海泡石及其复配原位修复镉污染稻田

以天然黏土海泡石作为钝化材料,并分别与磷肥、生物炭和硅肥复配,在湖南某镉污染的酸性水稻田进行原位修复示范实验,考察海泡石及其复配对稻谷产量、糙米镉含量及土壤中镉的有效态含量及形态分布变化用以表征修复效果;研究了海泡石及其复配对土壤pH、土壤碱解氮、有效磷含量以表征其对土壤环境质量的影响,并对各项理化指标之间的相关性进行分析。结果表明,田间示范条件下海泡石及其复配均降低了土壤中镉的生物有效性,明显降低了糙米中镉含量。其中海泡石磷肥复配和海泡石硅肥复配处理后,糙米镉含量最大降幅约为72.7%,分别降低至0.33和0.34 mg/kg。海泡石及其复配处理均能不同程度增加土壤中碱解氮及有效磷含量,对于作物生长有益。综合总体表现,海泡石磷肥复配、海泡石硅肥复配可被推荐作为镉污染酸性稻田的原位钝化修复材料,具有推广应用的潜力。     

炭基和磷基复配材料钝化修复土壤镉污染

生物炭和磷基材料是常用土壤重金属钝化材料,但单一施用均存在一定不足。为了更好发挥生物炭和磷基材料的作用,开展了炭基和磷基复配材料修复重金属镉(Cd)污染土壤研究。制备了猪粪生物炭(B)、浮选尾矿(F)、黄磷渣(H)、猪粪炭-浮选尾矿复配材料(BF)和猪粪炭-黄磷渣复配材料(BH)5种钝化材料,并探讨了这些材料对溶液中Cd²⁺吸附-解吸特性和对土壤Cd污染的钝化修复效果。结果表明,BF和BH对Cd²⁺的吸附均能在6 h内达到平衡,吸附速率高于F而低于B或H。5种钝化材料对Cd²⁺的吸附能力排序为：H>BH>B>BF>F。将5种材料以1%或5%比例施入污染土壤后,土壤Cd有效态含量降低幅度均可达70%以上;Cd有效态含量降低幅度均随材料施用比例增加而增加。复配材料BF和BH未表现出加和效应,其钝化效果介于单一生物炭处理和单一磷基材料处理之间。炭基和磷基复配材料能够有效吸附和钝化Cd,其中含黄磷渣的复配材料较含浮选尾矿的材料具有更好的Cd钝化效果。本研究结果可为复配修复土壤材料的开发提供参考。     

镉、砷复合污染土壤钝化修复研究进展

镉、砷复合污染土壤给农田生产和农产品食用安全构成严重威胁.由于镉、砷赋存形态的差异,同步治理难度较大.概述了土壤镉、砷复合污染现状及原位钝化修复难点,着重介绍了当前钝化处理过程中常用的无机和有机钝化材料,多角度探讨了钝化材料多元组配和材料改性的钝化效果及机理,对不同钝化材料的修复成本进行简要的成本效益分析,为镉、砷复合...     

热改性坡缕石对土壤镉污染的钝化效果及对土壤镉生态毒性的影响

Cd在土壤中易被农作物吸收和富集,使农作物产量、品质降低,进而造成食品安全威胁。通过钝化实验与盆栽实验,研究了热改性坡缕石对土壤中重金属Cd的钝化效果与植物富集的影响;并结合重金属生物有效态、修复效率和植物内重金属生物吸收因子对Cd钝化效果和Cd生态毒性进行了评价。结果表明,添加4%热改性坡缕石可显著改善土壤理化性质,使土壤中生物有效态Cd质量分数(DTPA与TCLP提取态)分别由1.34 mg·kg⁻¹(DTPA)和1.29 mg·kg^-1(TCLP)降至0.58 mg·kg⁻¹和0.57 mg·kg⁻¹,同时可促使Cd由酸溶态转化为稳定性较强的可氧化态与残渣态。4%热改性坡缕石处理组,可显著改善玉米幼苗生长状况,使幼苗根长和株高分别增加了37.84%和35.60%,根、茎鲜重分别增加了11.41%和86.12%;同时,亦使生物吸收因子降低了44.00%,提升了土壤修复效率。热改性坡缕石具有规模化应用于土壤重金属污染原位修复的潜力。     

钝化材料复配对土壤Cd生物有效性的影响

为了得到效果好的复配钝化材料,采用正交设计,通过培养实验探讨生物炭、粉煤灰、汉白玉3种钝化材料不同复配方式对土壤pH的影响和对镉（Cd）的钝化效果,从中筛选出6种效果较好的复配方式,并以小白菜为供试植物,通过盆栽实验和大田实验探讨了钝化材料复配 对土壤Cd生物有效性的影响。结果表明：3种钝化材料不同复配方式均能显著提高土壤pH,降低土壤有效Cd含量,统计分析发现钝化材料复配过程中对Cd降幅的影响表现为汉白玉>粉煤灰>生物炭。钝化材料添加后,盆栽和大田条件下小白菜可食部位Cd含量均显著降低,综合2种实验条件下小白菜生物量和可食部位Cd含量的变化,1.5%生物炭+1.5%粉煤灰+0.5%汉白玉、1%生物炭+0.5%粉煤灰+1%汉白玉2种复配方式效果最好。     

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。     

紫茉莉修复镉污染土壤的研究

研究了紫茉莉在镉污染土壤中的生长特征、对镉的富集能力和体内分布规律。紫茉莉对镉的耐性较强，富集浓度最高可达92．82mg／kg，镉在紫茉莉的分布为根〉茎〉叶。紫茉莉在中、低浓度镉污染土壤中可取得较好的修复效果。     

酸改性凹凸棒石对土壤Cu-Zn的钝化修复

过量的重金属积累在农田土壤中会对粮食安全和人体健康造成危害。通过调整酸体积分数和改性时间,制备5种酸改性凹凸棒石,分别按2、4、8、16和24 g·kg⁻¹的投加量施用于土壤中,通过钝化实验,结合单级提取态和BCR多级提取态,对酸改性凹凸棒石的钝化效果进行评价,并分析了重金属污染土壤钝化前后的环境风险因子和修复效率。结果表明,添加16 g·kg⁻¹的酸改性凹凸棒石,可有效改善土壤理化性质,H₂O提取态Cu、Zn质量分数分别较对照组降低了25.91%~47.87% 和49.69%~65%,二乙烯三胺五乙酸提取态(DTPA提取态)Cu、Zn质量分数分别较对照组降低了8.63%~24.30% 和28.26%~46.84%。酸改性凹凸棒石的施用也促进了重金属Cu和Zn由酸溶态、可还原态向较稳定的可氧化态、残渣态转变。当投加量为16 g·kg⁻¹时,12.5%体积分数H₂SO₄改性72 h制得的酸改性凹凸棒石处理组对Cu、Zn的修复效率最高,分别为11.96%和27.70%,本研究结果可为北方碱性农田重金属污染的钝化修复提供参考。     

重金属污染土壤原位钝化修复材料的最新研究进展

土壤环境关系到人们的身体健康,重金属污染土壤的修复一直以来是全球环境领域关注的焦点和研究的热点。重金属原位钝化修复技术是一种有前景的解决方案。其中,钝化材料是关键。着重介绍了不同类型重金属污染土壤原位钝化修复材料的修复原理、修复效果及应用情况,简要分析了修复材料的成本和效益,为重金属污染土壤原位钝化修复研究提供相关信息。     

天然矿物组合材料渗透反应墙修复地下水镉污染

实验模拟地下环境,以天然矿物材料石灰石、海泡石和膨润土作为可渗透反应墙(PRB)填充材料,采用正交实验法设计了16种可渗透反应器,研究了天然矿物组合材料组配对污染地下水模拟液中镉污染的修复效果、出水pH、有效孔隙度和渗透系数的影响,同时对机理进行了分析。实验结果显示,组合材料对镉去除率达99.8%以上,石灰石对处理效果贡献最大,增加石灰石用量,处理效果明显改善,当石灰石含量为10%及更高时,对含镉1.0 mg/L的污染地下水模拟液处理后镉浓度低于0.7μg/L,达到地下水质量标准GB/T 14848-93规定的II类水质标准;石灰石用量的增加对渗透系数影响不大,但出水pH呈弱碱性(7pH9),随反应时间延长逐渐降低并稳定于8。增加海泡石和膨润土用量对处理效果改善作用不大,但显著降低体系渗透系数,影响透水性。以正交实验直观分析法计算得到修复效果最优的PRB填充材料组配为石灰石/海泡石/膨润土=20/10/2(质量分数)。     

生物炭对Cd污染土壤的修复效果与机理

通过修复培养实验和BCR连续提取实验研究牛粪生物炭（DM）和水稻秸秆生物炭（RS）对2种镉污染土壤的修复效果、影响因素及修复后的Cd的形态分布,探讨可能存在的修复机理。经56 d修复后,与CK相比,5%添加量的牛粪生物炭（DM5%）和水稻秸秆生物炭（RS5%）使TCLP提取态Cd在S1土壤中分别降低了15%和18%,在S2土壤中分别降低了5%和6%。但生物炭添加量为1%时对S2土壤中Cd无显著修复效果。DM5%和RS5%处理使Cd的酸可溶态在S1土壤中降低8.66%和9.25%,在S2土壤中降低7.86%和13.4%,相应的残渣态在S1土壤中升高8.30%和10.54%,在S2土壤中升高8.67%和14.92%。同时,DM5%和RS5%处理使土壤pH提高了7.69%~13.13%,TCLP提取态P增高了0.046~0.39 mg·g-1。结果表明,添加量为5%的牛粪生物炭和秸秆生物炭可有效修复Cd污染土壤。     

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。     

Feasibility of phytoextraction to remediate cadmium and zinc contaminated soils

A Cd and Zn contaminated soil was mixed and equilibrated with an uncontaminated, but otherwise similar soil to establish a gradient in soil contamination levels. Growth of Thlaspi caerulescens (Ganges ecotype) significantly decreased the metal concentrations in soil solution. Plant uptake of Cd and Zn exceeded the decrease of the soluble metal concentrations by several orders of magnitude. Hence, desorption of metals must have occurred to maintain the soil solution concentrations. A coupled regression model was developed to describe the transfer of metals from soil to solution and plant shoots. This model was applied to estimate the phytoextraction duration required to decrease the soil Cd concentration from 10 to 0.5 mg kg⁻¹. A biomass production of 1 and 5 t dm ha⁻¹ yr⁻¹ yields a duration of 42 and 11 yr, respectively. Successful phytoextraction operations based on T. caerulescens require an increased biomass production.     

磁性复合有机海泡石吸附双酚A特性及动力学

通过对天然海泡石进行磁改性与有机改性,制得新型水质净化功能材料——磁性复合有机海泡石(MCOS),采用振动样品磁强计对其进行了表征,考察了其在不同pH、投加量、初始浓度、时间和温度下对水中双酚A(BPA)的吸附效果,并研究了其对BPA的吸附动力学。结果表明:MCOS具有超顺磁性,饱和磁化率为14.1 emu·g-1;MCOS对BPA的最佳吸附pH为10.0;当BPA的初始浓度为30 mg·L-1时,MCOS的适宜投加量为1.0 g·L-1;MCOS对BPA的平衡吸附时间为90 min;随着反应温度的升高,MCOS对BPA的吸附量减小。准二级反应动力学模型可以很好地描述MCOS对BPA的吸附动力学行为。颗粒内扩散模型表明,在BPA的吸附初始阶段发生了颗粒内扩散。吸附活化能为11.7 kJ·mol-1,表明吸附过程可能由化学吸附控制。     

Immobilization of lead and cadmium from aqueous solution and contaminated sediment using nano-hydroxyapatite

The effectiveness and mechanism of nano-hydroxyapatite particles (nHAp) in immobilizing Pb and Cd from aqueous solutions and contaminated sediment were investigated. The maximum sorption amount (Q_max) of Pb and Cd in aqueous solution was 1.17 and 0.57 mmol/g. The X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) surface and depth analysis indicated that dissolution-precipitation is the primary immobilization mechanism for Pb, while surface complexation and intraparticle diffusion account for Cd sequestration. Different amounts of nHAp (0-10% nHAp/dry weight) were added to the contaminated sediment. Sequential extraction showed that nHAp could effectively reduce the exchangeable fraction of Pb and Cd in the sediment and significantly reduce the concentration in porewater. The results in this study showed that nHAp can immobilize Pb and Cd in sediment effectively.     

FeMnCa-LDHs材料对不同程度砷镉复合污染土壤的钝化修复

针对土壤砷镉复合污染同时修复较为困难的问题,制备了新型FeMnCa-LDHs材料以实现对土壤中As、Cd的同时钝化.通过土壤培养实验和小白菜盆栽实验,研究了在不同污染水平下FeMnCa-LDHs材料施用量对土壤As、Cd的形态转化及对小白菜各部位中As、Cd质量分数的影响,并分析了两者的相关性.结果 表明,在高污染水平...