纳米零价铁对铀尾矿库土壤中铀形态分布及固定效果的影响

针对纳米零价铁(nZVI)对铀尾矿库土壤中铀形态分布和U(Ⅵ)固定效果影响问题,采用逐级化学提取、毒性浸出(TCLP)和磁性分离实验,利用SEM-EDS和XRD对nZVI固定前后的铀尾矿土壤进行表征;研究了nZVI在不同投加量和pH条件下,对尾矿库土壤固定前后铀的形态分布和固定效果的影响,并对nZVI的固定机理进行了探讨。结果表明:当nZVI的投加量为8%、pH为5时,土壤中U(Ⅵ)的固定效果最好,固定后土壤中铀的毒性浸出值仅为13.98%;对经过nZVI处理后的铀尾矿土壤进行磁性分离发现,磁性和非磁性土壤重量占比分别为32.87%和67.13%,其铀含量分别达到55.05%和44.95%,说明nZVI对土壤中的U(Ⅵ)有较好的富集作用。nZVI对铀尾矿库土壤中的U(Ⅵ)有较好的原位固定和富集效果,并能减少土壤中铀的析出。     

金矿污染河流的水体和沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

金矿开采导致严重的水体和沉积物重金属污染。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS)分析了金矿开采区河道32个采样点的水体和表层沉积物样品,研究了水样的溶解态及颗粒态重金属(As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)组成;通过分步化学提取法研究了各重金属在沉积物中的地球化学形态组成,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了河流沉积物中重金属污染状况。结果表明:水体中Cu、Zn、As主要以溶解态存在,Pb、Cr、Cd以颗粒态为主。水体中重金属元素形态分布主要受点源污染排放影响。沉积物中,Cd浓度较低;As、Zn主要以氧化物结合态、有机物结合态和残渣态存在;Pb、Cr、Cu以有机物结合态和残渣态为主。结合地累积指数和潜在生态风险指数分析表明,Cd和Cu为主要的风险元素。     

油页岩循环流化床锅炉底渣和飞灰中重金属元素浸出毒性研究

为了研究我国桦甸油页岩65 t/h循环流化床锅炉的底渣和飞灰中重金属元素Cr、Cu、Pb和Zn的赋存状态及不同酸度条件下的浸出特性,分别进行了逐级提取实验和分批浸出的淋滤实验。逐级提取实验结果表明,这4种元素在底渣和飞灰中具有基本相当的赋存状态。硫化物结合态和稳定的残渣态是各元素的主要赋存状态,元素的潜在浸出能力大小表现为:PbCrCuZn,飞灰中各元素的潜在浸出能力大于底渣中的。浸出实验结果表明,元素的赋存状态决定了其浸提能力,浸提液的pH值对各元素浸出能力的影响不尽相同,各元素的浸出能力随浸提时间的延长都会趋于平衡,Cr和Pb的浸出浓度都高于地表水和饮用水的国家标准。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌淋溶煤矸石过程中铁锰铬形态的释放特征

为研究微生物作用下煤矸石中重金属形态的淋溶释放特征,以湖南湘潭某煤矿矸石为研究对象,分析了接种嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的淋溶液中铁、锰和铬金属离子浓度与矸石中相应金属形态的相互关系。结果表明:新鲜煤矸石中铁锰铬的背景值对其释放特性存在影响,接种微生物对矸石中的3种金属释放有促进作用,从其释放浓度来看,FeMnCr;矸石中铁主要以残渣态形式存在,而锰主要以铁锰氧化物结合态存在,经微生物的淋溶释放作用后铁的铁锰氧化态和残渣态减少,而Mn的可交换态减少,但是残存态增多,Cr的各种形态变化不太明显;淋溶液中金属离子浓度和矸石中相应金属形态的相关分析和逐步回归分析结果表明,接种微生物的淋溶液中铁离子浓度与铁的有机结合态和残渣态存在显著相关关系,而锰离子浓度主要与矸石中锰的可交换态存在非常显著的相关关系。     

大宝山尾矿重金属形态及其潜在迁移能力分析

以大宝山槽对坑尾矿库、新鲜尾矿排放口和铁龙尾矿库3个不同区域尾矿为研究对象,采用Dold七步分级化学提取法研究了4种重金属Cu、Pb、Zn、Mn的化学形态特征,并分析了其潜在迁移能力.结果表明,Cu、Pb在所有尾矿中以原生硫化态和残渣态为主;Zn在槽对坑尾矿和新鲜尾矿中以原生硫化态和残渣态为主,在铁龙尾矿中水溶态、可交...     

改性沸石对土壤铅、锌赋存形态的影响简

通过室内土壤培养实验,研究改性沸石对污染土壤中Pb、Zn赋存形态的影响。结果表明,土壤中的Pb主要是以Fe-Mn氧化物结合态存在,土壤Zn主要以残渣态存在。添加天然沸石和改性沸石不同程度地降低土壤酸提取态Pb、Zn的含量,提高土壤残渣态Pb、Zn的含量。与CK处理相比,添加4种沸石导致土壤酸提取态Pb含量降低8.7%~40.3%,土壤酸提取态Zn含量降低10.5%~49.8%（培养1个月）。硝酸钾改性沸石比天然沸石更能显著地降低土壤酸提取态Pb、Zn的含量,而氢氧化钠改性沸石和硝酸钾改性沸石比天然沸石更能显著地降低土壤酸提取态的Zn含量。培养1、2和3月后,不同沸石处理导致土壤残渣态Zn比率分别比CK处理提高14.4%~23.5%、19.6%~23.7%和1.9%~11.1%。研究结果表明,天然沸石经过一定方法改性后,是固定污染土壤Pb、Zn的潜在改良剂。     

废弃等离子显示屏玻璃中重金属化学形态分布

通过BCR3步和BCR4步连续提取法,对等离子体显示屏玻璃中重金属的化学形态进行研究。结果表明,BCR3步连续提取法对废弃等离子体显示屏玻璃中重金属的提取比BCR4步连续提取法更稳定。废弃等离子体显示屏玻璃中Zn、Cu和Ag化学形态分布存在差异。BCR3步和BCR4步连续提取法均认为Ag以残渣态为主要赋存形态,对环境影响比较小;Cu的可交换与弱酸可溶态或交换态和碳酸盐结合态含量较少,潜在的环境风险也比较小;BCR3步和BCR4步连续提取法对Zn的形态分布结果评价不一致,BCR3步连续提取法表明Zn主要以可交换与弱酸可溶态为主,对环境影响较大,而BCR4步连续提取法结果认为Zn是以铁锰氧化态为主要存在形态。     

冻融循环及有机肥配施对黑土中镉形态的影响

以黑龙江黑土为对象,研究了冻融循环及有机肥配施量对黑土中镉形态分布的影响。对配施不同有机肥的土壤样品进行5次冻融循环,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析土壤样品中镉的赋存形态。结果表明,冻融循环数及有机肥的配施有助于降低黑土中的总镉量;冻融循环会促使黑土中的镉由交换态、碳酸盐结合态、有机结合态向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,而增加有机肥配施量会使黑土中的镉由交换态向其他形态转化。因此,冻融循环及有机肥配施有助于降低土壤中镉的生物有效性,进而降低其环境风险。     

改性沸石对土壤铅、锌赋存形态的影响

通过室内土壤培养实验,研究改性沸石对污染土壤中Pb、Zn赋存形态的影响。结果表明,土壤中的Pb主要是以Fe—Mn氧化物结合态存在,土壤zn主要以残渣态存在。添加天然沸石和改性沸石不同程度地降低土壤酸提取态Pb、zn的含量,提高土壤残渣态Pb、zn的含量。与CK处理相比,添加4种沸石导致土壤酸提取态Pb含量降低8．7％-40．3％,土壤酸提取态zn含量降低10．5％-49．8％（培养1个月）。硝酸钾改性沸石比天然沸石更能显著地降低土壤酸提取态Pb、zn的含量,而氢氧化钠改性沸石和硝酸钾改性沸石比天然沸石更能显著地降低土壤酸提取态的zn含量。培养1、2和3月后,不同沸石处理导致土壤残渣态zn比率分别比CK处理提高14．4％～23．5％、19．6％～23．7％和1．9％-11．1％。研究结果表明,天然沸石经过一定方法改性后,是固定污染土壤Pb、zn的潜在改良剂。     

改性玉米芯吸附溶液中的铀

以KMnO4改性玉米芯为吸附剂来吸附溶液中的铀,并与未改性玉米芯的吸附能力进行比较。考察了玉米芯用量、溶液pH值、铀初始质量浓度以及吸附时间等因素对铀吸附效果的影响。实验结果表明,当溶液pH=5.5、改性玉米芯用量为0.12 g、未改性玉米芯用量为0.2 g、铀初始质量浓度为30 mg/L、接触时间为2.5 h时,改性玉米芯对铀的去除率为93.54%,未改性玉米芯对铀的去除率为59.68%,改性玉米芯对铀的吸附效果明显优于未改性玉米芯。     

燃烧条件对灰渣中重金属元素形态的影响

根据改进了的BCR连续提取法,重金属元素形态分为酸可提取态、氧化物结合态、有机物结合态和残渣态,实验研究了不同燃烧温度、空气流量和燃烧气氛对燃煤重金属(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)的形态分布和挥发特性的影响规律。结果表明:在原煤和灰渣中,各重金属元素均主要以稳定的残渣态存在;8种重金属元素的挥发性难易程度顺序为Pb、Cd、ZnAs、Cr、Ni、CuMn;燃烧温度从650℃升至1 050℃过程中,各重金属元素4种存在形态的逸出率逐渐升高,逸出率最低增大幅度为20%,最高达60%;随空气流量的增大,重金属元素的有机物结合态和残渣态加速分解和挥发,各重金属元素的逸出率不断增大;除元素Mn和Ni较易于在贫氧气氛中挥发外,元素Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb均在富氧气氛中比较易于挥发气化。     

公路两侧土壤中铅和镉污染以及存在形态分布的分析

测定了土壤中铅、镉总量,并采用五级连续浸提法和石墨炉原子吸收分光光度法对北京市3条典型公路两侧的土壤样品中铅和镉的存在形态分布进行了测定.结果表明,所选3条公路出京方向右侧的土壤铅和镉污染严重,其铅、镉总量分别是北京地区土壤铅和镉含量背景值的1.62～6.69、5.97～18.74倍.土壤中铅主要以铁锰氧化物结合态、碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态等形式存在,镉主要以铁锰氧化物结合态和残渣态形式存在,而活性强的离子交换态浓度均较低.不容忽视的是,铅和镉的碳酸盐结合态在碱性条件下稳定,但是具有遇酸释放的隐患.     

模拟含铀废液的除铀方法与效果

受天然铀矿物形成条件的启发,通过改变含铀废液的物理化学条件,即能在含铀废液中形成较稳定沥青铀矿或者其他沉淀物,实现除铀目的。这种除铀方法被定义为沥青铀矿结晶法。在不同的物理化学条件下采用此方法处理了含铀废液,其结果表明,升高温度、降低Eh,除铀速度加快,除铀效率提高,其中,在物理化学条件为T=85℃、p H=3、Eh=+61.1 m V时,铀元素以沥青铀矿的形式从溶液中析出,除铀率高达99.6%,效果良好。     

超声波强化EDTA-Na_2对土壤中Pb、Cd去除效果及形态变化的影响

通过3种洗脱方式(TE,EDTA-Na2传统洗脱方式;UE-1,超声波先作用于土壤后再加入EDTA-Na2洗脱;UE-2,超声波强化EDTA-Na2洗脱)对湖南典型矿区周边重金属复合污染农田土壤进行洗脱处理,研究了3种洗脱方式对土壤中Pb和Cd的洗脱效果及洗脱前后土壤中Pb和Cd的形态分布。结果表明:3种洗脱方式均对土壤中Pb和Cd有较好的洗脱效果,其中UE-2对土壤中Pb和Cd洗脱率均大于TE和UE-1;在作用时间为5~480 min时,UE-2对郴州土壤中Pb和Cd的洗脱率分别为43.9%~55.9%和63.6%~74.4%,对衡阳土壤中Pb和Cd的洗脱率分别为63.1%~80.9%和74.7%~86.7%,相对于传统萃取方式(TE),UE-2洗脱方式使土壤中Pb和Cd的洗脱率提高了将近25%;与未洗脱土壤相比,UE-2洗脱方式能显著降低土壤中Pb的Fe-Mn氧化物结合态和残渣态含量,显著降低Cd的残渣态、Fe-Mn氧化物结合态和酸可提取态含量;UE-2洗脱方式能显著降低土壤中Cd的TCLP提取态含量,而使Pb的TCLP提取态含量有所增加。     

铜陵某富硫尾矿库周边土壤重金属污染特征及风险评价

铜陵某尾矿库堆积大量富硫尾矿,为研究其氧化状况及对周边土壤的污染情况,在尾矿库和周边采集尾矿及土壤样品,测试分析尾矿及土壤样品典型重金属(Hg、As、Cr、Cd、Pb、Zn)含量和赋存形态,并基于单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染状况进行了评价。结果表明:(1)尾矿中Fe_2O_3平均占比达到38.08%(质量分数,下同),S平均占比达到5.34%;(2)尾矿库周边土壤中Cd、As、Zn、Hg严重超标,分别为《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)风险筛选值的6.3、3.7、1.8、1.5倍;(3)土壤中重金属主要以残渣态形式存在,但Cd、Hg、Zn的非残渣态平均占比均达到25%以上,生物有效性较高,对周边环境存在潜在危害;(4)两种污染指数法评价结果表明,尾矿库周边土壤以Cd、As、Zn污染为主,该富硫尾矿库已对周边环境造成重度污染。     

兰州城关区地表灰尘中Pb、Cr含量及其赋存形态分布研究

利用原子吸收光谱仪测定了兰州城关区地表灰尘中Pb、Cr含量,并采用Tessier连续提取法分析了其赋存形态分布.结果表明:(1)地表灰尘中Pb质量浓度以居民小区最高,Cr质量浓度以商业中心最高,分别达到120.36、108.10mg/kg.(2)兰州城关区地表灰尘中Pb、Cr平均值分别是甘肃省土壤背景值(17.9、69.3mg/kg)的5.34、1.35倍.总体来说,兰州城关区地表灰尘Pb、Cr含量处于国内中等偏下水平.(3)Pb、Cr在地表灰尘中主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,各采样点平均值中Pb、Cr残渣态分别占75.33％、79.01％.(4)地表灰尘中Cr赋存形态分布规律与土壤中一致,因受工业污染影响较小,推测Cr主要来自土壤源,各采样点含量相近且略高于背景值的分布特点是由于甘肃省土壤Cr背景值本身较高造成的.(5)地表灰尘中Pb除公园绿地为轻度污染外,其他采样点均已达到中度污染水平;Cr总体处于无实际污染水平.结合Pb、Cr主要以残渣态为主的特点,总体来说,兰州城关区地表灰尘中Pb累积污染程度严重,Cr无污染.     

金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化处理

以粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁(Fe_2SO_4)和磷酸二氢钾(KH_2PO_4)为稳定剂对矿区高浓度As污染土壤进行处理,通过土壤理化性质、重金属形态和浸出浓度变化等综合评估稳定剂对高浓度砷污染土壤的稳定化处理效果。结果表明,添加稳定剂可以提高土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量。粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁对土壤中的As有较好的稳定化作用,其中硫酸亚铁对土壤中As的稳定效果最好。同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后,土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量显著降低,降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%,残渣态As含量增加8.1%。添加粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能显著降低土壤中As的浸出浓度,而添加KH_2PO_4会使土壤中As浸出浓度增加,移动性增强。当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%粉碎花生壳和1%硫酸亚铁后,As浸出浓度最低(0.93 mg·L~(-1)),稳定效果最好,稳定化效率达到了74.8%。土壤中As的浸出浓度与可交换态As和碳酸盐结合态As呈显著正相关,与残渣态As呈显著负相关,可交换态As、碳酸盐结合态As和残渣态-As含量是影响土壤中As浸出浓度变化的主要因素。     

铝铁电极联用电絮凝法处理Cu-EDTA络合废水

采用电絮凝法处理Cu-EDTA模拟废水,研究电极组合方式、初始pH值和氯化钠浓度3个因素对化学需氧量(COD)和Cu去除效果的影响。实验研究发现,当电极组合方式为2个铝阳极和2个铁阴极,起始pH值为3,氯化钠浓度为0.5 g/L,换极周期为40 min,反应时间为80 min时,COD去除率达到78.7%,Cu离子去除率达到99.9%。通过实验研究确定EDTA的去除机制主要是:酸性条件下的次氯酸氧化作用,碱性条件下的氢氧化物絮凝沉淀作用及单核态铝/铁与多核态铝/铁电荷中和作用,Cu的去除机制主要是氢氧化物的絮凝沉淀作用和铁电极的电沉积作用。     

生物沥滤过程中城市污泥Zn、Cu的形态转化

利用80L SBR进行了生物沥滤城市污泥实验,探讨了污泥胞外聚合物中重金属的含量变化,并对重金属Zn、Cu各化学形态之间的转化情况进行了分析.结果表明,整个生物沥滤过程中,污泥胞外聚合物中Zn和Cu含量先上升后下降,反应结束后,分布于胞外聚合物结合态中的Zn和Cu占其污泥胞外聚合物内总量的比例最高可达39.95％、58.77％.污泥胞外聚合物中松散结合态对Zn、Cu的吸附能力均强于紧密结合态;原污泥中Zn、Cu分别主要以铁锰氧化物结合态和硫化物及有机结合态存在,沥滤结束后,污泥中Zn和Cu均以残渣态存在.     

改性CMC聚合物吸附酸法地浸废水中的铀

在温度为70～80℃、单体质量浓度为30%～35%、羧甲基纤维素∶丙烯酸(质量比)为10∶2.5、反应时间为3.5～4 h条件下对CMC进行改性,接枝率可达68%以上。以改性前后的CMC为吸附剂,对模拟酸法地浸含铀废水进行了对比吸附实验研究。结果表明:改性CMC对铀吸附效果最佳的实验条件为:改性CMC质量浓度为0.10 g/L,温度为25℃,pH为5.0,吸附时间100 min,此时铀去除率达到了97.1%,比CMC改性后对铀的吸附率平均提高了近21%。影响吸附效果程度由强到弱的顺序为:改性CMC投加量、pH、吸附时间、温度。