间的延长而增大,48 h污染物析出达到平衡;煤矸石中污染物的浸出量随初始pH值的降低而增大;随固液比的增大而增大.煤矸石空隙率越小,污染物析出的质量浓度越高.在模拟自然降雨的第一次淋溶过程中,煤矸石中浸出的污染物质量浓度最大,从第二次的淋溶过程开始,污染物的释放量便迅速下降,并保持较平稳的溶解释放速率.实验结果说明,降雨次数和降雨量的增加会促进煤矸石中污染物的溶解释放.在煤矸石中混合黏土、砂砾等增加煤矸石的空隙率,可以降低污染物析出量,从而减轻煤矸石资源化利用中对沿线土壤和地下水的二次污染.     

高新沙水库土壤重金属形态分布、浸出特征及其对水质安全影响

为了研究高新沙水库土壤重金属对水质安全风险的影响,本文通过8个采样区域3 m深处土壤重金属含量与形态的测定,采用地累积指数和生态风险指数法阐明重金属潜在生态风险,并通过浸提模拟试验来探究重金属浸出特性及对水质安全影响.结果表明,8种重金属Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Cr、Hg和As含量范围分别为11—42.5、70.75—119.5、0.01—0.16、24.5—100、20.25—35、89—177、0.05—0.17、10.15—22.1 mg·kg^-1,在8处区域普遍未超出农田土壤环境标准风险筛选值(GB 15618-2018),仅有1处As含量为22.10 mg·kg^-1,超出筛选值20 mg·kg^-1.重金属主要以残渣态为主,其中Zn、Ni、Cr、Hg和As等5种重金属残渣态所占比例均达到70%以上,总体潜在生态风险处于轻微水平.在不同pH浸提液模拟作用下(pH=6.34、5.6和3.6),绝大部分重金属浸出浓度未超出生活饮用水卫生标准限值(GB 5749-2022),但浸提液pH=1.0极端情况下,Cu、Z...     

模拟酸雨对泉州市区大气降尘重金属的淋溶

以泉州市区受污染的大气降尘为研究对象,开展大气降尘中重金属(Cu,Pb,Cr,Cd,Zn,Mn,Fe,Ni,V,As,Co)在不同酸度(pH=2.5、3.5、4.5、5.6)酸雨淋溶下的溶出行为研究.结果表明:由于降尘样品本身的中和作用,淋出液的pH呈现出先升后降的趋势,并最终接近淋溶液原始pH.在模拟酸雨作用下,污染降尘中不同重金属呈现不同的溶出规律,金属Cu、Pb、Fe、Ni、Mn、Cd的淋出量随pH的升高而降低,各重金属的溶出基本可分为快速溶出阶段、缓慢溶出阶段或稳定阶段,重金属的溶出不仅与总量有关,还与模拟酸雨pH、环境温度、淋溶时间等因素有关.在pH2.5的酸雨下,累积释放量由大到小的顺序为交通区降尘:FeZnMnCoCuCrNiPbAsVCd,工业区降尘:MnFeZnPbCrCuNiAsVCoCd.     

利用化学浸提剂去除拟疏浚物中的重金属Cu和Zn

采用搅拌、曝气试验研究了草酸、EDTA等试剂对厦门西海域马銮湾外湾拟疏浚物中重金属Cu、Zn的去除效果.并通过分批提取实验研究了草酸浸提拟疏浚物中Cu和Zn的影响因素如浓度、pH、固液比、提取时间等的影响.结果表明,Cu、Zn的螯合提取率随草酸溶液浓度的增加而增大,草酸溶液浓度为0.2mol·l-1为较适宜浓度;随反应时间增加而增大,反应时间24h可达到较好的处理效果;随pH降低而增大,结合实际处理pH值可选择3左右;随固液比降低而增大,固液比1:50处理效果较佳。     

生物淋滤直接浸出废旧电池中有毒重金属的实验研究

考察了生物淋滤对5种电池中重金属的溶出效果,比较了化学浸提和生物淋滤对三种电池中重金属的溶出效率,研究了起始pH值对生物淋滤溶出电池中重金属的影响模式.结果表明,生物淋滤对5种电池中6种离子的平均浸出浓度超过350mg·l-1,锌锰电池(华太)锰浸出浓度、锌锰电池(南孚)锌浸出浓度和镍氢电池的镍浸出浓度分别达524mg·l-1,600mg·l-1和750mg·l-1;而化学浸提对3种电池中5种金属的溶出浓度均不超过10mg·l-1.起始pH值对生物淋滤电池的离子浸出效率影响巨大.起始pH值愈低,离子浸出浓度愈高.在起始pH值为2.0的生物淋滤体系中,镍镉电池的镍镉浸出平均浓度为350mg·l-1,而起始pH值为4.0和5.5的淋滤体系中,在整个反应时间内镍镉几乎未能检出.     

硫杆菌浸出废旧MH/Ni电池中重金属研究

生物淋滤法具有对环境友好、反应温和、运行成本低等优点,近年来主要用于回收难浸提矿石中有用金属及城市污泥有毒重金属脱除。应用氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌对废旧MH/Ni电池电极材料中重金属进行了生物淋滤处理可行性及工艺技术研究,考查了初始pH值、电极材料投加量、温度及底物单质硫添加量对金属Ni、Co浸出率的影响。试验结果表明:硫杆菌可以浸出电极材料中的重金属Ni和Co,初始pH值及温度对生物淋滤过程金属Ni、Co浸出率影响显著。在初始pH值1.0、电极材料质量分数为1.0%、温度30℃、底物单质硫质量浓度为4.0g·L-1条件下,经过20d生物淋滤,废旧MH/Ni电池中金属Ni和Co浸出率分别为95.7%和72.4%。     

几种固化剂组配修复重金属污染土壤

选取沸石、硅藻土、海泡石、膨润土和石灰石等5种矿物材料,以6 g.kg-1的浓度分别添加到50 g供试土壤中,熟化两周后进行毒性浸出实验,研究各固化剂对土壤重金属的固化效果.实验表明石灰石对土壤重金属均有较好的固化作用,因此再将前4种固化剂与石灰石以不同质量比组配,并以同样方法研究各组配对土壤中重金属的固化效果,以期得到固化效果优于单一固化剂的组配固化剂.结果表明,几种组配中效果最好的是硅藻土与石灰石以质量比1∶2的组配,土壤浸提液中Pb、Cd、Cu、Zn浸出量较对照分别降低54.3%、100%、27.2%、63.8%.显然,1∶2的硅藻土+石灰石对土壤Pb、Cd、Zn均有较好的固化作用.     

生活垃圾焚烧飞灰及其稳定化产物的长期浸出行为

采用柱浸出实验方法,考察了飞灰、磷酸盐稳定和自然老化稳定后飞灰的长期浸出特性.结果表明:灰样浸出液的pH值从初始的较低值快速上升到较高值后趋于稳定,3种飞灰都有较强的酸中和能力;Ca的浸出浓度远高于Pb,Cd,Zn,Cr和Ni等重金属,在浸出初期甚至达到100g·1-1以上;重金属均呈现初期快速溶出的现象;对比稳定化处理前后飞灰的柱浸出实验结果,表明磷酸盐稳定及自然老化稳定后飞灰具有更好的长期稳定性;对比柱浸出实验和国标GB5086.1-199r7的浸出结果,表明后者可能低估了稳定后飞灰处置初期重金属的浸出风险     

云南省抚仙湖流域帽天山磷矿区磷流失过程模拟研究

通过批平衡实验和土柱淋溶实验,模拟在环境因子(pH值、降雨频度)的影响下,磷矿石、废土石和废渣中磷的释放规律.结果表明,磷石膏和泥磷中磷的释放受pH值的影响较小,维持较为恒定的高释放量.磷矿石、矿坑沉积物和废土石中磷的解吸受pH值影响,pH值愈低,愈有利于磷的释放;当解吸溶液pH值为3.50时,废土石和磷矿石中磷的释放量仍可达到2.25 mg·l-1和3.15 mg·l-1.间歇淋溶过程促进了磷矿石、废土石和磷石膏中磷的释放,对废土石中磷的释放作用尤为显著,干燥后再次降雨的释放量比初期降雨高出3倍.帽天山磷矿区大面积裸露的磷矿石剖面、废土石堆场和废渣堆场在酸性溶液的淋溶作用下能够产生大量的磷流失,而且这个过程是持久的,是抚仙湖水质下降的主要因素.     

EGTA/TSP联合修复模拟重金属污染黄棕壤及其环境风险评价

针对淋洗可能导致土壤残留重金属活化问题,研究淋洗/钝化联合修复对重金属污染土壤风险的削减作用。以乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸[ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid,EGTA]为淋洗剂,以重过磷酸钙(triple super phosphate,TSP)为钝化剂,研究了EGTA投加量、液固比、淋洗时间和TSP投加量等对模拟重金属污染黄棕壤中Cu、Zn、Pb和Cd 4种重金属洗脱率和浸出浓度的影响,通过响应面法设计多因素实验,拟合了土壤重金属环境风险削减率与EGTA投加量、液固比及TSP投加量之间的关系,采用涵盖土壤重金属含量、浸出浓度和毒性的土壤重金属环境风险评价方法对修复效果进行评价。结果表明,EGTA对Cu和Cd的洗脱率较高,可显著降低Zn和Cd浸出浓度。增加淋洗时间有助于提高Cu、Zn和Cd洗脱率并降低其浸出浓度,但提高了Pb浸出浓度。随着液固比的增加,Zn和Pb洗脱率呈上升趋势,Cd洗脱率呈下降趋势,Cu洗脱率先提高后下降;Cu、Zn和Cd浸出浓度呈下降趋势,而Pb浸出浓度呈上升趋势。TSP钝化大幅度削减了Pb浸出浓度。总环境风险削减率(β)与EGTA投加量、液固比及TSP投加量呈二次方关系,当EGTA投加量为1.0 g·L~(-1),液固比为10,TSP投加量w为2%时,β为62.80%,与验证实验结果相近,表明模型具有较好的模拟和预测能力。提高EGTA投加量和液固比可以大幅度降低Cu、Zn和Cd的环境风险,TSP钝化处理对Pb环境风险的削减作用较好,EGTA投加量与液固比以及EGTA投加量与TSP投加量对β表现为协同作用。     

模拟酸雨对街道灰尘重金属淋溶的累积释放特征与释放模型

以泉州市交通繁忙区街道灰尘为研究对象,采用模拟酸雨动态淋溶实验和改进的BCR四步提取法研究街道灰尘中重金属元素在不同酸度(pH=3.5、4.5、5.6)模拟酸雨淋溶下的溶出规律及形态变化.结果表明,街道灰尘中重金属元素的累积释放量均随模拟酸雨pH的降低而增加,当pH值为3.5和4.5时,Cu、Pb、Mn、Ni、V、As和Co的释放过程为快速释放阶段,Cr、Zn和Fe的释放过程分为快速释放和相对平稳释放两个阶段;当pH值为5.6时,除Co、V为快速释放过程外,其余重金属都处于相对慢速的释放过程.动力学方程拟合结果表明,双常数速率方程能更好地描述上述重金属元素的累积释放特征.尘样经模拟酸雨淋溶后,弱酸可溶态中Co、Cu、Mn、Zn、Ni百分含量有所增加,Cr、Fe、Pb百分含量变化不明显;可还原态中Cr、Pb、Cu、Ni百分含量有所增加,Mn、Zn、Co百分含量有所下降;可氧化态中上述各元素的百分含量均有所降低;残渣态中除Ni、Mn百分含量有所下降外,其它元素百分含量变化均不显著.     

模拟降雨条件下22种典型土壤镉的淋溶特征及影响因子分析

搞清模拟降雨条件下重金属在农田土壤中的淋溶特性,有利于阐释重金属的保蓄性能与迁移转化机制.本研究选取了全国22种典型土壤,通过室内土柱试验,探讨雨水作用下土壤镉的淋溶和释放特征,并对影响土壤镉淋溶特性的因子进行分析.结果表明,22种土壤Cd的释放过程大致分为两类,第1类包括吉林黑土、吉林暗棕壤、吉林黑钙土等7种土壤,此类土壤在整个淋溶过程中淋出液Cd2+浓度极低,未超过地下水水质Ⅲ级标准.第2类包括天津潮土、江西红壤、河北褐土等剩余15种土壤,其Cd释放分为两个阶段,淋溶量未超出4 L时,淋出液中Cd2+浓度较高,对地下水及环境威胁较大;超出4 L后,Cd释放速率明显变缓,浓度降低至Ⅲ级标准以下.逐步回归分析的结果显示,土壤中Cd含量、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量及pH对降雨作用下土壤Cd释放有重要作用,四者累计的决定系数达到了0.9609,其中土壤中Cd含量所占权重最高,且对累计释放量作用为正,其次为CEC,作用为负.游离铁和pH合计所占权重较低,作用也为负.     

大宝山排土场植物稳定修复对模拟酸雨重金属淋溶的响应

以广东省韶关市大宝山排土场多金属重度污染土壤为研究对象,通过模拟酸雨淋溶实验,探究淋溶对植物稳定修复(土壤改良+种植红麻/苎麻)后土壤重金属迁移的影响.结果表明,在土柱上层(0-10 cm)土壤中施加0.4%石灰+0.2%有机肥,能显著提高淋出液pH值,并大幅度降低0-10 cm土壤中的重金属有效态含量;种植红麻和苎麻处理后,淋出液pH值较空白组显著提高,淋溶液淋失量相较于空白处理分别减少了32.5%和12.4%,淋出液中铅、锌、铜、镉重金属含量分别降低了65.2%和71.3%、81.6%和78.5%、79.4%和71.7%以及86.7%和85.3%;且种植红麻、苎麻后,土柱下层(21-30 cm)的土壤铅、锌、铜、镉重金属有效态含量相较于空白处理分别降低了16.3%和22.9%、30.5%和17.9%、18.8%和32.5%以及38.1%和29.7%.因此,种植红麻、苎麻不仅能显著降低径流淋溶失量,而且降低了淋出液中重金属含量,减轻了淋出液对地下水造成的污染;在模拟酸性降雨条件下,种植红麻、苎麻并施用改良剂处理重金属污染土壤的模式在植物稳定修复方面具有较好的应用潜力.(图7表6参42)     

澳门城市垃圾焚烧底灰的重金属淋溶及其遗传毒性评价

应用美国国家环境保护局推荐的毒性特性溶出程序(toxicitycharacteristicleachingprocedure,TCLP),以及ICP-MS和ICP-AES技术研究了澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属的淋溶,并结合蚕豆根尖微核试验评价了其潜在的生态与健康风险.结果显示,该底灰淋溶出来的重金属元素:铝(Al)、锰(Mn)、钴(Co)和汞(Hg)的浓度低于0.01mg·L-1,铁(Fe)、铜(Cu)和钼(Mo)的浓度低于0.1mg·L-1,而铬(Cr)、锌(Zn)、硒(Se)、锶(Sr)、钡(Ba)和铯(Cs)的浓度在0.11mg·L-1￣2.19mg·L-1之间.需要注意的是淋溶液中铅(Pb)的浓度异常高,最高可达19.06mg·L-1,超过了美国相关标准的上限(5mg·L-1);对比不同条件下底灰中重金属的淋溶情况,表明溶解作用和淋溶液的pH值是影响其淋溶的2个重要因素.蚕豆根尖微核试验显示各淋溶液处理组根尖细胞微核率明显升高,与阴性对照组相比具有显著性差异(p<0.05),表明各淋溶液具有遗传毒性;随着淋溶液中重金属浓度的增加,蚕豆根尖细胞所表现出来的毒性效应增强,表明重金属是淋溶液具有遗传毒性的重要原因.     

电子固体废弃物拆解作坊附近土壤重金属污染特征及风险

为评价电子固废拆解作坊对附近农田土壤重金属的污染,选取某典型电子固废拆解作坊集中村落,采集作坊房前屋后农田土壤样品42个,分析了7种重金属(Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的浓度水平.结果表明,研究区域内电子废物拆解作坊房前屋后的农田土壤受到了不同程度的重金属污染,其中Cd和Cu为中度污染,Hg为轻微污染.相关性分析和主成分分析表明,农田土壤中Cu、Pb、Ni和Zn的污染主要来自于电子固废焚烧排放的烟尘大气沉降,Cd和Hg主要来自电子固废酸洗废水径流及电子固废长期堆放淋溶.健康风险评价结果显示,尽管儿童和成人的总致癌风险低于10-6,但研究区域儿童的累积非致癌风险超过可接受水平,经口摄入为主要暴露途径,其中重金属Pb对累积非致癌风险的贡献最大.由此,重视手工拆解作坊造成的土壤重金属污染的同时应特别关注Pb污染.     

垃圾焚烧飞灰中重金属浸出的影响因素

考察不同浸出条件对垃圾焚烧发电厂烟气净化系统飞灰中重金属浸出特性的的影响.研究表明:飞灰浸出时,受飞灰自身性质的影响,翻转式摇床混合和水平振荡摇床混合对飞灰中重金属浸出量的影响不明显;混合8h可使浸出体系达到溶解平衡,16h静置过程对飞灰中重金属溶出的影响不明显;增加浸取剂离子强度对飞灰来说并不会增加重金属元素的溶出;加大液固比(L/S)对飞灰中Pb,Ni和Cd的浸出仅起稀释作用,而Cu,Zn,CT和Hg在L/S<10时浸出液的浓度变化不大,L/S>10时被稀释;在高H 浓度时飞灰中重金属的浸出率大大增加,浸取剂中H 对各元素浸出的影响程度为Pb≈Zn>Cu>Cd>Ni>Cr>As>Hg;在中低H 浓度时,醋酸浸出液中重金属的浓度高于硝酸浸出液,而在>0.2mol·1-1的酸浸取液中,硝酸浸出液中重金属(Hg除外)的浓度大于醋酸浸出液.     

模拟酸雨对磷基材料稳定化土壤Cu、Cd、Pb和P活性的影响

为了研究酸雨淋溶前后不同磷基材料对土壤重金属稳定化的影响,通过室内土柱淋溶实验,考察不同pH值酸雨淋溶前后磷酸二氢钾(PDP)和羟基磷灰石(HAP)稳定化重金属污染土壤pH值、重金属和P有效活性的变化。结果表明:PDP和HAP增加了土壤pH值和速效P含量,降低了土壤有效态Cu、Cd和Pb含量,促进了重金属由活性态向非活性态和潜在活性态转化,但pH=3.5的酸雨使PDP和HAP处理土壤pH值降低0.45和0.47,且酸雨淋溶降低了PDP处理速效P含量,提高了土壤有效态Cu和Cd含量;酸雨淋溶使HAP处理土壤总Cu含量和CK处理总Cd含量分别降低14.5%～15.9%和20.4%～26.5%,但增加了HAP和PDP处理离子交换态Cu和Pb含量;PDP和HAP处理显著增加了土壤总P、树脂P、HCl结合态P和残渣态P含量,但酸雨淋溶降低了PDP处理总P和树脂P含量,显著增加了HAP和PDP处理土壤稳定态P含量(P0.05)。模拟酸雨作用下HAP较PDP处理对Pb和Cd具有更好的稳定化效果和更低的P释放风险,具有更好的应用潜力。     

番茄中番茄红素提取工艺的优化

番茄红素营养价值极高,近年来市场需求不断增长,对于番茄红素的研究也得到了人们的关注.为了获得更加高效率低成本的提取工艺,试验采用乙酸乙酯浸提的方法,从新鲜番茄中提取番茄红素,以番茄红素提取率为评价指标,探究了料液比、浸提温度、浸提时间和浸提pH对番茄红素提取率的影响水平,在单因素试验的基础上,利用正交试验设计对工艺进行优化.得到番茄红素的最佳提取工艺为:料液比1∶3(g:m L),浸提温度50℃,提取时间5 h,浸提pH=4,在此条件下,番茄红素的提取率达到46.12 ug/g.