硫酸选择性浸出镍铁冶炼渣中有价金属

为了解决镍铁冶炼过程产生的冶炼渣堆积对环境造成污染问题,提出低酸提镍-高酸提镁、铁的选择性浸出工艺,并对原料和浸出渣进行XRD和SEM表征。研究结果表明:首段浸出控制H_2SO_4浓度为0. 05 mol/L,液固比为5 m L/g,反应温度为323 K和时间为120 min的条件下,Ni浸出率为97. 8%;二段浸出控制H_2SO_4浓度为2. 5 mol/L,液固比为15 m L/g,温度为363 K和时间为300 min的条件下,Fe、Mg和Cr浸出率分别为82. 43%、91. 68%和86. 50%。低酸可实现镍铁渣中Ni-Fe合金的溶解,高酸破坏硅酸盐矿物的晶体结构,但部分镁铁橄榄石镶嵌在顽火辉石中,降低了Fe、Mg和Cr的浸出率,故破坏硅酸盐矿物的晶体结构是实现高效浸出Fe、Mg和Cr的关键步骤。     

氧化亚铁硫杆菌生物浸出污泥中的重金属离子

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At. f)对污泥中重金属的浸出机制,进行了空白、直接浸出(At. f)、加亚铁浸出(At. f +Fe2+)、加亚铁和硫酸浸出(At. f+Fe2++H2SO4)4组生物淋滤实验,分析淋滤前后污泥的成分和物相变化.结果表明加亚铁和硫酸浸出淋滤后Cu、Zn、Ni、Pb和Cr的去除率可分别达到90.8%、100%、87.5%、51.6%和83.3%,高于其他3种体系;定量计算和动力学拟合结果表明,5种金属在直接-间接(加亚铁)浸出中的质量含量和速率常数(k)均高于直接浸出.EDS和XRD证实污泥浸出前后样品组分主要是C(26.2%~37.5%)、O(32.5%~45.7%)和一些无机化合物(如铝盐和SiO2),生物淋滤后会造成营养元素(P和Ca)的部分流失.此外,ICP-MS分析表明其他金属(如Cd、Fe、Mn)也能同时被溶出.基于结果分析,提出FeSO4·7H2O和H2SO4的加入有助于生物淋滤系统的启动,其中Cu、Pb、Cr和Ni主要以间接浸出为主,而Zn是直接和间接浸出共同作用.     

贵州典型森林群落植被冠层的酸雨淋溶特征及缓冲作用

在贵州龙里地区开展酸雨模拟实验,并进行天然降雨连续监测,采集马尾松、灌丛冠层穿透雨,结果表明:①研究区降雨中主要阳离子浓度依次为NH4+Ca2+K+Na+Mg2+,降雨pH值大于6.0时,降雨中NH4+含量降低,Ca2+占优势;降雨中主要阴离子浓度依次为SO42-NO3-Cl-;冠层穿透雨与降雨相比,Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42-和有机酸富集,特别是K+、Ca2+、SO42-和有机酸富集倍数最大.②森林冠层对酸雨的缓冲作用体现在酸雨中H+与树叶组织中的盐基阳离子发生交换反应,淋出K+、Mg2+、Ca2+等阳离子,减少了酸雨中H+含量.Na+相对惰性,在降雨和穿透雨中的含量变化不大;K+、Mg2+、Ca2+的淋出是冠层缓冲降雨酸度的主要原因,其中K+和Ca2+作用最突出,其次是Mg2+.③贵州典型森林群落植被冠层的缓冲作用随降雨pH值而变化.对pH值接近3.0的强酸性降雨,经过冠层形成的穿透雨pH值大于降雨,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为马尾松林针阔混交林灌丛;对4.0pH6.0的降雨,马尾松林冠层使降雨更加酸化,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为针阔混交林灌丛马尾松林;对pH值大于6.0的非酸性降雨,经过冠层后被酸化,穿透雨pH值小于降雨;穿透雨pH值基本在4.0～6.0范围内.     

硫精砂尾矿还原硫酸烧渣的研究

利用硫精砂尾矿还原硫酸烧渣，从而提高烧渣中的铁的浸出率，达到综合利用尾矿及烧渣，减轻污染的目的。结果表明，把烧渣和尾矿按４－６比１的比例混合，在７００－８００℃处理３０ｍｉｎ，铁的浸出率比处理前增加３倍。文中还讨论了还原机理。     

Sulfobacillus benefaciens强化中度嗜热菌群浸出铅锌硫化矿尾矿过程机制

针对铅锌硫化矿尾矿生物浸出周期长和效率低的问题,本研究采用Leptospirillum ferriphilum（L. ferriphilum）和Acidithiobacillus caldus（A. caldus）等比例混合构建了中度嗜热菌群,浸出铅锌硫化矿尾矿.引入一株兼性自养铁/硫氧化微生物Sulfobacillus benefaciens（S. benefaciens）,考察其对中度嗜热菌群浸出尾矿过程的影响.结果表明,中度嗜热菌群（L. ferriphilum+A. caldus）8 d Zn浸出率达到93.94%.随着S. benefaciens引入,浸出环境保持更高的氧化还原电位和微生物活性,浸出过程中Fe³⁺浓度以及总铁浓度增加,4 d内Zn浸出速率提升了13.63%,8 d内Zn浸出率达到96.08%,S. benefaciens的加入强化了中等嗜热菌群的浸出效率.相关性分析表明多糖、蛋白质以及溶解性有机碳（DOC）与浸出过程中的溶液介质参数变化具有统计学意义上显著性和强相关性.表面官能团以及胞外聚合物（EPS）结果证实,引入S. benefaciens在浸出过程中促进菌群产生更多的蛋白质和碳水化合物,有助于提高中度嗜热菌群的浸出效率,加快浸出铅锌硫化矿尾矿中有价金属,降低其环境毒性.     

硫丹及硫丹硫酸酯的土壤降解特性

在实验室条件下研究了α-硫丹、β-硫丹及硫丹硫酸酯在东北黑壤土、江苏水稻土、江西红壤土和河南二合土4种土壤中的降解特性.结果表明,硫丹及硫丹硫酸酯降解过程可用一级动力学方程描述.4种土壤中,β-硫丹的降解半衰期(DT50)分别为39、10、14和13d;α-硫丹的DT50分别为72、56、105和42d;硫丹硫酸酯的DT50分别为39、41、53和34d,因此,硫丹硫酸酯在土壤中的持久性值得关注.α-硫丹在有机质含量丰富的土壤中降解较慢,β-硫丹在碱性土壤中降解较快.用一级动力学模型模拟的硫丹(α-硫丹+β-硫丹)和总硫丹(α-硫丹+β-硫丹+硫丹硫酸酯)降解过程的计算结果表明,硫丹的DT50为18～47d,总硫丹的DT50为48～77d.试验观察到的硫丹降解产物依次为硫丹硫酸酯、硫丹二醇、硫丹醚和硫丹羟基醚.     

废镉镍电池中镉优先浸出工艺

通过CdO、NiO酸浸反应的热力学和动力学研究 ,得知CdO、NiO二者的浸出条件有较大差异 ,实验确定了废镉镍电池中镉优先浸出的工艺条件 :5 0℃、pH =2的硫酸溶液中浸 5 0min ,在此工艺条件下 ,镉能 10 0 %浸出 ,而镍的浸出率只有 2 5 %。     

Friedel化合物对Pb2+的稳定作用

为了考察Friedel化合物对Pb2+的稳定能力,在合成单矿物Friedel化合物的基础上,利用等温吸附法研究了Friedel化合物对Pb2+离子的平衡吸附量和吸附动力学;利用改进的TCLP毒性浸出试验和解吸试验,探讨了Friedel化合物对Pb2+离子束缚的化学稳定性;通过XRD、FTIR等测试方法对Friedel化合物稳定吸附Pb2+前后、浸出及解吸前后的晶体微结构进行了对比分析.初步推断提出了Pb2+污染物离子在Friedel化合物中受束稳定的反应机制.     

酸浸法回收制革污泥中的铬

利用硫酸酸浸提取制革污泥中的金属铬,研究了固液比、酸浓度、浸出时间、温度和搅拌速度等因素对浸出效率的影响,并获得最优浸出条件。结果表明,最优浸出条件为:固液比10g/L,硫酸浓度0.5mol/L,浸出温度50℃,浸出时间1.5h。搅拌速度对硫酸浸出铬影响较小。经硫酸二次浸出铬的效率达到90.95%。因此,用硫酸酸浸的方法提取制革污泥中的铬是可行的。     

上海近期酸雨变化特征及其化学组分分析

依据上海1983─2004年的酸雨监测资料,对该地区酸雨的变化特征、离子化学组成进行了分析.结果表明:上海降水酸度呈波动性变化,特别是1997─2004年酸雨污染趋势加剧.对降水中离子含量的分析可知,酸雨主要为硫酸型和硝酸型.灰色关联度分析表明:降水pH与降水中碱性阳离子的关联序为Na+>NH₄+> Ca2+> K+> Mg2+;pH与酸性阴离子关联序为Cl-> NO₃-> SO₄2->F-.反映出上海降水的离子化学组成受海洋源影响较大.结果还表明,上海酸雨逐步由硫酸型转为硫酸型和硝酸型并重.      

华北城市地区潜水中主要离子含量变化的反应途径模拟

近三十年来，由于污染，华北城市地区潜水中主要离子如ＣＡ＾２＋、Ｍｇ＾２＋等含量逐年升高，影响工农业生产，本采用反应途径模拟的方法对上述情况进行了研究，作共设计了７种反应途径，分别模拟了含碳酸盐或硅酸盐、铝硅酸盐较丰富地区地下水中盐效应和ＣＯ２分压升高对基主要离子含量的影响，模拟过程中考虑了２２种化学反应，３３种存在形式（包括气体、固体）。结果表明，盐效应和ＣＯ２分压升高对地下水中Ｃａ＾２＋、Ｍ     

N2O decomposition over K/Na-promoted Mg/Zn-Ce-cobalt mixed oxides catalysts

Three groups of cobalt mixed oxide catalysts（Mg/Zn-Co, Mg/Zn-Ce-C, K/Na-Mg/Zn-Ce-Co）were prepared by sol-gel or impregnation methods. The synergistic effects of transition metal, rare earth metal and alkali metal on cobalt mixed catalysts for nitrous oxide（N2O）decomposing to N2 and O2were investigated. The experimental results revealed that the catalytic activity for N2 O decomposition was promoted as Co2＋was replaced partially by Zn2＋/Mg2＋, moreover, the characterization analysis by XRD and XPS showed that Zn2＋/Mg2＋replaced Co2＋successfully into the spinel structure of Co3O4 and promoted significantly the catalytic activity. Especially, the addition of CeO2 and K2O/Na2O decreased the binding energy and resulted in an increase in the density of the electron cloud around Co and an improvement of the catalytic activity. Of the investigated cobalt mixed catalysts, the best catalytic activity was shown by 2% K-Zn0.5-Ce0.05-Co catalyst.     

亚热带可变电荷土壤磷素淋失临界点及其与土壤特性的关系

选取我国亚热带地区16种典型可变电荷土壤,通过室内模拟试验测定其磷素(P)淋失临界点的Olsen-P含量,以及可能对其构成有影响的8个化学性质指标(pH、CEC、粘粒、有机质、交换性钙、镁和铁铝氧化物含量),以探讨可变电荷土壤P淋失临界点的特点及其与土壤相关性质的关系,并评价当前的P淋失潜在风险.结果表明:可变电荷土壤P淋失临界点的Olsen-P含量(56 ～ 123 mg·kg-1)差异很大,旱地土壤临界点Olsen-P含量主要集中在低值区间(＜60 mg·kg-1),而水稻土临界点Olsen-P含量集中在高值区间(＞80 mg·kg-1);旱地土壤P淋失风险高于水稻土.主成分分析显示,可变电荷土壤的pH、粘粒、CEC、有机质、交换性钙镁、氧化铁铝等化学性质同时对其临界点Olsen-P含量构成正的或负的影响.因此,临界点Olsen-P含量与单一因素的回归分析不仅不能够确切地反映临界点Olsen-P含量与这些化学性质的关系(与pH、CEC、粘粒、交换性钙镁含量无显著相关),甚至与理论上的关联相违(与氧化铁铝含量呈负相关).与以往研究结果比较,可变电荷土壤在旱作和稻作下的P淋失临界点的Olsen-P含量都普遍高于永久电荷土壤,研究的16种可变电荷土壤的实际Olsen-P含量也远低于临界点Olsen-P含量,由此推断南方地区耕作土壤的P淋失风险仍较小.     

Water chemistry influences on long-term dissolution kinetics of CdSe/ZnS quantum dots

Widespread usage of engineered metallic quantum dots(QDs) within consumer products has evoked a need to assess their fate within environmental systems.QDs are mixed-metal nanocrystals that often include Cd~(2+)which poses a health risk as a nanocrystal or when leached into water.The goal of this work is to study the long-term metal cation leaching behavior and the factors affecting the dissolution processes of mercaptopropionic acid(MPA) capped CdSe/ZnS QDs in aphotic conditions.QD suspensions were prepared in different water conditions,and release of Zn2+and Cd~(2+) cations were monitored over time by size exclusion chromatography-inductively coupled plasm a-mass spectrometry.In most conditions with dissolved 02 present,the ZnS shell degraded fairly rapidly over～1 week,while some of the CdSe core remained up to 80 days.Additional MPA,Zn~(2+),and Cd2+temporarily delayed dissolution,indicating a moderate role for capping agent detachment and mineral solubility.The presence of H_2 O_2 and the ligand ethylenediaminetetraacetate accelerated dissolution,while NOM had no kinetic effect.No dissolution of CdSe core was observed when 02 was absent or when QDs formed aggregates at higher concentrations with 02 present.The shrinking particle model with product layer diffusion control best describes Zn2+and Cd~(2+) dissolution kinetics.The longevity of QDs in their nanocrystal form appears to be partly controlled by environmental conditions,with anoxic,aphotic environments preserving the core mineral phase,and oxidants or complexing ligands promoting shell and core mineral dissolution.     

铜陵相思谷尾矿用于处理酸性矿山排水的实验研究

铜陵相思谷尾矿是夕卡岩型矿床尾矿的典型代表,以富含碳酸盐为特征.为了考察该尾矿砂在AMD淋滤作用下重金属的迁移行为及用于处理AMD的有效性,研究在自行设计的动态实验柱中填充尾矿砂,在保持进水理化性质不变的条件下对其进行80 d的连续淋滤实验,实验过程中定期检测出水的成分,实验结束后对尾矿砂中元素赋存特征进行分析.结果表明,实验过程中出水pH值始终维持在7.5以上;Cu、Zn、Fe离子浓度分别保持在0.1、0.4、1 mg.L-1以下;尾矿砂的渗透系数逐渐降低,由初始的0.23 cm.s-1降至实验结束时的0.10 cm.s-1;固体中元素赋存形态分析结果表明,进水Cu2+、Zn2+主要通过2种作用被固定:Fe氢氧化物的吸持和自身沉淀(形成碳酸盐).研究发现铜陵相思谷尾矿具有较强的酸中和潜力,在中和过程中不仅不会产生重金属离子的淋滤迁移,相反会对其产生沉淀和吸附,因此,可以考虑将该尾矿作为AMD处理的有用材料进行废物利用.     

Ca~(2+)、Mg~(2+)对好氧污泥快速颗粒化的影响研究

为研究金属离子的投加对好氧污泥颗粒化进程的影响,在3个构造一致的序批式活性污泥反应器(SBR)中分别接种普通活性污泥、投加50 mg·L-1Ca2+的活性污泥和投加50 mg·L-1Mg2+的活性污泥来培养好氧颗粒污泥.结果表明:金属离子的投加能缩短好氧污泥颗粒化时间,改善颗粒污泥的性质,Ca2+更多地影响颗粒污泥的物理性质,Mg2+主要影响生化性质.Ca2+、Mg2+的投加可促进细胞分泌胞外聚合物(EPS),以及蛋白质(PN)和多糖(PS)的含量增加,且Mg2+较Ca2+对EPS中组分及组分比例影响更大.此外,Ca2+、Mg2+投加下培养的好氧颗粒污泥具有更强的除污性能.     

A new method for estimation of dry deposition of particles based on throughfall measurements in a forest edge

Throughfall measurements are very often used to calculate the atmospheric input to ecosystems. Such attempts are normally complicated by canopy interaction processes which are difficult to assess. This study presents an approach to calculate dry deposition and canopy leaching of Ca²⁺, Mg²⁺ and K⁺ to forests. The calculations are based on throughfall measurements in a forest edge of a spruce stand and by use of Na⁺ as a model substance for dry deposition of particles. This ‘forest edge approach’ is compared with an approach based on equal Na⁺ to base cation ratios in wet and dry deposition (‘wet/dry ratio approach’), which has been widely used in the literature. Our calculations show that the wet/dry ratio approach may overestimate the dry deposition of Ca²⁺, Mg²⁺ and K⁺ by up to 100% and leaching will correspondingly be underestimated. The assumptions underlying the different approaches and the use of throughfall measurements to estimate dry deposition are discussed and it is suggested that throughfall measurements in forest edges may be a valuable improvement to studies of atmospheric deposition in forests.     

柳林泉域岩溶地下水区域演化规律及控制因素

柳林泉是山西省著名的十大岩溶大泉之一,丰富的岩溶地下水资源对吕梁地区经济社会发展具有支撑作用,开展岩溶地下水化学演化规律及控制因素研究对于流域水资源可持续利用意义重大.本研究对补给区、径流区、排泄区、深埋区的29个岩溶地下水主要离子组分进行测试分析.结果表明,水温、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)质量浓度从补给区、到径流区、到排泄区、再到深埋区,随着径流途径增加不断升高. K~+、Na~+、Cl~-主要来源于盐岩的溶解;而Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)主要来源于方解石、白云石和石膏的溶解.受控于盐岩、石膏的不断溶解,Na~+、C~l-和SO_4~(2-)质量浓度增加幅度大,最大值分别为最小值的50、80和32倍;受去白云化作用的影响,Ca~(2+)、HCO3-质量浓度变化不大,最大值仅为最小值的2～3倍.在补给区、径流区,Na~+、Cl~-质量浓度较低,Ca~(2+)和Mg~(2+)、HCO_3~-为主要阴阳子,但在排泄区和深埋区,Cl~-、Na~+明显超过了HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+),成为最主要的阴阳离子;水化学类型由HCO_3-Ca·Mg型转化为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和HCO_3·SO_4-Ca·Na·Mg型,最终演变为Cl·HCO_3-Na·Ca、Cl·HCO_3-Na型和Cl-Na·Ca型.     

岩溶易旱区地下水水文地球化学特征及其控制因素——以兴仁县为例

地下水是岩溶易旱区极其重要的水资源,是当地生态环境和人类生存的基本保障。通过收集整理岩溶易旱区兴仁县地下水水化学数据,分析与研究,发现岩溶易旱区地下水的溶解组分主要来源于碳酸盐岩的溶蚀,水化学类型主要为HCO_3-Ca型和HCO_3-Ca·Mg型,部分地区由于受到岩层中石膏夹层溶解的影响,水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型。地下水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-等离子受流经区域地层岩性和水-岩相互作用的影响,表现出显著的区域性特征,属自然来源;K~+、Na~+、Cl~-、NO_3~-等指标与人类活动关系密切,SO_4~(2-)受水-岩相互作用和人类活动共同影响。岩溶易旱区地下水水文地球化学容易受到人为活动的干扰且日趋明显,降低人为活动对岩溶地下水的影响是确保岩溶易旱区地下水环境及饮水安全的关键。     

Chemical characteristics of acidified waters in southwest China

ＣｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｉｄｉｆｉｅｄｗａｔｅｒｓｉｎｓｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａＬｅｉＺｈｉｈｏｎｇ；ＬｉａｎｇＸｉａｏｍｉｎｇ；ＸｕＸｉａｏｑｉｎｇ；ＸｉａＹｉｃｈｅｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｙｄｒｏｂｉｏｌｏｇ...