模拟喀斯特环境下铅锌冶炼废渣重金属释放特征及生物效应

为探究喀斯特环境下铅锌冶炼废渣中重金属的释放特征及其生物效应,通过动态淋滤实验,研究了在铅锌冶炼废渣中添加不同钙盐对淋滤液理化特征及生物毒性的影响.结果表明,外源添加难溶性碳酸钙可降低淋滤液的氧化还原电位(Eh),对淋滤液的pH和电导率(EC)影响则无明显规律;易溶性氯化钙能降低铅锌冶炼废渣淋滤液pH,提高淋滤液的EC...     

砷形态转化及其环境效应研究

砷在水环境中的形态转化受到许多物理化学因素的制约,并产生毒害程度不同的环境效应。对多种因素进行研究,寻找将高毒的As(Ⅲ)向低毒的As(Ⅴ)转化的有利条件,并控制As(Ⅴ)向As(Ⅲ)的转化。结果表明,自然敞口放置3d的As(Ⅲ)溶液中没有As(Ⅴ)的出现,As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化是一个缓慢的过程。锰矿、粉煤灰等天然矿物能氧化As(Ⅲ),从而降低毒性。酸性或碱性条件都有利于As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化,转化率超过90%。温度、可见光、超声波等外界条件对砷形态转化有一定影响。紫外光照射3d后的As(Ⅲ)完全转化成As(Ⅴ),且As(Ⅴ)没有向As(Ⅲ)转化,因此紫外光是降低砷毒性的有利条件。Fe2+能将As(Ⅴ)还原,升高水体砷的毒性;而Fe3+能将As(Ⅲ)氧化,并生成氢氧化物将砷吸附。     

Pb/Zn冶炼废渣中重金属的生物浸出-盐浸处理

利用中温嗜热菌对某铅锌冶炼废渣进行生物浸出盐浸处理研究,并根据国家固体废物浸出毒性方法(HJ/T299-2007)对盐浸后余渣进行毒性分析。研究结果表明,在pH 1.5、温度65℃、矿浆浓度5%的优化条件下生物浸出3 d后,废渣中Cu、In、Ga和Zn的浸出率分别达到了91.5%、91.8%、84.9%和93.4%;盐浸生物浸出渣,其浸出液中Ag、Pb浓度分别为7.6和247.5 mg/L,可从废渣中有效回收Cu、In、Ga、Zn、Ag和Pb。生物浸出盐浸处理后余渣约为原渣量的70%;毒性分析浸出液中重金属元素Ag、As、Cd、Cu、Pb和Zn浓度分别为2～3.5、2～3、0.3～0.5、30～50、2～4、20～60 mg/L,低于国家危险废物鉴别标准(GB5085.3-2007)。根据试验结果,提出了针对冶炼废渣资源化、减量化、无害化的生物浸出盐浸联用工艺。     

淹水对土壤重金属浸出行为的影响及机制

为了明确淹水对土壤重金属浸出行为的影响及其作用机制,以实际场地重金属污染土壤为研究对象,开展了淹水实验。对淹水过程中土壤重金属的浸出浓度、氧化还原电位、pH、铁氧化物浓度及重金属形态等相关指标进行测定了分析。结果表明,淹水后,重金属浸出浓度随淹水时间呈现先增长后降低趋势。淹水初期(30 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别增加了6.71%、4.03%、3.56%和4.55%。pH降低、有机质降解和铁氧化物还原溶解是导致重金属浸出浓度升高的主要原因。随淹水时间的持续增加,重金属浸出浓度逐渐降低并于90 d时趋于稳定。淹水结束时(180 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别降低了23.78%、16.78%、15.48%和15.45%。重金属形态分析表明,淹水促使重金属赋存形态由酸可提取态转化为可还原态和可氧化态,降低了重金属活性;矿物成份分析证实了金属硫化铜物相的生成。新形成的无定形氧化铁对重金属的吸附作用和硫化物与重金属的化学沉淀作用是重金属浸出浓度降低的主要机制。该研究为淹水条件下重金属污染土壤风险控制提供了依据。     

某废弃铅冶炼场地周边蔬菜重金属污染水平及来源解析

于某废弃铅冶炼场地周边菜地采集69份蔬菜样品,通过测定蔬菜样品中的As、Cd、Cr、Hg、Pb含量评价重金属污染水平,并对污染来源进行解析。结果表明,萝卜中As、Cd、Cr、Hg、Pb的整体水平分别为0.040、0.022、0.359、0.003、0.220mg/kg;白菜中的整体水平分别为0.026、0.022、0.307、0.004、0.158mg/kg;大葱中的整体水平分别为0.014、0.017、0.204、0.002、0.104mg/kg,蔬菜样品中Cr、Pb存在超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)限值的现象,超标率分别为17.65%～46.15%、3.85%～86.77%;蔬菜中5种重金属的富集系数为CdHgPbCrAs,蔬菜中Cr、Pb为中度或重度污染,其中白菜比萝卜和大葱更易受到污染;工业排放源是周边地区蔬菜重金属含量的主要来源,其对萝卜、白菜和大葱重金属的贡献率分别为65.4%、35.5%、97.3%。     

电沉积处理电解锌漂洗废水的实验研究

采用电沉积技术对电解锌漂洗废水进行初步处理,以求达到废水回用和重金属锌的回收。研究了电沉积法处理含锌废水过程中各个影响因素对电沉积效果的影响,并且设计了正交实验。结果表明,极板间距、槽电压、进水pH、极板材料等对二维电沉积处理模拟废水具有显著影响。适宜的电沉积条件是：极板间距20 mm、槽电压5～6 V、阴极板材料为铝板、电沉积时间为30～45 min。     

修复植物热解半焦中重金属形态分布研究

采用欧盟标准物质局(BCR)连续提取法对修复植物长香谷稻秆热解半焦中重金属元素Cd、Pb、Mn和Cu的赋存形态进行研究.结果表明:(1)用BCR连续提取法分析修复植物热解半焦中Cd、Pb、Mn和Cu的赋存形态是可行和有效的.(2)半焦中Pb,Mn和Cu在900℃时的不稳定态比400℃时分别降低了50.8、38.0、28...     

湖南某铅锌锰冶炼区总悬浮颗粒物重金属来源及健康风险评价

通过监测湖南某典型铅锌锰冶炼区大气总悬浮颗粒物(TSP)和铅锌冶炼企业外排废气中Cd、Cr、As、Ni、Pb、Zn、Cu和Mn的浓度水平,应用富集因子、相关性及主成分分析研究了铅锌冶炼企业外排废气中重金属含量与大气TSP中重金属含量的关系,采用美国环境保护署(USEPA)的人体暴露风险评价模型进行了健康风险评价。结果表明:废气中重金属平均浓度表现为ZnCrMnCuNiPbCdAs。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为4.87、27.06、0.09、12.54μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为5.87、17.98、10 426.87、23.52μg/m~3。大气TSP中重金属平均浓度表现为ZnCuPbMnNiCrAsCd。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为1.07、1.63、1.59、2.00μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为36.30、65.54、189.79、35.03μg/m~3。Zn、Pb、Cu、Ni、Mn可能为同一来源,主要来源于铅锌冶炼企业的外排废气,Cr主要来源于电解锰企业的废渣堆放,Cd主要来源于煤燃烧。大气TSP中致癌物质Cd、Cr、As与Ni的致癌风险基本都高于10-4,说明Cd、Cr、As与Ni存在较大的致癌风险;非致癌物质Pb与Mn的非致癌风险高于1,存在较大的非致癌风险,尤其是Mn。     

先锋草本植物凋落物源溶解性有机质对典型汞铊矿废渣中重金属释放特征的影响

先锋草本植物广泛应用于尾矿堆场生态恢复,其凋落物分解是尾矿中溶解性有机质(DOM)的重要来源。然而,先锋草本植物凋落物源DOM对尾矿中重金属释放特征的影响尚不清晰。本研究以典型汞铊矿废渣及三叶草凋落物为研究对象,通过开展批次培养实验探讨了三叶草凋落物源DOM对废渣中重金属(Hg、As、Sb、Tl)释放特征的影响。结果表明,三叶草凋落物源DOM的成分主要为类络氨酸类物质、陆生类腐殖质物质和微生物类腐殖质物质。DOM的添加明显促进废渣中Hg和As的释放,抑制Tl和Sb的释放,浸出液中重金属的浓度依次为As>Tl>Hg>Sb。DOM的添加有利于废渣中Hg(Ⅱ)的溶出,促进废渣中As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)。主成分和相关性分析结果表明,DOM的自身组分及其对环境条件(pH、Eh)的改变是影响废渣重金属释放特征的主要因素。以上研究结果可为深入认识开展生态修复的废渣堆场上重金属的地球化学过程及环境风险提供参考。     

不锈钢尾渣重金属回收工业实验与应用

为降低堆存不锈钢尾渣重金属浸出危害和生产钢渣肥料,进行了重金属湿法回收工业实验。实验结果表明,金属品位和综合回收率可达到86%、95%;Cr、Ni平均回收率可达到90%。将研究成果运用到山西太钢不锈钢尾渣处理工程实践上,取得了良好的效果。通过对工艺流程和调试过程的介绍,从重金属矿物相组成和分选机理入手,分析了工艺特点和影响因素,为工艺推广应用提供了参考。     

典型进口含铜原料熔炼烟气中重金属的释放特性

为了解我国进口含铜原料熔炼烟气中重金属的释放特性,以近年进口申报的铜精矿、铜锍、铜转炉渣和含铜污泥4种典型含铜原料为研究对象,通过高温管式炉模拟研究不同含铜物料、熔炼温度、熔剂添加比例等条件下,熔炼烟气中重金属的释放特性。结果表明,4种进口含铜原料熔炼烟气中As、Pb质量分数较高,进口铜精矿和含铜污泥熔炼烟气重金属质量分数高于进口铜锍和铜转炉渣;熔炼温度从1 000 ℃升至1 300 ℃时,铜精矿和铜锍熔炼烟气中Zn、Cu、As、Pb等重金属的质量分数随着温度的升高而增加,Mn的质量分数随温度升高变化不大;熔剂添加比例由0增至18%时,铜精矿熔炼烟气中Zn、As的质量分数分别降低了28%、44%,Mn、Cu和Pb质量分数变化不大,进口铜锍熔炼烟气中Zn质量分数减少了85.2%,As的质量分数则随熔剂添加比例的增加而增加。本研究结果可为进口含铜原料熔炼烟气中重金属减排提供参考。     

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。     

Bacterial community structure and diversity responses to the direct revegetation of an artisanal zinc smelting slag after 5 years

This comparative field study examined the responses of bacterial community structure and diversity to the revegetation of zinc (Zn) smelting waste slag with eight plant species after 5 years. The microbial community structure of waste slag with and without vegetation was evaluated using high-throughput sequencing. The physiochemical properties of Zn smelting slag after revegetation with eight plant rhizospheres for 5 years were improved compared to those of bulk slag. Revegetation significantly increased the microbial community diversity in plant rhizospheres, and at the phylum level, Proteobacteria, Acidobacteria, and Bacteroidetes were notably more abundant in rhizosphere slags than those in bulk waste slag. Additionally, revegetation increased the relative abundance of plant growth-promoting rhizobacteria such as Flavobacterium, Streptomyces, and Arthrobacter as well as symbiotic N₂ fixers such as Bradyrhizobium. Three dominant native plant species (Arundo donax, Broussonetia papyrifera, and Robinia pseudoacacia) greatly increased the quality of the rhizosphere slags. Canonical correspondence analysis showed that the differences in bacterial community structure between the bulk and rhizosphere slags were explained by slag properties, i.e., pH, available copper (Cu) and lead (Pb), moisture, available nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K), and organic matter (OM); however, available Zn and cadmium (Cd) contents were the slag parameters that best explained the differences between the rhizosphere communities of the eight plant species. The results suggested that revegetation plays an important role in enhancing bacterial community abundance and diversity in rhizosphere slags and that revegetation may also regulate microbiological properties and diversity mainly through changes in heavy metal bioavailability and physiochemical slag characteristics.

     

典型重金属离子对羟基磷酸钙结晶法回收污水中磷的影响

采用羟基磷酸钙(HAP)结晶法回收模拟城镇污水处理厂富磷上清液中的磷,探究了3种典型重金属离子(Cu2+、Cd2+、Zn2+)对HAP结晶体系的单独及联合影响,并结合Visual MINTEQ (Ver3.2)模拟软件进行了分析.结果 表明,单一投加Cu22/Cd2+/Zn2+均会抑制磷的去除,其中Zn2+对磷去除率的...     

苕溪流域典型区域重金属污染特征

从苕溪流域景观单元角度研究重金属污染特征,因人类活动是重金属污染的主要来源,所以在苕溪流域内选择采集典型工业区、农业区和城镇生活区附近河道的沉积物,分析各典型区域重金属Pb、Cd、Cr、As、Hg、Cu和Zn的含量特征,并用潜在生态危害指数法评价。结果表明,按照《土壤环境质量标准》,苕溪流域典型工业区主要是Hg、Cu和As的污染,典型农业区和城镇生活区主要是Hg的污染。各元素间的相关性分析表明,在工业区:Zn-As、Zn-Pb和As-Pb之间存在相关关系,说明它们的同源性很高。在农业区:Cu-As、Cu-Cd之间存在显著相关关系,其来源有可能相似。在城镇生活区Zn-As、Zn-Cd之间存在很高的相关性,说明它们有很高的同源性。由多种重金属潜在潜在生态风险评价结果可知:苕溪流域典型工业区、城镇区和农业区的沉积物处于低潜在生态风险。     

电解氧化法处理黄金冶炼厂选冶废水

采用电解氧化法处理同时含有高浓度氰化物与COD的黄金冶炼厂选冶废水,主要考查了外加电压、溶液pH、电解时间及极板间距等因素对氰化物和COD去除率的影响,充分利用原水中Cl^-的阳极氧化效应,深入探讨了电化学氧化过程及污染物氧化去除机理。结果表明,随着外加电压和电解时间的增大,氰化物和COD去除率逐渐增大。以石墨为阳极,钛合金为阴极,采用一阴两阳电解体系对废水进行氧化,当电压为4.5 V、初始pH为7、电解时间为3 h、极板间距为1.5 cm的条件下,总氰化物 (CN_T) 、COD、SCN^-及Cu的去除率最高可达99.6%、96%、99.9%与99.2%。电解过程中体系pH逐渐降低,电场作用下定向迁移至阳极附近的污染物去除主要归因于HClO及ClO^-的间接氧化作用,当pH大于5.0时以HClO的氧化为主,ClO^-的氧化为辅,而pH小于5.0时则主要是HClO的氧化。电解氧化过程中约有36.17%的Cu与SCN^-形成CuSCN沉淀而被除去,剩余的铜则扩散至阴极沉积析出。GC-MS分析表明,烷烃类、酯类、酮类等大分子的C=C键、酯基、羰基等化学键和官能团被氧化断链成小分子物质,随后继续被氧化为H₂O、CO₂和N₂。     

各种影响因子对电解法预处理医药废水的影响研究

探讨了电解法预处理医药废水时停留时间、电解电压、废水初始浓度、温度和废水pH值等影响因子对去除色度、COD和提高废水可生化性等处理效果的影响,并考察了其应用于工业实际废水处理的可行性.实验结果表明:电解法更适合高浓度医药废水的处理,色度的去除率可达到90%以上;电解时间宜控制在40～60 min;电解电压越高,废水COD和色度去除效果越好;在实验温度范围内,温度对色度和COD去除率的影响不大;废水pH值为7.5时电解效果最佳,工程运用宜控制在6～9之间.     

固定化鼠尾藻Sargassum thunbergii对水中重金属锌的生物吸附效应

采用海藻酸钠-聚乙烯醇联合固定鼠尾藻与活性炭的方法对废水中重金属Zn2+进行生物吸附研究。结果表明：当固定化材料配比为15 g·L-1鼠尾藻粉,2%海藻酸钠溶液、6%聚乙烯醇溶液,1.5%活性炭时,固定化小球对废水中Zn2+的吸附率最大。溶液在不同环境因素条件下吸附率不同,吸附率随着pH升高而升高,当pH为6时吸附率达到最大,随后开始下降;当温度为30 ℃,投放量为60 g·L-1时吸附率上升至最大值后趋于平衡,吸附率不再随着条件的增加而增加;前30 min吸附过程为快速吸附阶段,并在60 min后吸附率趋于平衡。在实验室规模的流化生物反应器中,固定化颗粒可以连续高效处理模拟矿山废水,同时经过多次吸附解吸循环后仍然具有较好的吸附效果,为固定化鼠尾藻的实际应用奠定了基础。