酸性矿山废水源头控制技术研究进展

矿产资源开发和利用中产生的金属硫化矿经氧化、分解后会产生大量酸性矿山废水(AMD),导致矿区周围土壤和地下水受到严重的污染。介绍了AMD形成的原因,从阻隔水、空气与金属硫化矿物接触以及抑制微生物活性等方面入手,概述了中和法、杀菌法、覆盖法和表面钝化法等AMD源头控制技术的研究现状,总结了各方法的优缺点,并针对其不足之处提出了今后的重点研究方向。对于AMD源头治理抑氧控酸材料和源头控酸技术的研发具有一定的指导意义。     

草酸盐介导下含As(V)黄钾铁矾的相转化过程与As(V)的再分配行为

黄钾铁矾能够通过吸附和共沉淀作用固定酸性矿山废水（AMD）中的重（类）金属（如砷）,降低其迁移性和生物可利用性.草酸盐广泛存在于天然水环境中,其具有的羧酸官能团能改变铁矿物的稳定性,进而影响吸持的重（类）金属的再分配行为.利用水热法合成含As（V）黄钾铁矾,探究其在不同草酸盐浓度与pH条件下的溶解、重结晶和共沉淀As（V）的行为.研究结果表明,草酸盐与含As（V）黄钾铁矾表面Fe（III）活性位点配位形成的可溶性强络合物是促进矿物溶解的第一步和关键;在pH 2.5时,含As（V）黄钾铁矾的溶解速率随草酸盐浓度增加而增加,伴随大量As（V）释放到溶液,反应过程中只有少量As（V）重新吸附到固相上,这是由于草酸盐与As（V）竞争矿物表面的同一活性位点;在pH 6.5条件下,草酸盐促进含As（V）黄钾铁矾的重结晶,经X射线衍射分析表明针铁矿和纤铁矿为主要产物,能有效地吸附释放的As（V）.研究结果有助于揭示在AMD环境下黄钾铁矾沉积物与含羧酸官能团有机酸共存时对As（V）的释放和固定机理,对AMD环境中As（V）污染控制有重要意义.     

应用钻井新技术控制污染

在石油钻井生产施工过程中,排放大量的固体废弃物、废水、废气,对环境造成污染,危害周围的生态环境.据初步统计,胜利油田陆上钻井产生约1×106t/a钻井废弃物.根据污染控制的原则,一般将污染治理分为源头控制、过程控制和末端治理三种方法,目前常用固液分离、化学固化、废钻井液回收再利用处理技术等末端治理方法,缺陷是处理污染物量大、费用高,容易产生二次污染.我们应用钻井新技术从源头和过程控制污染,实践后取得了明显的效果.     

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

酸性矿井水中微生物群落探讨及其在生物修复的应用分析

针对酸性矿井水治理难题,分析了酸性矿井水的形成机制,探讨了酸性矿井水中原核生物和真核生物种类及作用,总结了微生物修复技术的应用实例。分析表明：以微生物主导的生物氧化作用是加速酸性矿井水氧化的主要原因;古细菌、细菌等原核生物对水中矿物元素进行氧化作用,部分原生动物、藻类和真菌等真核生物能减缓水质污染;充分利用微生物的生理代谢作用可强化修复效果,结合源头控制与末端治理的生物修复技术是未来研究的重要方向。     

酸性矿山废水与碳酸盐岩的作用过程及其被动治理技术研究进展

矿产开发利用过程中产生的酸性矿山废水（AMD）污染严重,极易导致周边生态环境破坏,而喀斯特地区天然材料碳酸盐岩（白云岩/石灰岩）及其中和反应产生的针铁矿、施威特曼石、水铁矿等次生矿物能通过氧化与还原、溶解与沉淀、配体交换、吸附络合等多种机制净化AMD。总结了碳酸盐岩中和AMD的反应机理、AMD溶蚀碳酸盐岩过程的物理化学行为,阐明了AMD-碳酸盐岩作用过程中形成的次生矿物种类、形成条件、生成顺序及其环境意义,并综述了国内外以碳酸盐岩为反应介质处理AMD技术的最新进展,以期为进一步提高碳酸盐岩处理不同类型酸性矿山排水的持续有效性、构建系统使用寿命预测模型以及优化处理系统工艺方法提供参考。     

硫化物对含砷水铁矿与含砷氧化铝的作用差异

为了研究污染物砷在地球关键带的迁移转化行为,该研究通过反应热力学和动力学实验,以及激光粒度仪的动态光散射、氦离子显微镜和X射线光电子能谱分析等相关微观结构表征技术,深入分析了还原环境中含砷水铁矿与含砷氧化铝在硫化物作用下砷的吸附行为、电子转移过程和对砷迁移转化的影响。结果表明,由于水铁矿的氧化还原强活性和氧化铝的氧化还原惰性差异,导致在含砷水铁矿体系中,电子优先在S与Fe之间传递,使得在该体系下水铁矿还原溶解和次生铁矿物的形成,影响As的吸附,但不改变As的价态;而在含砷氧化铝体系中,电子在S与As之间传递,As(Ⅴ)被还原为As(Ⅲ)并影响As的吸附行为。这一研究结果对认识氧化还原环境中的S-As-Fe和S-As-Al相互作用,以及揭示As的迁移转化机理有着重要意义。     

两种天然矿物对高砷煤矿区AMD污染水体底质污染物释放的影响

为探索利用天然矿物进行高砷煤矿区AMD污染水体底质污染释放的原位控制,以高砷煤矿区AMD污染湖泊底质为研究对象,添加不同比例的碳酸钙和磷矿粉后,分别对AMD污染底质进行7d的连续浸提试验,并测定浸提液中pH、Eh、EC、SO42-、Mn、Zn、Cu、As等特征指标浓度,评价2种天然矿物组分对AMD污染底质的污染释放控制效果.结果表明:碳酸钙、磷矿粉的添加可显著地提高污染底质的pH,并显著降低污染底质的氧化还原电位以及Mn、Cu、Zn离子的溶出,但浸提液EC和SO42-/却有不同程度的升高,且碳酸钙处理后浸提液EC和SO42-的增幅显著低于磷矿粉处理;磷矿粉处理对底质中As离子的溶出有明显的抑制效果,而碳酸钙处理的效果则不明显,因此磷矿粉可作为高砷煤矿地区酸性废水污染湖库底质二次污染防治的理想材料.     

环境中铅的化学循环

本文论述了环境中铅的背景值、来源、污染、质量标准，化学循环包括沉淀溶解、络合解离和吸附解吸以及环境中铅的烷基化，为铅污染治理提供理论依据．     

汞污染土壤治理修复技术研究进展

总结了国内外土壤Hg环境质量标准限值,比较了中国和美国对汞污染土壤处理技术规定;在此基础上对热脱附、固化/稳定化、化学萃取和植物修复等Hg污染土壤治理修复进行了综述,总结了各技术的特点、优势和局限,可为我国汞污染土壤治理修复技术研究和工程实践提供参考。     

稻田土壤砷、镉复合污染阻控技术研究进展

砷（As）和镉（Cd）是稻田土壤中最常见的有毒有害重金属元素,且易从土壤迁移到水稻籽粒中.目前,我国稻田土壤中As和Cd及其复合污染现象普遍,对粮食安全和人体健康均构成了严重威胁.As和Cd在土壤中的环境行为相反,对As-Cd复合污染的同步治理是当前水稻安全生产的关键技术难点.通过综述近年来同步阻控水稻对As和Cd吸收以及转运的若干实用技术,包括水分管理、钝化技术、淋洗技术、电动修复技术、植物修复技术、低累积水稻品种的选取以及叶面阻控技术,归纳并分析了各种技术的处理效果、作用机制和制约因素,提出了主要阻控技术的发展方向,指出构建区域高适配性综合技术模式的重要性,以期为稻田As-Cd复合污染治理和水稻安全生产提供参考.     

室内空气中挥发性有机污染物治理对策

近年来,室内空气污染问题得到越来越多的重视,人们意识到维持良好室内空气环境的重要性,如何有效地治理室内空气污染成为了目前迫切关注的问题。文章对室内空气污染以及几种净化技术做了系统的综述,阐述了室内空气污染物的来源、危害,客观地评价了目前室内空气传统污染治理方法如通风换气、物理吸附法、化学吸收法、臭氧净化法,以及催化氧化法等空气净化技术的优缺点及空气净化技术的发展趋势,提出不同室内空气污染的分类,并针对不同的分类提出相应的方法,对污染治理进行指导。     

镇江市城市面源污染控制策略研究

城市面源污染是水环境污染的主要来源之一,严重影响河湖健康体系构建和城市可持续发展。文章分析了国内外面源污染治理技术研究现状,基于镇江市面源污染调研数据,提出了LID源头削减、过程控制、多功能调蓄池末端处理、水体生态修复等技术路线,并利用镇江市给排水数字化管理系统对其技术应用进行科学决策及评估,研究结果对镇江市水环境综合整治具有重要指导意义。     

室内空气中挥发性有机物的污染及其控制

分析了室内空气中挥发性有机物（VOCs）的来源、特征、污染状况等，并阐述了VOCs对人体健康的危害。介绍了国内外的VOCs污染控制标准，以及源头控制、光催化氧化技术、吸附技术等主要的污染控制对策。据文献统计表明，室内空气中含有大量的VOCs，污染控制标准及源头控制、光催化氧化技术、吸附技术等主要的污染控制对策。据文献统计表明，室内空气中含有大量的VOCs，污染状况相当严重，对人体健康的危害亦十分明显，应引起重视。在污染控制策略上，应先从源头加以控制，同时保证室内环境有很好的通风能力，在此基础上积极开发和应用新的污染控制技术。     

多相抽提-原位化学氧化协同修复技术研究

针对单一原位化学氧化和多相抽提技术难以达到氯苯类污染场地的修复目标,文章采用两者协同修复技术同时实现复杂场地氯苯类污染土壤和地下水的修复。以上海市某氯苯类污染场地为研究对象,分别开展多相抽提、原位化学氧化和两者协同修复研究,对比不同修复方式对污染土壤和地下水的修复效果。结果表明,单一的多相抽提和原位化学氧化修复技术均无法修复达标,协同处置后根据为期1年的长期监测结果,CJ1、CJ2、CJ3地下水氯苯类污染物质量浓度分别降低93.89%、93.39%和94.15%,CT1、CT2、CT3土壤氯苯类污染物质量分数分别降低74.17%、76.86%和76.23%,均低于修复目标值,协同修复效果具有较好的长期稳定性。多相抽提对重质非水相液体（DNAPL）物质的去除和原位化学氧化对溶解态污染物以及残余的DNAPL相物质的强化处理是显著促进氯苯类污染物去除的主要原因。该研究结果可为类似氯苯类污染场地修复治理工程提供参考。     

不同氧化锰矿物与砷的交互作用

利用从土壤铁锰结核中分离筛选得到的1株锰氧化细菌(芽孢杆菌,Bacillus sp.)GY16合成生物氧化锰,与化学合成的水钠锰矿进行比较,研究了不同氧化锰对As的氧化吸附特征.结果表明,生物氧化锰和化学氧化锰对As(Ⅲ)均有强烈的氧化作用,化学氧化锰对As(Ⅲ)的氧化速率要高于生物氧化锰,而单位物质的量的生物氧化锰对As(Ⅲ)的氧化量可达化学氧化锰的5倍,并且对As(Ⅴ)有非常明显的吸附作用,而化学氧化锰对As(Ⅴ)的吸附量则非常少.此外,随着生物氧化锰与As(Ⅲ)/As(Ⅴ)反应的进行,生物氧化锰对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的氧化吸附速率均逐渐降低.随着pH的增加,生物氧化锰对As(Ⅲ)的氧化量及As(Ⅴ)的吸附量均呈现出明显的下降趋势,但是化学氧化锰对As(Ⅴ)的吸附量却有微弱的增加.研究结果可为生物氧化锰应用于环境修复提供可靠的技术支撑.     

环境矿物材料去除废水中汞的研究现状

环境矿物材料是一类来源广泛、使用性能良好、对环境影响小的新材料,对含汞废水具有较好的吸附效果.本文综述了十多种环境矿物材料处理含汞废水的研究进展,并对未来应用环境矿物材料治理含汞废水提出了几点建议及展望.     

次生铁矿物及其与环境中锑的相互作用研究进展

我国锑矿资源丰富,锑矿资源开发利用过程导致锑进入表生环境并富集。锑作为人体非必需重金属,具有高化学毒性,是国际公认优先控制金属污染物。次生铁矿物在形成过程中和成矿后能以共沉淀、吸附等方式固定有害金属,但又易受环境因子变化的影响,重新释放被固定的有害金属,对有害金属的环境行为和归宿有着重要影响。本文面向我国锑污染现状,立足于常见次生铁矿物的基本结构和表面过程,以次生铁矿物相转变为切入点,论述了次生铁矿物与锑的相互作用机理,总结了环境pH、溶解性有机物、Fe(II)、微生物及环境温度等外界因素作用下次生铁矿物对锑环境行为的作用规律,以期从矿物学角度厘清环境因素-次生铁矿物-锑之间的微观作用机制,为表生环境锑污染的环境风险评价和修复治理提供理论指导。     

重金属污染土壤的植物修复研究进展

土壤中的重金属污染一直是国际难题。植物修复,利用绿色植物吸附、去除土壤中的重金属或使其无害化。与传统环境修复技术相比,植物修复技术具有治理成本的低廉性,环境美学的兼容性,治理过程的原位性。本文主要对土壤重金属污染植物修复的研究现状与作用机理进行综述。     

改性生物炭修复砷镉复合污染土壤研究进展

砷镉复合污染(As/Cd污染)已成为我国主要的土壤环境问题,改性生物炭作为一种吸附固定剂在修复土壤As/Cd污染中正发挥日益重要的作用.在明确原始生物炭作为钝化剂修复As/Cd污染土壤局限性的基础上,综述了针对As/Cd污染土壤修复的生物炭改性方法研究进展,分析了相关作用机制,并对未来利用改性生物炭修复As/Cd污染土壤的前景和存在问题进行展望.结果表明,金属改性生物炭具有较好的协同修复As/Cd污染土壤的效应,从而具有良好的应用前景.通过不同改性方法制备的生物炭材料修复As/Cd污染的固定机制各异,其中,金属改性和无机非金属改性生物炭对As/Cd的固定作用主要涉及官能团配位、共沉淀和As氧化还原;微生物改性生物炭涉及沉淀作用和As氧化还原;物理和酸改性方法则局限于物理吸附和弱静电引力.针对当前研究现状,建议未来应加强生物质原料类型、热解温度、制备工艺、经济成本和土壤老化等因素对改性生物炭修复As/Cd污染土壤的影响研究,实施不同因素影响下材料对重金属固定的稳定性和长效性评估,揭示材料修复As/Cd污染土壤的关键作用机制.