外源有机酸添加对风化煤矸石污染释放及重金属有效性的影响

为评价不同类型有机酸对风化煤矸石污染释放的影响,通过在风化煤矸石中添加不同种类的外源有机酸(腐殖酸、柠檬酸、草酸、水杨酸)进行处理,分析稳定7d后煤矸石浸出液的特征污染组分及TCLP提取态重金属含量。结果表明:对照处理组的风化煤矸石浸出液具有典型的酸性矿山废水特征。添加少量柠檬酸、草酸和水杨酸能显著(p0.05)降低风化煤矸石浸出液的pH和Eh值、明显增加浸出液的盐度、亚铁、总铁和硫酸盐含量,然而腐殖酸处理对浸出液pH、EC、Eh无明显影响,且可降低浸出液硫酸盐含量。少量外源有机酸添加均能不同程度促进风化煤矸石中Fe、Mn、Cu、Zn元素溶出,其中水杨酸处理对4种金属元素的溶出量较大。然而4种外源有机酸处理则能有效抑制Pb溶出,其中柠檬酸、水杨酸处理抑制效果最明显。有机酸添加对风化煤矸石的重金属有效性影响表现为4种外源有机酸处理均能明显增加风化煤矸石中Mn元素的有效性,降低Zn元素的有效性,但对Fe元素的有效性影响不明显。4种外源有机酸添加对煤矸石中Cu元素有效性具有不同程度的影响,其中腐殖酸、草酸处理能明显降低Cu元素有效性,而柠檬酸和水杨酸处理则明显增加Cu的有效性。     

不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响

为评价不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响,设置处理1(充氧饱和的曝气去离子水,Eh=229mV)、处理2(煮沸30min的去离子水,Eh=250mV)两种氧化环境及处理3(添加富含有机质的过滤养殖废水,Eh=14mV)一种还原环境的水溶液做浸提剂,对煤矸石进行0～9d的连续振荡浸提试验.结果表明:在浸提初期(0～1d内),煤矸石表面已形成的氧化产物迅速溶出,使得两种氧化环境和还原环境下的煤矸石浸出液pH都迅速降低,EC、Eh及多种溶出离子浓度迅速升高,但还原环境下煤矸石浸出液中Cu、F-浓度变化不显著,且还原环境下浸出液中其他离子虽有上升但显著低于氧化环境下.随浸提时间延长(1～9d),两种氧化环境下煤矸石浸出液pH继续降低,浸出液中Fe、Mn、Cu、Zn和SO2-4、F-多种污染物质溶出数量明显增加并呈现典型的持续氧化产酸过程;而还原环境下煤矸石浸出液的pH随时间延长降低不明显,Fe、Mn、Zn等污染物质溶出数量显著低于两种氧化环境下,Cu和SO2-4的释放也受到明显抑制.说明还原环境能有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出,且显著低于氧化环境.因此,在煤矸石堆场投加有机质形成还原(厌氧)环境可进行矸石污染的原位控制及治理.     

施用有机物料对污染土壤水溶性有机物和铜活性的动态影响

采用黑麦草盆栽研究施用绿肥、污泥和猪粪后，对Cu污染土壤水溶性有机物(DOM)和土壤Cu环境行为动态的影响．施用有机物料后土壤DOM含量比对照增加0.4—7.5倍，尤以绿肥和猪粪最明显．但随时间延长DOM降解明显，尤其在第一周内．污染土壤中水溶性Cu浓度随DOM的降解而相应减少研究发现，施用污泥有利于降低污染土壤中水溶性Cu浓度和黑麦草对Cu的吸收量，这是污泥固相有机质对Cu吸持使其活性降低和污泥DOM使Cu活性提高二者综合作用的结果．与此相反，施用绿肥和猪粪后，黑麦草体内的Cu含量却明显提高，其中潮土上提高1．4～2．1倍，红壤上提高1．4-1．6倍．因此．施用有机物料改良重金属污染地需格外谨慎。     

不同有机物料对东南景天修复重金属污染土壤效率的影响

通过盆栽试验,研究清洁有机物料(沼渣、菌渣、笋壳)对镉、锌超积累植物东南景天修复重金属污染程度不同的土壤(分别采自温州和富阳,称温州土和富阳土)的影响.结果表明,有机物料对土壤重金属有效性的影响因有机物料种类和添加量而异,不同重金属元素的反应也不同.在温州土中,以5%沼渣对Cu、Zn的活化效果最好;而在富阳土中则以1%笋壳对Cu、Zn、Pb和Cd的活化效果最好.有机物料的添加促进了东南景天的生长,其生物量随着有机物料添加量的提高而增加,增幅达23.7%~93.0%.在温州土中,仅以1%笋壳的处理对东南景天地上部吸收积累Cd的效果最佳,超过对照的22.6%,而其余各处理皆不及对照;对于Zn,菌渣处理不及对照,而其它处理均优于对照,以5%沼渣、1%笋壳和5%笋壳为佳,分别超过对照的39.6%、32.6%和23.8%.而在富阳土中,对于Cd而言,以5%笋壳、1%沼渣和5%沼渣的处理效果为佳,地上部Cd积累量超过对照的12.9%、12.8%和6.2%,而其余处理皆不及对照;对于Zn,添加有机物料的各处理都促进了东南景天地上部Zn的积累,最佳处理分别为:5%笋壳、5%沼渣和5%菌渣,分别超过对照的38.4%、25.7%和22.4%.     

贵州中部山区煤矸石堆场周边污染水稻土重金属的释放特征

通过对贵州中部山区煤矸石堆场周边污染的水稻土及上覆水进行调查与采样分析,探讨污染水稻土有效态重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb)含量的变化及其释放特征。研究结果表明:不同程度污染水稻土中Cd、As和Hg的含量及部分水稻土中的Cu含量超过了土壤环境质量二级标准,随着水稻土污染程度的增加,土壤有效态Cd的含量出现明显的增加,中度污染水稻土和重度污染水稻土有效态Cd的平均含量分别比轻度污染水稻土增加了1.30、2.60倍;在水稻生长期间(6~8月),污染稻田上覆水中均出现Cd的超标,中度污染稻田和重度污染稻田上覆水Cd的平均浓度(三次采样)分别比轻度污染稻田的上覆水高11.3%和27.3%。污染水稻土淹水1~30d期间,上覆水Cd的浓度出现不断地增加,淹水20d后中度及重度污染水稻土上覆水Cd均出现超标。因此,煤矸石堆场周边污染稻田排水的Cd会产生明显的二次污染。     

不同有机物料对水稻根表铁膜及砷镉吸收转运的影响

通过盆栽试验研究了油菜秸秆、蚕豆秸秆、泥炭、猪粪堆肥和生物炭这5种有机物料对贵州石灰岩黄壤区某砷(As)和镉(Cd)复合污染稻田土壤As/Cd有效性、水稻根表铁膜及As/Cd吸收转运的影响.结果 表明,施用有机物料显著提高了有机质和水稻生物量;除油菜秸秆对土壤pH值影响不明显外,施用有机物料显著提高土壤pH值,使土壤有...     

不同有机物料对黑土腐殖质元素组成及结构的影响

 利用元素分析仪及红外光谱仪研究施用不同有机物料对黑土腐殖质元素组成及结构影响的差异性.结果表明:与对照(CK)相比,有机物料施用5a后,黑土胡敏酸(HA)中C、H含量均显著降低,并以木本处理作用最显著.除动物粪便处理HA中N含量与CK相等外,其余有机处理N含量均显著高于CK,施用动物残体则使HA中O含量显著降低.施用草本残体可以提高富里酸(FA)中N含量.动物残体使FA中H含量显著降低.施用草本残体、木本残体使FA中C含量升高,O含量影响降低.有机物的施用使铁结合胡敏素(HMi)中C、H含量下降而使O含量上升,并以草本处理作用最显著,同时草本处理也使HMi中N含量降低.与CK相比,施用动物粪便、木本残体提高了粘粒结合胡敏素(HMc)中C、N含量而降低了O含量,有机物料施用5a后均使黑土HMc中H含量降低,且各处理之间差异显著.与CK相比,有机物料施用五年后均使HA及FA脂族性减弱,并以草本残体处理影响最明显.对于HMc,施用有机物料有利于提高其脂族性,同时使芳香C=C振动减弱,并且以木本处理影响最明显.有机物料施用5a后使HMi的羟基含量及碳水化合物减少,而使其脂族性提高.试验结果证实,不同有机物料处理对黑土腐殖质各组分特征的影响有明显差异.     

富含黄铁矿的煤矸石中碳酸盐影响其风化淋溶性质的研究

富含黄铁矿的煤矸石在风化淋溶过程中，碳酸盐含量不仅控制其风化程度，而且控制淋溶液的酸度。风化淋溶实验结果表明，Ｆｅ的淋溶量主要受控于酸度，而Ｍｎ＾２＋与ＳＯ４＾２－的淋溶量主要取决于其风化程度。     

某疑似有机污染场地对天然泉持续释放的溯源

为溯源某有机污染场地对天然泉的持续释放,研究分丰、枯水期以及雨前、雨中和雨后过程采集天然泉水样,同时采集污染场地周边土样,以有机污染物六六六、滴滴涕、荧蒽、芘、苯和三氯甲烷为主要溯源对象,利用气相色谱和气质联机仪测定。土壤有机污染物溯源结果发现天然泉上游2个化工企业内及周边土壤中HCHs、荧蒽和芘出现污染异常;天然泉水丰水期、枯水期HCHs浓度分别为12.1ng/L和72.7ng/L,枯水期泉水浓度高于丰水期6.0倍,推测与地下水上升引起的稀释作用有关;三氯甲烷浓度分别为4.34μg/L和1.50μg/L,丰水期泉水浓度高于枯水期2.9倍,苯仅在丰水期少量释放;荧蒽、芘仅在降雨过后释放,推测降雨量大有利于挥发性有机物入渗;污染场地周边包气带中有机污染物的垂直分布显示有机污染物的迁移呈逐渐减弱趋势,并与总有机碳、黏粒、阳离子交换量以及它们的物理化学性质密切相关。因此该研究溯源到2个企业存在污染场地,HCHs和三氯甲烷呈现持续释放状态,PAHs和苯为潜在释放状态,并呈现季节性变化。     

水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制

为评价利用富含天然水溶性有机质的废水覆盖处理对含硫煤矸石污染物释放的原位控制效果,分别采用过滤后的沼液覆盖(水溶性有机质1,OC-1)、养殖废水覆盖(水溶性有机质2,OC-2)及清洁水源水覆盖(对照,CK)对煤矸石进行浸没(覆盖)处理。经550 d的连续浸没试验,结果表明:与对照相比,煤矸石在2种天然水溶性有机质覆盖处理后的550 d的内,均能显著抑制煤矸石的氧化产酸,使水溶性有机质处理后上覆水样的pH一直维持中性偏碱的水平,显著降低了煤矸石周边水环境的氧化还原电位(pOC-1=0.000 01;pOC-2=0.000 01),并显著降低了煤矸石上覆水样中Fe、Mn、Cu、Zn及SO42-和F-等阴阳离子的浓度(pOC-1均0.01;pOC-2也均0.01);且2种水溶性有机质覆盖上覆水样中的溶出离子浓度之间没有显著性差异(pEC=0.251 5、pEh=0.319 8、pFe=0.992 8、pMn=1、pCu=0.939 7、pZn=0.993 1、pSO42-=0.124、pF-=0.073 8)。而清洁水源水(对照)处理的上覆水样则呈现煤矿山酸性废水的典型特征,即较低的pH(2.52)、较高的EC(3 730μS/cm)、Eh(502 mV)和酸度(1 383 mg/L),同时富含Fe、Mn、Cu、Zn等金属离子及SO42-和F-等阴离子。说明天然水溶性有机质覆盖处理可有效抑制含硫煤矸石的氧化酸化及多种特征污染物质的溶出释放。因此,可考虑采用一定浓度的养殖废水及沼液等天然水溶性有机质作为煤矸石覆盖材料对含硫煤矸石进行原位污染控制及治理。     

浸泡淋滤作用下煤矸石重金属元素的释放规律及特征研究

为探究天然煤矸石在雨水浸泡淋滤作用下重金属元素的释放规律及特征,通过扫描电镜(SEM)对天然煤矸石进行表征以观察其淋滤前后的微观形貌,借助X射线衍射(XRD)技术测定煤矸石淋滤前后的矿物成分组成及变化情况.结合模拟降水连续静态浸泡与动态淋滤试验,考察在不同固液比、粒径、pH、土壤介质条件下煤矸石中重金属元素的释放规律与特性.结果表明：(1)淋滤后的煤矸石表面凹凸结构较多,淋滤前后煤矸石中各矿物相含量差异较小.(2)As、Mn的浸出浓度均较高,最大释放率大小表现为As>Cd>Cu≈Ni>Mn>Cr>Zn>Pb. As的累积释放对周边土壤环境以及地下水产生不利影响的风险较高.(3)连续动态淋滤试验在pH为3时,Mn、Cu、Zn、Ni的累积释放量明显较高,As、Cr在中性条件下的累积释放量高于在酸性条件下.引入土壤介质这一因素后,Cr、As的累积释放量均明显减少,这两种重金属元素均呈现出在土壤中积累的状态.研究显示：对于相同煤矸石堆存量,降雨量越大,重金属的释放总量越高,固液比为1∶20时,As释放量最高可达2.822μg/L;Cr、As呈现出在土壤中积累...     

煤矸石酸浸除铁实验研究

煤矸石已成为不容忽视的工业废弃物,以其为原料制备Sialon材料具有良好的生态效益和经济价值。煤矸石中铁含量过高将影响其煅烧粉的白度,故需将有害组分铁除去。文章在水浴加热的条件下,以盐酸为浸取液,以原子吸收光谱仪测定酸浸液中的溶铁量,逐一考察盐酸质量分数、浸出液固比、浸出温度和浸出时间对煤矸石除铁率的影响。每个因素在不同设值下平行测定3次并求其平均值,之后进一步验证最优工艺的稳定性。实验得出最佳工艺条件为:盐酸质量分数20%、浸出液固比4∶1、浸出温度60℃和浸出时间0.5 h,在该条件下煤矸石除铁率均值达94.4%。     

煤矿矸石山的自燃及其控制

试验研究了煤矸石的自燃临界风速及煤矸石的粒径、空隙率与透气率的关系,详细分析计算了矸石堆中的热风速与自然对流风速。研究表明通过减小矸石堆的空隙率可以减小其供氧速率,从而达到控制煤矸石山自燃的目的。     

低分子量有机酸对红壤中硫丹释放动力学的影响

采用自行设计的动力学试验装置及平衡振荡试验,系统研究了3种低分子量有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)和水对红壤中α-硫丹(-αendosulfan,αES)的动力学释放行为.结果表明,10 mmol/L的酒石酸和柠檬酸可使αES的释放百分率相对于水和草酸提高7~18个百分点,其中尤以酒石酸的效果最为明显,但水和草酸对αES的释放能力却不存在显著差异(p>0.05),αES的释放存在明显的快速和慢速释放期,特别在前200 mL释放较快;水和草酸对αES的释放动力学数据可由双常数方程和抛物线扩散方程较好描述,并不是代表简单表面扩散的表观一级动力学方程,而酒石酸和柠檬酸则更倾向于Elovich方程(R2>0.99,p<0.000 1),说明对这类立体结构较复杂的有机氯农药来说,影响其在水相中释放的主导因素已不是简单的颗粒表面扩散机制,还可能涉及到土壤颗粒内部的向外扩散机制、颗粒表面的活化与去活化作用、土壤颗粒表面的溶解及对包被在土壤矿物表面的固有有机质结构干扰造成的表面点位能量分布的不均匀等多种机制,使释放动力学的机制更进一步复杂化.     

几种低分子量有机酸对红壤中DDTs类物质释放动力学的影响

采用自行设计的动力学试验装置,系统研究了3种低分子量有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)和水对红壤中滴滴涕(DDTs)类物质的释放动力学行为.结果表明:10 mmol/L的低分子量有机酸可使DDTs类物质的释放百分率相对于水提高15～18个百分点,特别在淋洗液的前250mL更为明显.水对DDTs类物质的释放动力学数据可用表观一级动力学方程很好拟合(R²>0.99,p<0.000 1),说明DDTs的释放可能以土壤矿物表面扩散为主,而有机酸存在体系中的该类物质的释放却更好符合抛物线方程、双常数方程,说明低分子量有机酸的存在使DDTs的释放机理复杂化,这可能与有机酸对矿物的溶解、对矿物表面固有有机质结构的干扰有关.     

从矸石电厂粉煤灰中提取氧化铝的综合利用探讨

循环经济模式指导下的粉煤灰综合利用,可以大大减少矿区固体废弃物占用土地、减轻污染、保护环境,实现经济的可持续发展。依据新汶矿区矸石电厂粉煤灰的理化特征。提出了酸浸法提取氧化铝,同时生产白炭黑、微晶玻璃等的粉煤灰综合利用方案,符合矿区循环经济发展要求,具有重要的经济、环境和社会意义。     

活化煤矸石对水中亚甲基蓝吸附行为的研究

采用批量吸附实验,研究了活化煤矸石对水中亚甲基蓝的吸附行为。结果表明,活化煤矸石能有效地吸附水中的亚甲基蓝。利用Freundlich等温吸附方程和Langmuir等温吸附方程对其吸附进行描述,表明活化煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附,吸附过程是放热反应;用颗粒内扩散方程、准二级吸附动力学方程和准一级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力学方程能更好地描述亚甲基蓝在活化煤矸石上的吸附;根据Arrhenius方程得出该吸附的表观活化能为88．14kJ／mol。     

矸石山自燃及扬尘治理

平顶山煤业集团采用降温、隔氧和灭火相结合的方法治理正在燃烧或即将燃烧的矸石山,采用绿化植树、洒水降尘及喷洒“防尘固化剂”等方法治理矸石山扬尘,均取得了较好的效果。     

香溪河库湾底泥营养盐释放规律初探

受水库调度带来的扰动影响,河道型水库支流库湾河口底泥营养盐释放为水体富营养化和水华暴发增加了风险。文章通过在香溪河库湾河口采集底泥和水样,室内模拟扰动条件下,藻类外吸收源、扰动及底泥-水界面浓度梯度对底泥营养盐释放的影响。结果表明:扰动及外吸收源并存时,底泥氮磷释放量增大;扰动作用对磷释放影响较底泥-水界面浓度梯度弱,但对氮释放影响较底泥-水界面浓度梯度影响大;底泥释磷量随底泥-水界面浓度梯度升高而增大,释氮量则受其影响较小。三峡水库泄水和水华暴发、藻类大量繁殖将促进香溪河库湾底泥营养盐释放。