重金属污染土壤化学钝化剂应用研究进展

土壤重金属污染已受到引起各方的广泛关注,重金属污染土壤修复措施中,化学钝化剂由于其使用便利效果显著而广泛应用.常用的钝化剂包括无机物料（石灰、赤泥、骨粉、沸石钙镁磷肥等）和有机物料（秸秆堆肥、泥炭和畜禽粪便等）两大类,无机钝化剂应用研究较多.而螯合剂（EDTA、DTPA和HEDP等）也能有效减少土壤重金属的生物可给性.     

几种有机、无机钝化剂对铜污染土壤的钝化效果研究

利用石灰、棉花秆生物炭、玉米秆生物炭和阴离子聚丙烯酰胺作为钝化剂,对3种浓度梯度的铜污染土壤进行处理。采用Tessier形态分级试验对钝化能力和效果进行评价,并以此研究土壤中铜的形态变化。结果发现,石灰(0.2%)、棉花秆生物炭(1%)和玉米秆生物炭(1%)和阴离子聚丙烯酰胺2‰对Cu污染土壤治理均具有较为良好的效果。在铜浓度为50 mg/kg的试验组中,石灰、棉花秆生物炭、玉米杆生物炭和阴离子聚丙烯酰胺可分别将有效态铜含量降低为6.73%、7.92%、8.16%、8.83%。Tessier形态分级试验结果表明:1)随着时间延长,水溶态+交换态铜含量自然降低;2)加入钝化剂的试验组,有效态Cu含量明显降低,缓和态和无毒态的Cu含量有不同程度地增加。说明施用钝化剂促进Cu由有效态向缓和态和无毒态转化是土壤原位修复的重要机制。     

腐殖酸对苯并三唑的吸附动力学及热力学研究

HA(腐殖酸)是土壤和沉积物中有机质的重要组成部分,能在很大程度上影响有机污染物的环境行为和毒理效应. 采用批量平衡法研究了BT(苯并三唑)在HA上的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学等内容,结果表明:拟二级动力学能较好地描述BT在HA上的吸附行为,吸附过程分为快速吸附阶段和慢速吸附阶段,但主要以快速吸附为主;0~40min为快速吸附阶段,吸附总量占平衡吸附量的89.0%以上. 吸附等温线较好地符合Freundlich模型,R2均在0.9996以上. 初始ρ(BT)为300.0mg/L时,温度由288.15K升至308.15K,吸附量从15.70g/kg降至11.58g/kg,减少了26.24%. 此外,ΔH0(吸附焓变)为-30.19kJ/mol,说明吸附过程为放热反应;ΔG0(吉布斯自由能变)小于零,说明反应是自发的. 吸附反应的E_a(活化能)为19.35kJ/mol,表明吸附属于物理吸附.      

钝化剂对轻中度镉污染农田的安全利用效果

为研究酸性镉（Cd）污染土壤安全利用问题,以陕西商洛轻中度Cd污染农田为研究对象,分别施加生石灰、生物炭和钙镁磷肥,通过小麦-玉米轮作试验,探究不同用量钝化剂对Cd污染土壤的安全利用效果,筛选出最佳的钝化剂配比.结果表明：①通过钝化剂的施加,能不同程度地改善土壤质量.②施用钝化剂后,小麦和玉米的籽粒产量均有不同程度地提高.③3种钝化剂可有效地提升土壤pH值和降低土壤有效态Cd含量,生石灰2 340 kg·hm^-2（C3）处理效果最佳,分别增加小麦和玉米土壤pH 1.453和1.717单位,减少有效态Cd含量34.38%和30.20%.④施加生物炭1 800 kg·hm^-2（B2）处理对降低小麦根系、秸秆和籽粒Cd含量效果最好,较CK分别显著降低了53.60%、38.86%和52.96%,其小麦籽粒ω（Cd）降低至0.09 mg·kg^-1,低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的小麦Cd限量值（0.1 mg·kg^-1）;施加生物炭1 260 kg·hm^-2（B1）处理对降低玉米根系、秸秆和籽粒Cd含量综合效果最佳,较CK分别显著降低43.74%、53.20%和94.57%,其玉米籽粒ω（Cd）降低至0.001 9 mg·kg^-1,远低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的玉米Cd限量值（0.1 mg·kg^-1）.因此,在田间试验条件下,综合考虑各项指标的影响,生物炭在轻中度Cd污染的小麦-玉米轮作区农田土壤效果最好.     

苯并三唑和镉对斑马鱼肝脏的联合毒性效应

采用转基因斑马鱼Tg (lfabp10a: dsRed; elaA:EGFP)为模型,探讨了环境中苯并三唑及其衍生物(BTRs)与重金属镉对斑马鱼的单独与联合肝脏毒性效应.结果表明,0.001~0.1μmol/L CdCl2单独暴露使斑马鱼肝脏结合蛋白基因lfabp10a表达量增强,肝脏尺寸相对空白对照组显著膨大(P<0.005),而1μmol/L CdCl2显著抑制斑马鱼lfabp10a的表达,肝脏尺寸相对空白对照组显著降低(P<0.005).苯并三唑(1H-BTR,1H-benzotriazole)相对CdCl2而言毒性较低,5 μmol/L 1H-BTR暴露时斑马鱼肝脏lfabp10a表达量增强(P=0.000).联合暴露研究发现,1H-BTR能显著降低重金属镉对斑马鱼的肝脏毒性.因此, 苯并三唑在环境污染物毒性评价中具有重要意义.     

不同钝化剂对重金属污染土壤稳定化效应的研究

利用腐殖质、硫酸铵、石灰、过磷酸钙及其复配组合对污染土壤中的重金属进行快速钝化处理,根据稳定效率和钝化剂的钝化能力Cap值对钝化材料进行筛选,并采用BCR形态分级实验(European Communities Bureau of Referent,欧共体标准测量与检测局提取法)研究钝化前后土壤中重金属的形态变化.结果表明:1在单一钝化材料实验中,2%石灰稳定效果最好;在复配实验中,以2%腐殖质+2%石灰稳定效果最好,Pb、Cu、Cd、Zn稳定效率分别达98.49%、99.40%、95.86%、99.21%.2钝化能力Cap值顺序:石灰腐殖质+石灰硫酸铵+石灰磷肥硫酸铵+磷肥腐殖质+磷肥腐殖质硫酸铵.3BCR形态分级实验表明,腐殖质+石灰复合钝化剂对重金属的稳定化效应优于单一石灰处理.此外,当2%腐殖质先添加时Cd被活化,使Cd在随后加入的2%石灰处理下更容易转换为了稳定性较高的有机结合态和残渣态.     

新型钛铜复合管在流动海水中的腐蚀行为

设计了循环管路,通过海水管路冲刷腐蚀试验,对比研究了新研制的爆炸焊钛铜复合管与铜管的耐海水腐蚀性能。宏观和微观腐蚀形貌以及微观成分分析表明,在海水冲刷作用下,铜管受到腐蚀,微观表面呈现颗粒状形貌,钛铜复合管无腐蚀,表现出了良好的应用性能。     

温度对钝化剂抑制滇池底泥磷释放的影响

采用硫酸铝和聚铝2种钝化药剂研究温度对滇池重污染底泥磷释放的影响.结果表明,温度每升高10℃,底泥TP释放增量为1.22%～38.69%,DTp释放增量为4.79%～76.82%,在25～35℃,底泥内源磷释放量增量最大.随着温度的升高底泥内源磷释放量增加的原因在于:一方面随着环境温度的升高,间隙水耗氧量增多,加速了Fe3 →Fe2 转化,促使沉积物中铁结合态磷释放;另一方面微生物活动可使沉积物中有机态磷转化成无机态磷酸盐而得以释放.投加钝化剂对沉积物的内源磷释放的抑制和上覆水中含磷颗粒的捕捉有显著效果.在25℃以下时,聚铝的抑制效果优于硫酸铝,在5、15和25℃对沉积物内源磷的抑制率聚铝比硫酸铝分别高出0.49%、1.32%和1.03%;随着温度升高到35℃,聚铝控磷的稳定性降低,抑制效果减弱,硫酸铝的控制效果反而较聚铝高2.25%.聚铝组底泥的温度平均比硫酸铝组底泥的温度低2～3℃.     

柠檬酸盐电解除铜的应用

一、前言电镀行业中普遍采用铬酐——硫酸溶液进行电解除铜。这种溶液使用寿命短,当溶液中的铜离子达到60克/升左右时,就无法使用,需要经常更换新溶液。这不仅污染环境,而且增加生产费用。同时,操作不方便,易于腐蚀零件基体,除铜质量不理想。鉴于上述情况,人们总是想寻找其他方法来取代铬酐电解除铜溶液。我们经多次试验,终于找     

扰动强度对钝化剂抑制滇池沉积物磷释放的影响

选取滇池福保湾表层沉积物,以聚合氯化铝为钝化剂,研究了扰动强度对钝化剂抑制沉积物中磷释放的影响.结果表明,当扰动强度低于一定范围时,聚合氯化铝对沉积物中的磷有抑制作用,当转速为0,60,120r/min时,对应的水中磷浓度分别为初始值的62.5%,71.7%和83.4%;当转速达到240r/min时,沉积物会向水中释放大量磷,钝化作用完全被破坏,水中磷浓度为初始值的3.3倍.此外,在转速低于120r/min时,磷形态主要是以无机磷(DIP)为主的溶解性磷(DTP),而转速达到240r/min时,水中DTP/TP30%,DIP/DTP40%,即磷形态主要为不溶性磷,溶解性磷中以有机磷(DOP)为主.     

3种钝化剂及其组合对小白菜镉铅含量的影响

文章采用田间小区试验研究了在重金属污染土壤上等量(施用总量为2.5 g/kg土,即562.5 g/m²)施用石灰(L)、海泡石(S)和铁锰矿粉(FM)及其组合对土壤镉铅有效性、小白菜生物量及镉铅含量的影响。结果表明,该研究施用量下,L和LFM(石灰+铁锰矿粉)处理小白菜生物量比对照分别显著降低47.28%和41.79%。3种钝化剂及其组合均提高土壤pH值和降低土壤CaCl₂-Cd和CaCl₂-Pb含量。与CK处理相比,施用钝化剂后土壤pH值提高0.07～1.73个单位,CaCl₂-Cd和CaCl₂-Pb含量分别降低9.34%～96.89%和16.06%～78.10%;其中L处理CaCl₂-Cd含量降低程度最大,LSFM(石灰+海泡石+铁锰矿粉)处理CaCl₂-Pb含量降低程度最大。SFM(海泡石+铁锰矿粉)和LSFM处理均能显著降低小白菜地上部Cd和Pb含量,较对照两组合小白菜Cd含量分别显著降低41.29%和41.11%,Pb含量分...     

不同钝化剂对Cd污染农田土壤生态安全的影响

为研究Cd污染土壤的钝化修复技术,同时探讨不同钝化剂对土壤生态安全性的影响,选取钙镁磷肥、石灰、牛粪和赤泥4种常用的钝化材料,开展Cd污染农田土壤的钝化修复试验.通过浸出试验评估其钝化修复效果,并从农田土壤功能角度出发,探讨不同钝化材料对土壤w（有机质）、w（碱解氮）、w（有效磷）、w（速效钾）和土壤脲酶等指标的影响.结果表明,采用钝化剂处理污染土壤后,Cd的浸出浓度明显下降,钙镁磷肥、石灰、牛粪和赤泥对Cd的钝化率达85.0%以上,钙镁磷肥和石灰在为期1 a的养护时间中持续保持较好的钝化效果.不同钝化处理后,土壤pH均有所增加,增幅在2.36~7.51之间,其中石灰的影响最大.与钝化处理前相比,添加牛粪后土壤w（有机质）增加了71.0%,添加其他钝化剂后w（有机质）无明显变化,另外,添加牛粪后,w（碱解氮）、w（有效磷）、w（速效钾）等肥力指标和土壤脲酶活性均显著增加.因此,有机材料能显著提升土壤养分指标等级,而无机材料对土壤养分等级影响不大.研究显示,钙镁磷肥、牛粪和赤泥既能达到较好的修复效果,也在一定程度上维持和提升了土壤的种植功能,满足了农田土壤生态安全的要求,在农田土壤修复领域具有较好的应用前景.      

钝化剂与肥料对油菜和孔雀草间作体系的影响

通过盆栽实验,采用镉(Cd)低积累油菜单作和低积累油菜-超富集植物孔雀草间作两种种植模式,设置施用巯基坡缕石和硫酸钾以及叶面喷施硫酸锰的调控处理,研究不同处理对单作和间作模式下植物生长与Cd累积以及土壤Cd形态的影响.结果表明:施用巯基坡缕石可显著降低油菜和孔雀草地上部Cd含量、油菜Cd累积量、Cd提取率以及土壤有效态...     

新型絮凝剂NCF的应用

NCF絮凝剂用于浮选,可明显破乳、提高污染物去除率效果。在最佳投药条件下(铝盐25rag/L、NCF15mg/L)其药耗费用为0.108元/t水,与单独使用铝盐时的药费相等。其COD去除率可提高40％～50％、除油率可提高4％～15％,硫化物和酚去除率有所提高。如果与单独用铝盐达到相同效果,处理水可节约药剂费0.021元/t,以处理300t/h计,可节约药剂費5.04万元/a。     

低温下不同钝化剂抑制底泥磷释放的性能研究

对比研究了5℃水温条件下,3种钝化剂(锁磷剂、硫酸铝和聚铝)抑制滇池重污染底泥磷释放效果的影响。滇池冬季水温在5℃上下浮动,因此5℃部分代表滇池冬季水温条件。结果表明,随着时间的推移,上覆水磷浓度增加,底泥磷释放速度减缓。3种钝化剂中,锁磷剂在抑制沉积物磷释放,及捕捉上覆水中含磷颗粒方面,较硫酸铝、聚铝表现出更优的效果:锁磷剂对TP/DTP释放抑制率比硫酸铝高16.74%,16.93%,比聚铝高9.17%,6.43%。主要原因是:锁磷剂中含有镧化物,可与磷酸根生成溶解度极低的磷酸镧沉淀;且其十分稳定,可使磷长期被钝化于沉淀底泥中,不产生二次释放。差异性分析表明,硫酸铝、聚铝和锁磷剂对TP及DTP释放抑制效果没有差异(P0.05)。经济比较分析:在同等工程量的前提下,达到相同的沉积物磷释放抑制效果锁磷剂经济效益最佳,锁磷剂所需费用为硫酸铝的71.74%,为聚铝的44.44%。     

新型废水处理的工业应用

城市污水处理,过去大多以活性污泥法为主体。可是为了曝气目的,需要耗费大量电力。例如处理厂全部电耗的35—55%,要消耗到曝气用电。作为节省能耗的处理方法,近年嫌气处理法重新被认识。与好气处理法比较,嫌气处理法俱有以下几点优势。     

新型磁性纳米材料对低浓度铜离子选择性检测与去除

本文介绍一种新型有机荧光探针与选择性螯合剂修饰的核壳结构磁性纳米材料(SDMNA),该材料能够同时检测与去除水体中低浓度铜离子。通过一系列吸附实验,发现SDMNA对低浓度铜离子的检测与去除具有一定的选择性和较大的吸附量。吸附等温线与吸附动力学被用于研究SDMNA的吸附行为。结果表明,Freundlich吸附模型和准二级动力学方程分别能够较好地拟合吸附等温线与吸附动力学曲线。此外,结果还显示了SDMNA能在20min内便可达到吸附平衡。     

不同钝化剂对土壤有效态铅和镉含量的影响

通过向土壤中添加蚕沙、熟石灰和磷酸二氢钾,研究不同钝化处理对土壤有效态重金属含量、pH值及有机质含量的影响.结果表明:添加蚕沙和熟石灰都能使土壤中高植物有效挂的有效态Pb和有效态Cd大幅下降;其中以单施蚕沙处理效果最优,其对Pb和Cd的钝化效率分别达到36.5％和39.2％,而蚕沙+熟石灰处理钝化效果次之,分别为24.3％和26.9％.磷酸二氢钾的钝化作用不明显.添加熟石灰对土壤pH值影响最大,而蚕沙大幅增加了土壤中有机质含量.经统计分析,土壤pH值、有机质含量都与土壤有效态Pb、Cd含量之间呈负相关,说明通过提高土壤pH值及有机质含量,降低土壤重金属活性是土壤重金属钝化的主要机理.     

源自腐殖土的溶解性有机质组分对棕壤和黑土吸附苯并三唑的影响

溶解性有机质(DOM)影响着有机污染物在土壤中的吸附行为.将从腐殖土中提取的DOM(DOMbulk)用XAD-8树脂和阴/阳离子交换树脂进行分级,用红外光谱、元素分析、紫外分光光度计和电位滴定的方法对DOM不同组分特征进行分析.用吸附批次实验方法研究了DOM不同组分对棕壤和黑土吸附苯并三唑(BTA)的影响.结果表明,DOMbulk中疏水酸性(HOA)、疏水中性(HON)、亲水酸性(HIA)、亲水碱性(HIB)和亲水中性(HIN)组分比例分别为61%、17%、6%、2%和14%.由于黑土有机碳(OC)含量高于棕壤,黑土对BTA和DOM组分的吸附能力均大于棕壤.相对于黑土,棕壤吸附DOM的标化分配系数Koc较高,其原因是棕壤中含有较多的对吸附DOM起重要作用的黏粒和粉砂.由于水分子占据DOM结合点位,DOM组分与BTA在溶液中结合较弱.DOMbulk中HIN在土壤上吸附最强.HIN的吸附增加了土壤吸附BTA的点位,增加点位的促进吸附作用大于HIN与BTA的竞争吸附作用,最终表现为促进吸附.疏水组分在土壤上的吸附较弱,产生的新吸附点位较少,主要通过竞争吸附作用抑制土壤对BTA的吸附.DOMbulk由78%的疏水组分构成,对土壤吸附BTA的影响与疏水组分相似.     

一种新型膜技术——双极膜的特性及应用

从理论方面介绍了双极膜的特性-主要是水解离电渗析的特性;另外还通过实例介绍了双极膜在清洁生产、食品和医药工业、海水脱硬和制碱以及双极膜蓄电池的广泛应用,最后对其研究发展做了展望.