含磷材料修复铅、镉污染农田土壤效果及影响因素研究进展

含磷材料既可以通过吸附和离子交换、溶解和沉淀等机制稳定土壤中铅、镉等重金属,又能通过释磷作用提高土壤肥力,成为较有潜力的重金属污染农田土壤修复材料之一。对含磷材料修复铅、镉污染农田土壤的效果及影响因素进行总结发现,多数研究中含磷材料能够有效稳定土壤中的铅和镉,降低铅、镉有效态含量,同时部分研究发现含磷材料对土壤中铅、镉有活化效应;含磷材料对铅污染土壤的修复效果一般优于对镉污染土壤的修复效果;在土壤-植物系统中,含磷材料对植物中铅、镉含量的影响也不尽相同,影响因素包括土壤理化性质(pH、有机质等)、含磷材料种类、添加量及施加工艺(反应时间、搅拌方式等)。     

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.     

低成本含磷材料修复环境重金属污染的研究进展

低成本含磷材料包括磷灰石、骨粉、无机磷肥及无机磷酸盐，其对环境重金属污染的修复值得引起生态学、环境学更广泛的重视。详细介绍了：（1）各类低成本含磷材料结构性质；（2）含磷材料在修复土壤、沉积物、水体重金属污染方面的应用；（3）含磷材料修复环境重金属污染的机理及影响因素；（4）含磷材料修复环境重金属污染的效果评价等方面的研究进展及发展前景。     

低成本含磷材料修复环境重金属污染的研究进展

低成本含磷材料包括磷灰石、骨粉、无机磷肥及无机磷酸盐,其对环境重金属污染的修复值得引起生态学、环境学更广泛的重视.详细介绍了:(1)各类低成本含磷材料结构性质;(2)含磷材料在修复土壤、沉积物、水体重金属污染方面的应用;(3)含磷材料修复环境重金属污染的机理及影响因素;(4)含磷材料修复环境重金属污染的效果评价等方面的研究进展及发展前景.     

不同活化剂对镉、铅单一及复合污染土壤的修复效果影响

选取柠檬酸(CA)、木醋液(WV)、聚天冬氨酸(PASP)、羟基乙叉二磷酸(HEDP)和FeCl_3作为活化剂,以镉、铅单一和复合污染土壤为研究对象,采用振荡淋洗法结合形态分析技术研究活化剂对重金属污染土壤的修复效果。结果表明:(1)重金属单一污染时,5种活化剂对镉、铅均有一定的淋出效果,淋出效率均随活化剂浓度的增大而增大。活化剂通过淋洗实验主要淋出酸溶态和可还原态重金属。(2)重金属复合污染时,金属离子间的竞争作用会不同程度地影响重金属在土壤中的存在形态,进而影响重金属的淋出效率,多数情况下,铅的存在会促进镉的淋出,但镉的存在会抑制土壤铅的释放。     

铝酸盐材料对镉污染土壤的稳定化修复及其机理

为研究铝酸盐材料对于修复Cd污染土壤的可行性,以常见的硅酸盐材料为参照,比较了两者对土壤中Cd的稳定化效果,并对相关反应机制进行了讨论。结果表明：当土壤中Cd的质量分数为54.6 mg·kg⁻¹时,铝酸盐和硅酸盐材料使Cd的7 d浸出质量浓度分别降低58.07%~77.75%和63.46%~93.02%,180 d浸出质量浓度分别降低28.72%~79.23%和41.08%~86.63%;当土壤中Cd的质量分数为2 940.03 mg·kg⁻¹时,铝酸盐和硅酸盐材料使Cd的7 d浸出质量浓度分别降低76.97%~93.15%和19.05%~94.38%,180 d浸出质量浓度分别降低56.56%~88.87%和-32.68%~49.79%。这说明铝酸盐材料对土壤中Cd的稳定化效果优于硅酸盐材料。在CdCl₂溶液中(94.02 mg·L⁻¹),铝酸盐和硅酸盐材料分别使Cd质量浓度降低了99.92%~99.93%和99.68%~99.92%,并使pH分别增大了6.56~6.81和7.01~7.69。通过SEM-EDS、FTIR、XRD和XPS等分析手段发现,铝酸盐材料可通过水化反应生成Ca—Si—H和Ca—Al—Si—H凝胶,以实现对Cd的物理包裹和吸附,并可通过使pH增大而生成Cd(OH)₂、CdO或CdCO₃沉淀,进而实现了对Cd的稳定化。本研究表明铝酸盐材料较硅酸盐材料对Cd的稳定化更为高效且长效,可为Cd污染土壤修复提供参考。     

磷酸盐稳定化处理铅污染土壤及铅的形态分析

以某铅酸蓄电池厂铅污染土壤为供试土壤,投加不同比例的磷酸二氢钾稳定化处理污染土壤,测定土壤中铅的浸出浓度,以考察磷酸二氢钾对土壤中铅的稳定化效果,并采用BCR（European Community Bureau of Reference）连续提取法进行形态分析,分析磷酸二氢钾对土壤中铅形态分布的影响。结果表明：随着磷酸二氢钾投加比的增加,各处理组铅的浸出液浓度呈下降趋势,投加比为6%时铅的浸出含量可满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》中0.25 mg·L-1的浓度限值,达到了预期的稳定化效果。随处理时间延长,磷酸二氢钾对土壤中铅各形态分布变化规律如下：酸可提取态铅和可还原态铅含量呈下降的趋势,可氧化态和残渣态铅则呈增大的趋势。各形态铅含量在前10 min都快速变化,随后变化趋缓。经过磷酸二氢钾处理过的污染土与污染原土相比,酸可提取态和可还原态显著降低,可氧化态和残渣态显著提高。     

动电修复不同形态重金属污染土壤效果研究

以钢铁厂附近废地的重金属土壤为对象,研究了动电修复技术去除重金属效果与其各化学形态的关系,讨论了电能消耗。结果表明,同一种重金属,其动电去除效率顺序为交换态碳酸盐结合态Fe-Mn氧化结合态有机结合态残留态,即吸附性越弱的形态,其去除率越高,如交换态去除率95%;吸附性越强的形态,其去除率越低,如有机态和残留态去除率低于29%;对于不同重金属,高移动性和弱吸附性的重金属较弱移动性和强吸附性的重金属去除效果好,即各形态的Cd、Cu和Zn的去除率明显高于相应形态Pb的去除率;能耗分析表明,实验时间超过96 h后,在电能有较大消耗的同时,重金属去除率却提高不明显。     

外源铅在不同类型土壤的形态转化

采用为期60 d的室内培养方法探究南方典型红壤和灰壤中添加高浓度外源铅后Pb稳定化过程。结果表明,加入高浓度外源铅后,土壤有效态Pb含量在培养期内呈现先降低后稳定的趋势,培养30 d后DTPA(二乙烯三胺五乙酸)-Pb浓度基本达到稳定平衡,土壤离子交换态Pb、碳酸盐结合态Pb含量明显降低,形态-BAC风险评价方法表明,供试土壤均能在自然条件下降低铅的生态风险危害,能为修复铅污染土壤工程应用提供科学依据。     

菜籽饼施加对镉-铜污染土壤中重金属形态转化及其植物有效性的影响

选择菜籽饼作为有机物料,模拟水田条件,研究菜籽饼施用后重金属污染土壤中镉-铜的赋存形态的变化及其有效性的影响。结果表明,菜籽饼施加后,土壤pH波动在0.5内,变化较小。但在一定程度促进土壤中镉、铜由弱酸提取态向可还原态转化,残渣态占比变化均较小。经培养一定时间,植物有效态DTPA-Cd由1.26±0.03下降至0.69±0.03,下降幅度约为45.2%,DTPA-Cu由82.9±0.09下降至48.7±0.09,最大下降幅度约为41.3%,下降较为明显。同时,土壤溶液中可溶性碳（DOC）和可溶性氮（DON）的含量显著增加,分别增加约4.14倍和6.48倍,因此,菜籽饼应用于重金属污染水稻土改良,可以间接降低水稻中重金属的含量。     

土壤中Pb、Cd的稳定化修复技术研究进展

在众多重金属修复技术当中,稳定化技术具有花费少、环境损失小等诸多优势。综述了国内外土壤中Pb、Cd稳定化修复的研究进展;分析了稳定剂的作用机制、土壤中Pb、Cd的赋存形态;探讨了土壤中Pb、Cd稳定化修复的主要影响因素。最后,还提出了稳定化修复技术在土壤中Pb、Cd污染治理应用中尚存在的问题。     

电动修复技术对土壤中镉迁移的影响

以镉含量为200 mg·kg-1的模拟污染土壤为研究对象,使用电动修复技术对土壤中的镉进行去除。实验研究了不同修复电压下电流密度、电解液pH值、土壤中镉含量的变化,并重点研究了修复电压对土壤中镉迁移的影响规律。实验结果表明,通电电压越大,电场强度越强,镉的迁移量越大,电动修复效率越高,当修复电压为50 V时,阴极区域附近镉的迁移量与修复电压为5 V时相同位置镉的迁移量相比可以提高30%,实验结果为重金属污染土壤电动修复过程中镉的迁移量化研究提供了参考。     

硫化钠对土壤中铅镉的固定效果简

研究了硫化钠用于固定土壤中铅镉的可行性,考察了硫化钠用量及土壤pH、有机质对固定过程中土壤铅、镉赋存形态及固定效果的影响。结果表明,添加硫化钠可改变土壤中铅镉的形态分布,明显降低可交换态铅镉的含量。条件适当时,铅镉可交换态下降值分别为63%和73%。硫化钠在固定铅的过程中,固定效率对土壤pH、有机质含量的变化较为敏感,在有机质含量较低或酸性土壤中,硫化钠对铅固定效率较高;相对于铅,有机质含量和pH变化对镉的固定效率影响不是很大。     

重金属与土壤微生物的相互作用及污染土壤修复

阐述了微生物与重金属间的相互作用 ,指出土壤重金属污染影响微生物活性、生物量 ,且重金属对微生物具有一定的生态毒性。可通过微生物的氧化 还原作用、生物吸附富集和溶解作用 ,达到修复重金属污染土壤的目的。     

EDTA强化电动力学修复重金属复合污染土壤

在自制的电动力学装置中,研究多种重金属复合污染土壤的电动力学修复,通过在阴极添加络合剂EDTA来提高修复效率。实验结果表明,EDTA的引入提高了修复过程中的电流值,且EDTA与重金属的络合提高了污染物向电极液的迁移效率,从而强化了电动力学修复效果。在设定的浓度(0、0.01、0.02、0.05和0.1 mol/L)中,0.1 mol/L的EDTA具有最佳的修复效率。在此实验条件下,污染土壤中的总铜、总铅和总镉的去除率分别为90.2%、68.1%和95.1%。电动力学修复后,对土壤重金属进行化学形态分析,发现电动力学修复显著改变了土壤重金属存在形态,修复后土壤中的铜、铅、镉主要以较稳定的有机态和残余态形式存在,显著降低了对周边生物和环境的毒害。     

电动与渗透反应格栅联合修复镉污染地下水实验

通过实验方法研究了地下水中镉污染的电动力学修复效果,并分析其迁移变化特征。实验结果表明,电动修复中由于阴阳两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,其中阳极附近的pH值由开始时的7.0逐渐变小到6.8,而阴极附近则相反,由开始时6.9逐渐增大到9.1,表明土壤的酸碱条件变化明显。Cd浓度变化反映在自然渗透条件下含水层中重金属污染物的迁移能力较弱,阳极附近地下水中Cd的去除率仅8.4%,而在电场作用下地下水中重金属的浓度发生明显变化,使得重金属污染物能在电极附近富集而被去除,当实验电场强度为0.5 V/cm时,Cd在阴极的累积使得阳极附近地下水中去除率为72.9%,说明电动修复重金属Cd污染地下水的效果明显好于自然渗透状态。     

鼠李糖脂协助下的土壤中镉电动修复

实验研究了重金属Cd在生物表面活性剂鼠李糖脂协助下的电动修复过程,通过不同方式、不同浓度、不同酸碱度的鼠李糖脂溶液的添加与空白处理对比,探讨了鼠李糖脂协助下电动修复过程中的Cd在土壤介质中的迁移转化和机理,分析了鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂的可行性。结果表明,中等浓度酸性的鼠李糖脂溶液(pH=4.78,浓度为0.5、1和2 g/L)能对土壤中的重金属Cd进行有效的富集,富集量均在初始值的4倍以上,且其可交换态比重均大于42.07%,非常有利于土壤进行二次修复。此外,以pH=4.78,浓度为0.5 g/L的鼠李糖脂溶液作为预处理剂的Ex-08中的重金属Cd并未出现富集现象,但其对重金属的Cd的总去除效率达到了49.27%。表明利用鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂进行土壤重金属修复是可行的。     

镉砷污染土壤修复技术的文献计量分析

为了解国内土壤镉砷污染修复技术研究现状和未来发展趋势,采用文献计量方法和可视化软件Citespace,结合关键词检索统计方法,使用CNKI全文数据库,检索1999—2019年土壤镉(Cd)和砷(As)污染修复技术相关论文15 301篇,并绘制了网络知识图谱。结果表明：1999—2012年为镉砷污染土壤修复技术文章低发期,2013—2015年发文量跌宕增长;2016—2019年我国镉砷污染土壤修复技术步入了快速发展阶段;在我国土壤镉砷修复领域研究中,植物修复是热点修复手段之一;从研究机构的分布来看,南北方有较大差异,南方地区的发文量大于北方地区。在此基础上,对未来镉砷污染土壤修复技术和发展方向进行了预测分析。可以看出,我国应不断发展多手段结合的联合修复技术,做好土壤镉砷污染修复预警与风险防控仍是未来的工作重点。以上分析结果可为镉砷污染土壤的修复提供借鉴和参考。     

重金属污染土壤旋流洗脱设备的设计及性能评估

针对高浓度重金属污染土壤,尤其是污染负荷较高的黏土土壤,传统的物化方法难以实现其高效的洗脱。利用旋流场中土壤颗粒高速自转/公转,实现土壤颗粒污染物的强化快速脱附。土壤旋流洗脱实验分为旋流器的分离性能和单一/复合污染物的脱附性能2部分。在土壤-水体系下,旋流器的最优操作条件为：进口流量0.7 m3·h-1,分流比0.12,固液比为1:20。对于Pb污染物,底流脱附效率均能达到近85%,溢流也能够达到70%。对于Cu污染物,底流和溢流脱附均能达到90%左右。对于Cr(VI)污染物,底流脱附最高能达到60%左右,但溢流洗脱效率极低。复合污染能够在单次通过后脱除Pb、Cu、Cr(VI)等多种重金属污染,且洗脱效果与单一污染洗脱时基本一致。对实际的场地修复具有指导意义。     

镉污染胶东棕壤的电动力学修复研究

在Cd污染的胶东棕壤土体两端加以1 V/cm的直流电压梯度进行电动力学修复.考察了电动力学修复过程中阴阳极电解液pH、电渗流量和电流密度的变化,并将处理后的土体分6段进行了分析,主要参数为pH、电导率、土壤中Cd的浓度及其形态分析.结果表明,经过445.0 h的电动力学修复,阳极附近3段土壤中Cd的去除率分别达到98.19%、97.01%和96.24%;阴极附近3段土壤中出现了Cd富集现象,且pH为5.88的土壤段Cd的富集率最高.