重金属-多氯联苯复合污染土壤同步洗脱

电子垃圾拆解区土壤具有重金属与有机物复合污染的特性,尤其以Cu、Pb、Cd和多氯联苯(PCBs)的复合污染较为突出。为了同步脱除土壤中重金属与PCBs,选用增溶物质:Tween 80、TX-100、SDBS、β-环糊精与螯合剂柠檬酸依次组合进行复合污染土壤淋洗实验,应用批量平衡震荡法研究它们对重金属(Cu、Pb、Cd)与PCBs(Aroclor 1254)的洗脱效果。通过比较洗脱效果、环境友好性等方面,得出非离子表面活性剂Tween 80与天然螯合剂柠檬酸2种淋洗剂复合最佳;进一步研究两者的淋洗先后顺序、浓度配比、洗脱时间及淋洗剂pH对污染土壤洗脱效果的影响,结果表明,在Tween 80和柠檬酸均为10 g/L、pH=6、淋洗时间12 h时淋洗效果达到最佳,对Cu、Pb、Cd及PCBs的洗脱率分别达到98.77%、55.92%、66.82%和58.01%。因此,利用Tween80和柠檬酸组合可同时有效去除土壤重金属和PCBs,是复合污染土壤淋洗修复的有效淋洗剂。     

施用垃圾堆肥土壤重金属在不同温度和酸雨条件下的淋溶特征

采用淋洗法,研究了垃圾堆肥中重金属在不同温度与模拟酸雨条件下的淋溶特征。结果表明,随着淋洗次数的增加,淋洗液中Cd、Cr、Cu、Ni和Pb的含量都有很大程度的减少。Cd、Cr、Cu和Ni 4种金属在模拟酸雨的情况下淋出量明显高于蒸馏水的情况,增幅都在116%和351%之间,差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),而酸雨对Pb的淋出影响较小。在酸雨淋洗下,重金属的淋出率在30℃时达到最大,其中Ni随着温度的变化相对较小。而在蒸馏水淋洗下,重金属的淋出率随着温度的变化相对平稳。此外,5种重金属的淋出率明显不同,其中Cr和Ni的淋出率相对较大,Pb最小。     

表面活性剂对多环芳烃的淋洗修复

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件。但目前无论在发展中国家还是在发达国家土壤污染问题都很严重。土壤淋洗修复技术是一种行之有效的污染土壤治理技术,适合于快速修复受高浓度重金属和有机物污染土壤与沉积物。研究了Triton X-100、SDS、TW80对多环芳烃的增溶作用,以及不同比例的Triton X-100/SDS复合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用效果。以沈阳炼焦煤气厂搬迁区为实例,研究了土壤与淋洗剂的固液比、淋洗剂的浓度和淋洗的振荡时间对土壤淋洗修复效果的影响。     

比较两种表面活性剂淋洗去除土壤中的重金属

以停车场和湿地2种土壤为研究对象,分别使用表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对土壤样品进行淋洗,考察2种表面活性剂对这2种土壤中重金属的去除能力差异及形态分布的影响,并分析淋洗后残留在土壤中表面活性剂的生物毒性。结果表明,2种表面活性剂均可在一定程度上去除2种土壤中的Cu、Cd、Pb和Zn。与湿地土壤相比,2种表面活性剂对停车场土壤中重金属的去除率均较高,且月桂基醚硫酸钠的去除能力优于鼠李糖脂。2种表面活性剂对可交换态重金属的去除效果最好,对残渣态重金属去除率较低。淋洗后2种土样中残留的鼠李糖脂及停车场土样中残留的月桂基醚硫酸钠的生物毒性低,湿地土壤中残留的月桂基醚硫酸钠具有一定生物毒性。     

铅锌厂重金属污染土壤的螯合剂淋洗修复及其应用

为探讨螯合剂淋洗法在修复铅锌厂周边重金属污染土壤的修复效果及淋洗后土壤利用价值,研究采用振荡淋洗的方法比较了乙二胺四乙酸(EDTA)、次氮基三乙酸三钠盐(NTA)、-乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐(EDDS)乙二醇-双-(2-氨基乙醚)四乙酸(EGTA)4种螯合剂对不同污染程度土壤中Cd、Cu、Zn、Pb的去除效果,并用BCR连续提取法分析了淋洗前后土壤重金属形态的变化,最后通过黑麦草盆栽实验及土壤酶分析,探讨了土壤经淋洗后的利用价值。结果表明,4种螯合剂中EDTA对Cd、Cu、Zn和Pb的去除率比其他螯合剂的去除率高,其中对高污染土壤4种重金属离子的去除率最大,分别为Cd 90.98%、Cu 42.10%、Zn 56.98%和Pb 52.03%,4种重金属中Cd的去除效果分别为EDTA>NTA>EDDS> EGTA;EDTA能有效去除酸溶态、可还原态土壤重金属,而对可氧化态和残余态土壤重金属作用效果不明显;EDTA淋洗土种植黑麦草后土壤脱氢酶、碱性磷酸酶和β-葡糖苷酶活性均高于NTA淋洗后土壤中酶活性。综合考虑淋洗效率、淋洗剂的成本和利用价值等因素,可以认为,采用EDTA和NTA淋洗修复重金属污染土壤具有一定的实用性,并以EDTA效果较佳。     

生物柴油基微乳液的制备及其对钢铁厂多环芳烃污染土壤的修复性能

针对场地土壤中高浓度多环芳烃较难去除的问题,利用微乳液具有界面张力低、增溶能力强和体系稳定的特点,制备了污染土壤淋洗修复剂。采用表面活性剂、助表面活性剂、生物柴油为主要组分制备微乳液,优化微乳液最佳组分配比及制备条件,并比较表面活性剂、复配表面活性剂、生物柴油和微乳液等不同类型淋洗剂对钢铁厂污染土壤中多环芳烃的去除效果。结果表明,最佳微乳液组分及pH条件为：7.7% Tween-80、7.7% TX-100、15.4%正丁醇、20.5%生物柴油、pH=7。在不同类型的淋洗剂中,微乳液淋洗剂对多环芳烃的去除率最高(89.7%),显著高于其他类型淋洗剂的效果。多环芳烃的去除率与淋洗剂和土壤的液固比、洗脱振荡时间等有关,确定的微乳液最佳修复条件为：液固比为4∶1、洗脱振荡时间为8 h。按混合表面活性剂与生物柴油比为6∶4制备的微乳液洗脱效果最佳。本研究结果可为高效去除污染土壤中多环芳烃打下基础。     

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。     

SDBS在土壤中的吸附及对淋洗柴油效果的影响

为考察污染土壤淋洗修复过程中表面活性剂的动态吸附解吸过程及其对淋洗效果影响,以北京潮土为例,采用土柱淋洗实验,对4种浓度（600、1 800、3 000和4 200 mg·L-1）的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）淋洗柴油污染土壤的过程进行模拟。结果表明,土柱淋洗过程中北京潮土对 SDBS 的吸附过程可分3个阶段：快吸附阶段、慢吸附阶段及动态平衡阶段。吸附动力学较好地符合颗粒内扩散方程。SDBS淋洗柴油污染潮土时,初期由于表面活性剂在土壤中的吸附未达到平衡而无法在溶液中形成胶束,导致淋洗液中柴油浓度很低。此后SDBS在土壤中的吸附逐渐达到平衡状态,溶液中SDBS的浓度超过临界胶束浓度（CMC）开始形成胶束,土壤中残留的柴油开始大量解吸。淋洗液中柴油浓度总体呈先升到峰值,而后呈锯齿状波动下降的变化规律。淋洗到400 h时,4种浓度SDBS溶液对柴油的去除率分别为1.06%、1.52%、25.55%和27.99%,柴油去除率与表面活性剂浓度呈正相关。但表面活性剂浓度过高时,会降低土柱中土壤渗透系数,导致淋洗流量显著降低,采用SDBS淋洗柴油污染潮土时,表面活性剂浓度在3 000~4 200 mg·L-1较佳。     

不同化学淋洗剂对复合重金属污染土壤的修复机理

化学淋洗技术是一种常用的重金属污染土壤修复技术,化学淋洗剂的选择尤为重要。以乙二胺四乙酸二钠（EDTA）、柠檬酸（CA）和三氯化铁（FeCl3）为化学淋洗剂,采用振荡淋洗法研究淋洗时间与淋洗剂浓度对Cu、Zn、Pb和Cd去除效果的影响,分析重金属污染土壤淋洗前后重金属形态与基本理化性质的变化。结果表明：3种化学淋洗剂对重金属的快速反应阶段基本在60 min内,在240 min达到淋洗平衡,对Pb和Cd的淋洗主要是非均相扩散过程;EDTA、柠檬酸和FeCl3对重金属的去除能力依次为Pb>Cd>Cu>Zn,Cd>Zn>Cu>Pb与Pb≈Cd>Cu>Zn,EDTA的淋洗效率最高,Cd的解吸能力最强;EDTA和FeCl3可有效去除弱酸可溶态与可还原态重金属,柠檬酸能有效去除弱酸可溶态重金属,修复后的土壤仍有环境风险;3种淋洗剂修复后的土壤中总有机碳与粒径分布无明显变化,FeCl3会酸化土壤。综合考虑,EDTA、柠檬酸和FeCl3均为淋洗效果好的环境友好型化学淋洗剂,该研究成果可用于现场淋洗去除土壤中重金属的小试。     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。