重金属污染土壤修复淋洗剂研究进展

综述了重金属污染土壤修复淋洗剂的分类和研究现状,比较了不同淋洗剂的淋洗效果和优缺点,综合分析各种淋洗剂在实际应用中遇到的问题,提出了今后淋洗技术的研究方向.     

土壤重金属污染及生物修复研究进展

土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集,一直备受国内外学者关注.研究土壤重金属污染规律,积极探索更有效、经济的污染修复新技术具有重要意义.对土壤重金属污染的来源、赋存形态和迁移规律进行了综述.土壤重金属污染主要来源于工业、农业、交通和能源消费;土壤中重金属的赋存形态可分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态6种;土壤胶体的吸附作用、土壤中重金属与腐殖质的反应、土壤Eh值、土壤的pH值和土壤中的生物转化作用都对重金属的迁移转化有一定的影响.探讨了土壤重金属污染的修复技术,侧重讨论当前研究较多的生物修复,包括植物修复、微生物修复、植物-微生物和动物的协同修复.提出了研究中存在的问题及研究方向.     

微生物促进植物修复重金属污染土壤机制研究进展

归纳总结了近10年来微生物促进植物修复重金属污染土壤的主要机制,包括微生物促进修复植物生长的耐性机制和影响植物提取/固定重金属的积累机制,并展望了今后的研究重点。对微生物促进机制的研究有助于更好地掌握及实施微生物-植物联合修复技术,进而提高污染土壤的修复效率。     

矿区重金属污染土壤的修复技术研究现状

矿山开采引发的矿区及周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。目前重金属污染土壤修复主要采用物理化学技术和植物修复技术,从这2方面较全面地介绍了国内外矿区重金属污染土壤的治理方法,并提出矿区土壤污染治理存在的问题和今后的发展方向。     

低污染浓度重金属Cd污染土壤的电动修复研究

为了研究低污染浓度土壤重金属的电动修复规律,以自制156.27 mg/kg的重金属污染土壤为研究对象,运用经典公式计算确定通电时间、电场强度及电场力,运用1 V/cm和3 V/cm电压梯度的直流电加在电极两端,记录通电过程中的电流、pH值、电导率变化,用火焰原子吸收分光光度计测试土壤中Cd的浓度,计算去除率。1 V/cm去除率最高有9.5%,3 V/cm最高去除率有14.7%。电场强度越大,产生的电场力越大,去除率越高;3 V/cm电压梯度,电渗流的作用大于电场力的作用;1 V/cm的电压梯度,电场力的作用大于电渗流的作用。土壤pH值突变快,在1 V/cm和3 V/cm电压梯度下,低污染浓度土壤的电动修复效率较低。     

中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策研究

土地是生存的根本,日趋严重的重金属污染不仅污染了地下水,对食品安全也带来了严峻的影响。文章基于此,首先从监测工作、污染源头、修复技术、质量评估四个角度分析了农田土壤重金属防治中的挑战,然后就如何应对农田土壤重金属污染提出了对策,包括健全土壤污染监测制度、加强土壤污染源头管控、创新土壤污染修复技术、完善土壤修复质量评估等。     

重金属污染土壤稳定化修复效果评估方法分析

重金属是工业生产的废弃物,可随着雨水渗透至低处,通过在植物体内聚集停留于土壤,导致土壤退化,农作物品质降低。同时,还会污染地下水,恶化水文环境,威胁人类生命。本文首先分析了重金属污染土壤的来源和现状,然后分析了重金属污染土壤的特点和危害,最后探讨了污染土壤稳定化修复效果的评估方法和二次污染防治,以供参考。     

安徽某硫铁尾矿区农田土壤重金属污染特征

对安徽省某硫铁矿尾矿区农田土壤、农作物进行重金属污染分析和风险评价,为硫矿区农田重金属污染风险管理与土地利用提供理论依据。布设30个采样点采集土壤及其毛豆样品,ICP-MS法测定Cu、Zn、As、Cd、Pb重金属全量,运用单因子指数、综合污染指数、潜在生态风险指数法和生物富集系数法对重金属污染程度进行评价。结果表明,研究区土壤p H值在3. 37～4. 60,均值为4. 03,土壤呈强酸性、酸性。比对安徽省土壤重金属背景值,研究区土壤已明显遭受外源重金属污染;比对GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》风险筛选值,受到Cd、Cu重金属污染,其中60%采样点Cu超标,76. 67%采样点Cd超标,但都远低于标准风险管制值;单因子污染指数评价结果显示该研究区农田以Cu、Cd污染为主;内梅罗综合污染指数评价结果表明研究区农田土壤总体已遭受重金属污染;潜在生态危害指数评价结果显示研究区土壤总体为轻微综合潜在生态危害,Cd在67%以上检测点为中等风险水平、10%为强风险水平。研究区农田农作物毛豆籽粒中Pb、Cd、As质量比均值未超过GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定的限量值,其对重金属的富集系数(EF)从大到小依次为Cd、Zn、Cu、As、Pb。     

重金属污染土壤的生物修复研究现状

以土壤中重金属污染物为对象,较为系统地综述了国内外重金属污染土壤生物修复(植物修复、微生物修复、动物修复等)技术的研究进展,结合当前土壤污染的新特点,提出了实际应用中存在的新问题,并对生物修复的近期研究工作进行了展望。     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。     

阳新县银山矿区土壤重金属污染特征与健康风险评价

为研究典型铅锌矿区土壤重金属的污染状况,分别采集108个农田土壤和48个不同深度建设用地的土壤样品,进行重金属测定分析。农用地所有监测点位土壤重金属含量出现不同程度超标,主要超筛选值污染物为Cd,As,Pb,Zn和Cu;其中Cd和As污染面积最大,基本覆盖整个研究地区。建设用地土壤中超筛选值污染物为Cd,As和Pb;随土壤深度增加,3种重金属含量呈下降趋势;3种污染物在垂直方向的最大污染深度可达11 m。对于农用地土壤,元素As在经口摄入途径对成人存在可接受致癌风险、对儿童存在不可接受的致癌风险;在呼吸摄入和皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。Cd在经口摄入途径中对成人和儿童存在可接受致癌风险,在皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。对于建设用地的土壤,As元素在经口摄入途径对成人存在可接受的致癌风险、对儿童存在不可接受的致癌风险;在呼吸摄入和皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。Cd元素在经口摄入途径对成人存在可接受的致癌风险,在经口摄入和皮肤接触途径对儿童存在不可接受的致癌风险。     

三峡库区重庆段土壤重金属污染现状调查与评价

为摸清三峡库区重庆段土壤重金属污染状况,分别采自农田、果园、企业周边等不同利用方式的土壤,运用土壤达标率、单项污染指数、综合污染指数和潜在生态指数法对不同类型的土壤样品中的重金属含量进行分析评价。结果表明,三峡库区重庆段土壤环境中Hg、Cd、As、Pb含量均值均超过推荐背景值;变异系数显示Hg和Cd的分布最不均匀,受到人类活动的影响最为强烈;单项污染指数和综合污染指数评价结果显示,只有部分土壤受到了Cd和Hg不同程度地污染,主要是企业周边土壤,而土壤重金属污染主要与人类活动密切相关;三峡库区重庆段土壤环境中各重金属元素的潜在生态危害指数小于40,土壤风险指数为97.5,尚处于低污染、清洁安全水平。     

铅锌矿山重金属污染的标准化方法评价

应用标准化方法建立了某矿区土壤环境地球化学基线模型,在此基础上,评价了铅锌资源开发引起的土壤重金属污染状况,结果表明：矿区重金属污染以Pb、Zn为主,且污染十分严重,Cu、Cd、As为轻微污染,少量土壤受到其显著污染。受Pb、Zn污染程度较高的区域主要集中在精矿运输污染区。     

基于野外实测光谱的污灌区土壤重金属污染快速监测

利用光谱反射率反演土壤重金属含量相比传统实验室化学分析方法具有简单高效、成本低、非侵入性等优点。但光谱采集主要局限于实验室内,大大降低了监测的时效性。采集了龙口市污水灌溉区内的32个土壤样本,对9种重金属(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)进行了测定,并对土壤光谱进行了野外实测,同时对实测光谱进行光谱变换,提取了去除包络线(CR)、光谱倒数对数(lg(1/R))、一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)4种光谱指标,采用偏最小二乘回归方法(PLSR)建模。结果表明,污水灌溉区内存在严重的土壤重金属污染现象,As、Ni、Cd等重金属富集情况显著,与Fe、Mn呈显著相关的6种元素为Ni、Mn、As、Pb、Zn、Cr,相应的最优建模光谱指标分别为一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)、反射率(R)、反射率(R)、二阶微分(RD2)、去除包络线(CR),验证精度r分别为0.935 3、0.781 4、0.699 6、0.745 8、0.690 1、0.569 6。研究表明,利用野外实测光谱可以提高土壤重金属监测的时效性,预估土壤重金属含量具有一定的可行性,但针对不同的重金属应使用不同的光谱指标建模来达到最优效果。     

厦门岛内不同功能区土壤与灰尘重金属污染的特征及评估

以厦门岛内城市表层灰尘和土壤为研究对象,系统考察了不同功能区(商业区、风景区、工业区、居住区)表层灰尘和土壤中典型重金属Cr、Cu、Cd和Zn的质量比水平和分布情况,采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价其污染程度,并分析它们的相关性及可能来源。用综合污染指数法得出土壤重金属污染强度从大到小依次为工业区(7.8)、商业区(4.9)、风景区(3.8)、居住区(3.5),灰尘的污染强度顺序为工业区(4.5)、商业区(3.9)、居住区(2.2)、风景区(2.1)。单因子污染指数法结果表明,各功能区土壤及灰尘都受到了重金属污染(Pi1),且与综合污染指数法得到的污染强度顺序类似,在土壤方面,商业区所有元素,风景区除Cr外,工业区除Pb、Cd外,居住区的Cu、Pb、Zn都达到了重度污染(Pi3);对于灰尘,商业区和工业区的Cu、Zn均达到了重度污染。相关性分析结果表明,各功能区的元素间无负相关关系,表明各元素间没有显著的抑制关系。从总量上看,土壤比灰尘中重金属质量比更高。最后对比分析了我国其他城市与厦门市的土壤重金属质量比。     

保定城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

为了解保定城市土壤重金属污染状况及潜在生态危害,以保定城市土壤为研究对象,采用单因子指数法、尼梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对保定城市土壤重金属污染特征及潜在生态危害进行评价。结果表明,保定城市土壤As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的平均值分别为9. 75 mg/kg、0. 18 mg/kg、0. 21 mg/kg、38. 99 mg/kg、66. 30 mg/kg、29. 10mg/kg、122. 36 mg/kg、28. 05 mg/kg。保定城市土壤中重金属元素平均值(除As、Ni、Cr外)均高于河北省土壤背景值,其中Hg、Pb、Zn元素的平均值较大,分别是河北省土壤背景值的5. 28倍、1. 74倍、1. 75倍,表明这些元素受到人为因素及工业活动的影响。保定城市土壤重金属污染程度从大到小依次为Zn、Pb、Hg、Cd、Cu、Cr、Ni、As,其中Cd、Pb、Cu以清洁状态为主,Hg以安全状态为主,As、Cr、Ni元素处于完全清洁状态,Zn元素出现污染,面积达到研究区面积的2. 08%。整体而言,保定城市土壤环境良好,局部污染,清洁、安全、警戒土壤面积比例分别为64. 58%、33. 33%、2. 08%,主要出现在保定市北部地区,其形成可能与工业生产及人类活动有关。保定城市土壤重金属潜在危害程度由大到小依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni。各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到很强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害;综合潜在生态危害指数(RI)达到中等生态危害程度,达到强生态危害和很强生态危害程度的面积之和占研究区总面积的35. 41%,其形成可能与工业生产有关。     

新建电子废弃物拆解厂附近土壤重金属污染评价及其来源分析

为了探究新建电子废弃物拆解厂附近土壤重金属污染水平与同源相关性,对上海某新建(2012年)电子废弃物处理厂附近土壤中的重金属进行了分析,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对土壤中As、Cd、Pb、Cu、Zn 5种重金属元素进行了测定,采用潜在生态风险指数法和地累积污染指数法对污染程度进行了评价。结果表明,除Zn外,该场区附近土壤As、Cd、Cu、Pb质量比的最小值均大于当地化工区土壤的背景值,其中As和Cd的质量比更高,分别为国家二级标准(GB 15618—1995)的1.7倍和1.68倍。评价区土壤重金属的风险指数为392,属于强生态风险,其中Cd的潜在风险指数达到了285,具有很强的生态风险;As的风险指数为83,具有强生态风险;Pb、Cu和Zn具有轻微生态风险,应用地累积污染指数法得到了相似的结果。通过重金属相关性分析得出,5种重金属相互间具有显著相关性,可初步判断均来自电子废弃物拆解生产过程中产生的污染,因此,必须进一步加强电子废弃物拆解过程的污染控制。     

复合药剂对不同类型重金属污染土壤的固化修复

为了考察复合药剂对Pb、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu和Ni污染土样的固化修复效果,以重污染企业用地、冶炼厂河道底泥和自配土壤为污染土样进行试验,试验中的普适复合药剂主要为含磷酸盐沉淀剂、黏土和水泥,视情况辅以无机还原助剂和有机络合助剂。在普适药剂(相对原土样的质量分数15%)、还原剂(5%)和有机助剂(2%)的组配下,处理后的重金属浸出质量浓度低于GB 18598—2001标准值。普适药剂对Pb、Cd、Zn、Cu、Ni的固化有效,磷酸盐是促成Pb固化的关键成分,黏土和水泥分别起到吸附固定和物理包封的作用。无机助剂中的还原/络合性成分和硫化物分别对Cr(VI)和Hg的固化有明显的促进作用。对于Pb、Cd、Zn、Cu复合污染土壤的修复,分析了重金属浸出质量浓度随普适药剂投加量变化的特征曲线,结果表明,Pb比Cu的曲线斜率更大,表明Pb的固化效率更高;Cd和Zn具有相似的曲线形状,推测二者具有类似的固化机理。     

柠檬酸、EDTA和茶皂素对重金属污染土壤的淋洗效果

采用振荡淋洗的方法研究了柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)和茶皂素对重金属污染土壤中Zn、Pb、Cu的去除效果。结果表明,Zn、Pb、Cu的去除率随淋洗剂浓度增加而增长,综合去除能力从大到小依次为0.6 mol/L柠檬酸、0.2 mol/L的EDTA、质量分数4%的茶皂素。在淋洗剂最佳浓度下,Zn、Pb、Cu去除率先随淋洗时间增加显著提高,继而保持稳定。其中,柠檬酸在8 h时对Zn、Pb、Cu的去除效果较好,EDTA和质量分数为4%的茶皂素在12 h时对Zn、Pb、Cu的去除效果较好。建议采用柠檬酸作为此场地修复的最佳淋洗剂。     

重金属铜在土壤中沉积的累积分析

实验模拟重金属含铜废水在自然条件下在土壤中沉积的累积,并结合实际现况分析数据,提出在废水的物理化学处理系统设施末端,增加一个静止池塘的工艺,可降低废水中铜离子浓度,不仅提供一种减小重金属污染的方法,且可大幅减少铜离子的排放总量,增加经济效益,达到循环经济的目的。