滩涂土壤淋洗过程中盐分变化及其对重金属的影响

通过对滩涂土壤的淋洗实验,对在不同脱盐阶段,土壤孔隙水的盐分离子与土壤中各重金属含量及各重金属不同形态的含量进行监测与分析.结果表明,不同脱盐阶段的土壤孔隙水,淋洗后较淋洗前各盐分离子的下降率分别为：Na^＋80.3%、K^＋73.5%、Mg^2＋86.6%、Ca^2＋90%、Cl^-81.8%、SO4^2-98.2%...     

EDTA和CA复配淋洗剂对重金属复合污染土壤的淋洗条件研究

采用不同浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸(CA)混合的淋洗方法对重金属复合(Zn、Cu、Pb、Cr、Ni)污染土壤的最佳淋洗方式进行研究,探讨了pH值、液固比、淋洗时间和淋洗顺序对其淋洗效果的影响,并分析了0.08mol/L EDTA+0.4 mol/L CA混合淋洗处理前后土壤中重金属各种形态的变化。结果表明:采用0.08mol/L EDTA+0.4mol/L CA按复配体积比为5∶5混合淋洗对多种重金属污染土壤的淋洗效果最佳,且对土壤中5种重金属的去除率明显高于同等条件下单独使用CA和EDTA的淋洗效率,去除率分别为Zn 94.7%、Cu 95.0%、Pb 91.1%、Cr 53.8%、Ni 58.1%;采用0.08mol/L EDTA+0.4mol/L CA按复配体积比为5∶5混合淋洗,当混合淋洗液pH值为4.0、淋洗时间为14h、液固比为10∶1时,Cu、Pb、Zn、Ni、Cr的洗脱率分别为93.0%、85.3%、99.0%、50.5%、45.1%;采用0.08mol/L EDTA+0.4mol/L CA混合淋洗能很好地将土壤中重金属从稳定态向不稳定态转化,进而使得土壤中重金属得以去除。     

淋洗剂在重金属污染土壤修复中的研究进展

针对镉/铅等一类重金属污染土壤、砷污染土壤,以及镉-铅-砷等复合污染土壤（三类不同重金属污染土壤）,就淋洗剂在污染土壤修复中的选用等问题进行综述.总的来看,对于镉/铅等一类重金属污染土壤,螯合剂的去除率较高.如GLDA（谷氨酸N,N-二乙酸）和柠檬酸等,不仅去除率高,而且环境较友好对于砷污染土壤,复合淋洗剂的去除效果比较显著,如NaOH-EDTA对As的去除率较高对于镉-铅-砷等复合污染土壤,复合淋洗剂则更能发挥其所含各类淋洗剂的优势.如NaOH-H₃PO₄与单一淋洗剂相比,对土壤中多种重金属的去除率均较高.笔者认为,同时对土壤中多种重金属均有较高去除率且二次污染较小的复合淋洗剂将是未来的研究重点.     

氧化还原电位交替变化-淋洗去除滩涂中重金属

利用水槽模拟户外农田实验,通过调控土壤淹水时间来控制土壤的氧化还原电位。研究土壤氧化还原电位的变化,然后通过淋洗对去除土壤中Cd、Cr、Pb、Cu、Zn等重金属的影响。实验设有2个处理,每个处理有2个阶段,所要达到的目标氧还原电位是处理1:-50 mV、-100 mV,处理2:-100 mV、-200 mV。结果表明,在不同的氧化还原电位下,经过淋洗土壤中的重金属的去除率不一样,以Cd、Cr的去除效果最佳,处理1淋洗去除率达到34.94%、19.56%;处理2达到56.49%、39.17%,整体上处理2的去除效果比处理1好,说明随着土壤氧化还原电位的降低,淋洗去除土壤重金属效果呈递增趋势。     

酒石酸淋洗过程中土壤重金属解吸动力学特征

采用批处理淋洗的方法,研究了酒石酸淋洗修复张士污灌区土壤过程中镉、铅、铜、锌4种重金属离子解吸动力学特征。结果表明,酒石酸在12h条件下,达到对污染土壤中镉离子的最大去除率,铅、铜、锌3种重金属离子达到最大去除率则需要24h。4种重金属离子的解吸动力学过程可以用Elovich方程很好的描述,说明酒石酸去除重金属离子的过程是一种非均相扩散过程。此外,解吸速率曲线显示,反应初期相同时刻上酒石酸对铅离子的解吸速率最快,其次是铜和锌,最后是镉离子;反应后期同一时刻上铜和锌的解吸速率大于铅和镉。     

重金属污染土壤化学淋洗技术的文献计量学分析

土壤化学淋洗是一项新兴的高效土壤修复技术,近年来得到了快速发展。以化学淋洗技术修复重金属污染土壤为研究对象,对这一领域相关研究论文和专利进行了文献计量学分析。在此基础上,系统梳理了该领域国内外年度发展趋势;分析了论文和专利的重要研究机构、区域及国家分布情况;探讨了该领域我国与世界主要发达国家和地区间存在的差距。分析表明:该领域的研究重点和热点应为淋洗的工艺与设备及淋洗剂。     

淋洗修复后残留土壤中重金属的再释放及环境风险

淋洗修复后残留土壤中的重金属会因外界环境的改变可能会发生再释放过程而使环境风险增加,淹水是农田土壤常见的管理模式之一,然而淹水介导的土壤环境条件的改变对淋洗修复后残留农田土壤中重金属的再释放和环境风险的变化影响尚不清楚.因此,本研究开展了持续淹水培养（180 d）对经柠檬酸（CA）、EDTA、FeCl₃和HCl淋洗修复后残留土壤中Cd、Pb和Zn的有效性、形态分配和环境风险的影响研究.结果表明随着培养时间的延长,经CA、EDTA和HCl淋洗后土壤中有效态Cd含量呈先增加后减少的趋势,有效态Pb含量增加,有效态Zn含量减少.经FeCl₃淋洗后土壤中有效态Cd、Pb和Zn含量随培养时间延长而增加.形态分析结果表明,淹水会使土壤E_h降低而致使铁锰氧化物的溶解,因此导致可还原态Pb含量向弱酸提取态Pb转移是有效态Pb含量增加的原因;土壤弱酸提取态Cd含量变化与土壤有效态Cd含量变化基本一致;淹水对淋洗修复后Zn形态的影响较小.基于改进的潜在生态风险指数法评价结果表明淹水使CA、EDTA和HCl淋洗后土壤Cd、Zn环境风险和重金属环境总风险减少,使Pb的环境风险增加.淹水后FeCl₃淋洗后土壤Cd、Pb和Zn环境风险及重金属环境总风险增加.由于FeCl₃淋洗后的土壤重金属污染状况较低且环境总风险（低风险）明显小于其它3种淋洗剂淋洗的土壤,因此,FeCl₃可成为Cd-Pb-Zn复合污染土壤的淋洗剂选择,但是需关注其淋洗修复后残留土壤中重金属的再释放并采取调控措施.本研究结果可为农田重金属污染土壤合适淋洗剂的选择和淋洗法修复重金属污染农田土壤的效果评估提供更为合理的指导思路.     

超声辅助EDDS/EGTA淋洗对土壤重金属形态、环境风险的影响及响应面优化

采用响应面法实验设计研究了超声辅助EDDS/EGTA淋洗对Cu、Zn、Pb和Cd等不同重金属的洗脱效果和对残留重金属化学形态分布的影响,以超声功率、初始pH、EDDS投加量、EGTA投加量作为考察对象,以各重金属去除率及其环境风险削减率为响应值进行了模拟和优化.结果表明,EDDS对Pb的洗脱效率最高,Cu、Zn次之,Cd最低;EGTA对Cd的洗脱效率最高,Pb、Zn次之,Cu最低;超声功率对Cu、Pb去除强化效果明显,对Cd影响小,对Zn无显著影响;初始pH值为酸性时,Cu和Zn去除率高,碱性时Pb去除率较高,Cd去除率有所下降.EDDS与EGTA投加量及EGTA投加量与初始pH值对环境风险总削减率存在交互作用.超声辅助EDDS/EGTA对可还原态重金属洗脱效果较好,但容易导致弱酸提取态Cu和Pb残留率有所升高.响应面优化结果表明,当EDDS和EGTA投加量分别为重金属总摩尔数的1.92和2.56倍、超声功率为600 W、淋洗液初始pH值为5.27时,环境风险总削减率达到77.58%,与模拟值相近,模型具有较好的模拟和预测能力.     

土壤粒径和参数对重金属淋洗的影响分析

目的 以上海地区黏性重金属污染土为研究对象,分析以上海为代表的长江三角洲地区黏性土壤的粒径分布以及不同粒径范围土壤淋洗效率的特点。方法 采集了上海地区大型土壤修复项目的重金属污染土,以2、0.9、0.2、0.075 mm为节点,确定粒径分布。进一步细化粒径范围,并对不同粒径范围内的污染土进行相同条件下的淋洗实验,对比不同粒径范围内土壤的淋洗效果,此外考察工艺参数液固比、淋洗时间、淋洗次数对淋洗效率的影响。结果 研究得到,该黏性污染土的粒径主要分布在0.075 mm以下(超过50%)。随着粒径的减小,淋洗效率呈逐渐降低趋势。其中,Pb在粒径>2 mm和0.2～0.45 mm内的土壤中去除率最大。随着液固比、淋洗时间以及淋洗次数的增大,淋洗效率逐渐升高。结论 土壤淋洗修复项目中淋洗小试的研究应重点考察0.075 mm以下粒径土壤的淋洗效果。工艺参数的优选结果为,液固比为4:1,淋洗时间为1～2 h,淋洗次数为1次。     

利用EDTA溶液淋洗修复重金属污染土壤

通过室内模拟实验,采用振荡淋洗的方法研究了不同浓度、pH值、淋洗时间的EDTA溶液对污染土壤中Ph、Cu、Ni、Zn、Cr的去除,并利用一级反应动力学模型对实验数据进行拟合。结果表明：在实验条件下,EDTA为0．05mol／L、pH值=7、液土比为10：1、淋洗时间为18h的条件下能达到对污染土壤重金属最大去除率,去除率分别为zn85．26％、Cu21．65％、Pb16．76％、Ni7．83％、Cr6．29％。模型拟合结果表明,转移系数最大的是Cr,其次是Cu、Pb、Zn,最后是Ni,说明在土壤淋洗过程中Cr最先达到质量转移的平衡状态,然后是Cu、Pb、Zn,最后是Ni。     

盐渍化条件下污灌区土壤重金属的释放特征

以受盐渍化和重金属双重胁迫的天津污灌区土壤为研究对象,通过径流实验和淋溶实验,探讨盐渍化土壤重金属的释放特征及对水质安全的影响.研究的盐分种类为污灌区土壤盐渍化进程中的主要盐分Na Cl,设置的盐度梯度为7个,添加质量分数为0(CK)~5%,污染土壤中Cd、Pb和Hg含量分别为2.21、234.1和0.601 mg·kg~(-1).结果表明,(1)不同盐度处理下产流所需时间为(51'25″±15″),盐度对径流产流时间影响不显著;(2)随着Na Cl盐度梯度的提高,土壤径流和淋溶液中Cd、Pb和Hg的累计释放量均显著上升.Cd累计释放量从CK的53.40μg·kg~(-1)(径流)和55.63μg·kg~(-1)(淋溶)分别提高到5%Na Cl盐度处理的122.56μg·kg~(-1)(径流)和135.79μg·kg~(-1)(淋溶),Pb的累计释放量从CK的168.30μg·kg~(-1)(径流)和94.44μg·kg~(-1)(淋溶)分别提高到5%Na Cl盐度处理的340.68μg·kg~(-1)(径流)和201.93μg·kg~(-1)(淋溶),Hg的累计释放量从CK的39.66μg·kg~(-1)(径流)和9.60μg·kg~(-1)(淋溶)分别提高到5%Na Cl处理的89.37μg·kg~(-1)(径流)和11.97μg·kg~(-1)(淋溶).同时,径流及淋溶液中可溶态重金属含量显著上升,颗粒态含量有所下降,其所占比例也显著下降.Cl-含量与重金属累计释放量之间关系可以用线性或对数模型拟合.(3)高盐度处理下径流和淋出液中Cd浓度超过地下水水质Ⅲ类标准,对环境及地下水存在一定威胁;径流和淋溶前期Pb浓度超过Ⅲ类标准;径流和淋溶过程中Hg浓度均超过Ⅲ类标准,风险较高.本研究结果表明高强度降雨强度下污染农田土壤重金属释放风险不可忽视.     

不同土地利用方式下北京城区土壤的重金属累积特征

对不同土地利用方式下城市土壤的采样调查表明,北京市城市土壤Cd、Cu、Pb和Zn含量显著高于其相应的土壤背景值,As、Ni与背景值无显著差异.在工业、住宅、商贸、交通边缘带(道路)、公园、城市广场和校园7种土地利用方式下,工业区土壤Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量均居首位,且Cu、Pb和Zn含量达到污染等级;公园土壤的As水平最高,但仍处于清洁水平.As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn综合累积程度由高到低的顺序为工业区公园商贸区≈校园住宅区≈城市广场交通边缘带.工业区土壤总体表现为重金属轻度污染;公园、商贸区、校园和住宅区土壤重金属处于尚清洁水平;城市广场和交通边缘带土壤重金属处于清洁水平.不同土地利用方式对城市土壤的重金属含量有一定影响.     

交通活动对公路两侧土壤和灰尘中重金属含量的影响

为了解公路交通带来的重金属污染及其在公路两侧土壤中的分布规律,对相关研究结果的分析表明,含铅汽油、润滑油的燃烧,汽车轮胎、刹车里村的机械磨损等是公路两侧土壤和灰尘中重金属污染的重要来源.机动车辆排放的含重金属颗粒物或直接沉积在路面灰尘中,或通过干湿沉降沉积在公路两侧的土壤中,使得公路两侧土壤和灰尘中重金属出现不同程度的积累.一般地,公路两侧土壤中重金属含量随着距公路距离的增加呈指数形式下降.公路两侧土壤中重金属的含量及其分布格局因受交通流量、车辆类型、地形与路况、绿化带配置和风、降雨等气象条件的影响而异.     

Extraction of heavy metals from e-waste contaminated soils using EDDS

Environmental contamination due to uncontrolled e-waste recycling activities is drawing increasing attention in the world. Extraction of these metals with biodegradable chelant [S,S]-ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS) and the factors influencing extraction efficacy were investigated in the present study. Results showed that the addition of EDDS at low pH (5.5) produced higher metal extraction than that at high pH (8.0) solution. Metal speciation analysis indicated that Cu was completely complexed with EDDS at different pH conditions with various amounts of EDDS applied. For Pb and Zn, at low EDDS dose of 0.304 mol/kg soil, they were present as Pb- and Zn-EDDS. However, at high EDDS dose of 1.26 mol/kg soil, most of Pb was bound with dissolved organic matter. Ca and Al were found to be strong competitors for trace metals to EDDS at low application dose and low pH condition.     

Relationship between light and heavy fractions of organic matter for several agricultural soils in China

Although numerous studies about the nature and turnover of soil organic matter（SOM） in light and heavy fractions（ LFOM and HFQM, respectively） have been made, little information is available in relation to the relationship between LFQM and HFOM, and no attempts have been made to quantify a general relationship between LFQM and HFQM for agricultural soils under field condition. Qur hypothesis is there may be an inherent relationship between LFQM and HFQM for agricultural soils under certain unaltered management practices for a long period, to this end, we therefore studied typically soils taken from different parts in China by using a simple density fractionation procedure. The results indicated that LFQM was positively correlated with LFOM/HFOM ratio for three typical soils. This information will be of particular use not only in deepening our understanding of the dynamics of SQM fractions but also in evaluating the potential of agricultural soils to sequestrate C under different management practices in a long term.     

郑汴路不同运营路段路旁土壤重金属分布及污染分析

选择运营时间不同的杏花营和圃田路段分别布设1800 m长的采样断面,按距离路基远近不同布设土壤采样点38个,对照采样点2个,在距路基25 m处挖掘土壤剖面2个,共采集土壤样品50个.在室内试验的基础上,对路旁土壤重金属(Pb、Cd、Ni、Cu、Zn、Cr)空间分布特征与污染状况进行了研究.结果表明,公路两侧300 m范围内的土壤重金属含量明显高于对照区和中国潮土背景值,尤其土壤中Cd、Cr和Pb积累明显.路北土壤重金属含量高于路南.对于运营时间长的杏花营断面,土壤重金属含量高于圃田断面.大多数重金属在土壤中的含量随离公路距离的增加在距路基10～50 m处出现积累峰值,然后逐渐下降,在300 m附近接近于对照值.重金属主要累积在土壤深0～40 cm范围内.杏花营路段两侧200 m范围内为重金属轻度污染带,200～300 m之间为警戒带.圃田路段北侧30 m范围内为轻度污染带,30～200 m为警戒带,200～300 m为清洁带;而其南侧15 m范围内为轻污染带,15～80 m为清洁带,80～300 m为警戒带.     

浙东海积平原农田土壤重金属来源辨识

为了区别土壤中潜在有毒重金属是来源于成土母质还是人为的污染,在浙东海积平原农田选择了32个采样点,分别采集了耕作层(0～10cm)和心土层(40～50cm)土样,用标准化学分析方法分别测定了Cd、Cu、Cr、Co、Ni、Zn、Hg、Pb、Mo、As和Al含量.用元素剖面分布研究法、元素化学形态分析法和主成分分析法等综合方法探讨了农田土壤中重金属的来源.结果表明,研究区土壤中Cr、Co、Ni为非污染元素,主要来源于成土母质,平均含量在耕作层与心土层中较为接近,残留态是这些重金属绝对优势的化学形态.Cd、Cu、zn、Hg和Pb为主要污染元素,其耕作层舍量明显高于心土层,可提取形态的比例较高;其中,Cd、Cu、Zn和Pb有相似的人为污染来源,而Hg有不同的人为污染来源.土壤中的Mo和As的变化较为复杂,可能受成土母质和外源污染双重影响.     

提高植物修复效率的技术途径与强化措施

通过物理、化学或生物学手段,从土壤、植物及其生境3个方面着手来提高植物去除土壤重金属能力是植物修复技术应用研究的重要方向.对国内外植物修复过程中所应用的强化手段与辅助措施进行了一定的研究,分别阐述了施肥、水分管理、耕作栽培、修复剂、生物技术等方法的作用机制及应用效果.今后,植物修复技术需针对有应用前景的超富集植物进行生境特征的系统研究,并着重开发高效、低风险的土壤修复剂,注重植物修复成套技术的工程应用研究.     

锌冶炼区菜地土壤和蔬菜重金属污染状况及风险评价

对黔西北地区某典型锌冶炼区菜地土壤和主要蔬菜进行取样调查,测定了土壤和蔬菜可食用部分Pb、Cd、Zn、Cu、As、Ni 6种重金属的含量,采用单项污染指数和综合污染指数法评价了土壤和蔬菜中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数（RI）和目标危险系数法（THQ）评价了菜地土壤重金属污染的潜在生态风险和蔬菜中重金属对成人和青少年儿童的健康风险.结果表明,该区域菜地土壤已受到重金属的重度污染,且以Cd对综合指数的贡献最大,土壤Cd存在极强生态风险,研究区处于轻微、中等、强和很强的生态风险程度的采样点比例分别为2.0%、14.3%、35.7%和48.0%;在所采集的蔬菜样本中,土豆处于重度污染水平,芸豆处于中度污染水平;复合重金属健康风险指数评价结果表明,食用研究区域蔬菜对成人和青少年儿童健康产生负面影响的可能性很大.