白洋淀水中铜、铅的化学形态及其分布

前言 目前,我们在评价水体受重金属污染的现状,以及重金属对水生动植物的毒性作用或生物效应时,一般都是以金属的总浓度作指标,但这往往会获得令人误解的结果.重金属对水生动植物的毒性作用取决于其化学形态,例如铜对永生物的毒性是随其络合程度的增强而减弱的,铅和锌也有同样表现.通过研究重金属的化学形态,可以为水体质量评价提供有意义的数据并可较     

柱淋滤模式下脱硫石膏中重金属组分的迁移特性

采用柱淋滤模式研究了来自武汉和浙江电厂的2个脱硫石膏样品FA1和FA2中Cr、As、Ni、Pb和Hg 5种重金属组分的迁移过程,了解这一过程为脱硫石膏污染防治工作具有指导意义。首先采用改进的Tessier法分级提取脱硫石膏晶体中重金属组分,完成了不同重金属组分赋存形态研究,结果表明重金属组分以氧化物结合态为主,其中FA1中重金属可淋滤态大小为PbAsCrNi,而FA2中重金属可淋滤态为AsPbNiCr。柱淋滤实验中选择p H值分别为4.0及4.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液为淋滤液,淋滤周期为17 d,得到不同重金属淋出率L随时间的淋出特征。结果表明:在本研究体系中各重金属组分淋出率均随淋滤时间有显著增加;淋滤液酸性增强可促进重金属组分的淋滤溶出;重金属组分赋存形态对重金属淋出迁移过程具有重要影响。脱硫石膏FA1中Cr、As、Ni、Pb、Hg以及脱硫石膏FA2中的Pb、Hg的最高淋出量超过《地表水环境质量标准》,在脱硫石膏资源化应用过程中可能对环境造成危害。     

水体中锌背景值的研究——滤膜和滤器对锌和铜、铅、镉分析影响初评

水体中重金属形态是复杂的,一般可分成溶解态和固体悬浮态。在天然条件下,水体中重金属含量随着水文等因素的变化有一定的差异,其中水体悬浮物的变化严重影响水中重金属的含量水平。为了获得江、河、湖、海水中重金属的正确含量和在时空上有可靠的对比性,近十年来,国际上采用水样通过0.45微米孔径的滤膜,截留在滤膜上的重金属为悬浮态,滤液中的称溶解态。这样,滤膜就成了研究水环境中重金属形态分布的基本工具之一。在我国水质监测和水源保护研究中也会广泛使用滤膜,国外对过滤方式和滤膜的种类、型号、规格、性能和应用等已有评述。     

有机肥料联合东南景天修复重金属污染土壤的研究

将两种有机肥料黄腐酸钾和紫云英(Astragalus sinensis)分别与重金属超积累植物东南景天(Sedum alfredii)联用修复重金属污染土壤,研究有机肥料对污染土壤重金属生物有效性、形态以及东南景天重金属积累量的影响。结果显示,修复0～4个月,施加有机肥料对土壤重金属生物有效性均有一定的促进作用;而修复4～8个月,土壤重金属向可氧化态和残渣态转化,生物有效性受到抑制。从东南景天地上部重金属积累量看,修复0～4个月,施加0.3%(质量分数)黄腐酸钾促进东南景天对锌、镉的吸收积累,锌、镉积累量分别比对照提高了280.37%、265.44%;而修复4～8个月,东南景天地上部重金属积累量相较对照均下降。由此可见,提升重金属污染土壤的植物修复效果,还需考虑修复周期的影响。     

水体腐殖酸对汞对无脊椎动物毒性的影响

近年来,天然水体中有机物特别是腐殖酸对重金属行为的影响日益受到重视.这是由于有机物改变了重金属的存在形态,因而影响了重金属对生物的毒性及在生物体中的积累.过去一些对浮游藻类的研究表明:     

水体重金属稳定性的问题

在天然水体中,重金属污染物大多以沉积物为其最终归宿.相对水相而言,底沉积物固相浓缩重金属的倍数可高达数千至数万倍. 已知存在于底沉积物或悬浮沉积物中的重金属污染物具有不同的结合形式,其生物可给性也具有明显的差别,如沉积物间隙水中溶解态重金属被认为是最迅速生物可给     

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律,对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明,燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性,大部分元素随着温度的升高挥发率增加,其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强,Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主,重金属含量与污泥灰相近,污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态,污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高,具有较强的生物有效性和迁移性,而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降,混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在,其含量达到90％以上,焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。     

EDTA强化电动力学修复重金属复合污染土壤

在自制的电动力学装置中,研究多种重金属复合污染土壤的电动力学修复,通过在阴极添加络合剂EDTA来提高修复效率。实验结果表明,EDTA的引入提高了修复过程中的电流值,且EDTA与重金属的络合提高了污染物向电极液的迁移效率,从而强化了电动力学修复效果。在设定的浓度(0、0.01、0.02、0.05和0.1 mol/L)中,0.1 mol/L的EDTA具有最佳的修复效率。在此实验条件下,污染土壤中的总铜、总铅和总镉的去除率分别为90.2%、68.1%和95.1%。电动力学修复后,对土壤重金属进行化学形态分析,发现电动力学修复显著改变了土壤重金属存在形态,修复后土壤中的铜、铅、镉主要以较稳定的有机态和残余态形式存在,显著降低了对周边生物和环境的毒害。     

动电修复不同形态重金属污染土壤效果研究

以钢铁厂附近废地的重金属土壤为对象,研究了动电修复技术去除重金属效果与其各化学形态的关系,讨论了电能消耗。结果表明,同一种重金属,其动电去除效率顺序为交换态碳酸盐结合态Fe-Mn氧化结合态有机结合态残留态,即吸附性越弱的形态,其去除率越高,如交换态去除率95%;吸附性越强的形态,其去除率越低,如有机态和残留态去除率低于29%;对于不同重金属,高移动性和弱吸附性的重金属较弱移动性和强吸附性的重金属去除效果好,即各形态的Cd、Cu和Zn的去除率明显高于相应形态Pb的去除率;能耗分析表明,实验时间超过96 h后,在电能有较大消耗的同时,重金属去除率却提高不明显。     

pH值对霞湾港沉积物重金属Zn、Cu释放的影响

以霞湾港(铜霞路段)的底泥沉积物为研究对象,采用重金属连续浸提法对重金属Zn、Cu在沉积物中的5种形态进行浸提,分析了其分布特征和在不同pH值与时间的条件下重金属的释放规律。研究结果表明,重金属Zn主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态的形态存在,Cu主要以有机结合态和残渣态的形态存在,可交换离子态的重金属含量都很低。重金属Zn、Cu从沉积物中的释放,主要是在酸性条件下发生,在酸性区内释放量随pH的升高而迅速降低。释放能力和释放速率均为ZnCu,它们释放的过程基本相似,释放速率都比较小,向环境中的释放是个长期过程。     

焦化废水处理过程外排污泥中重金属形态特征及其潜在环境风险

焦化废水处理过程所排放污泥中重金属的含量及化学形态是否构成环境风险将直接影响污泥处置方法的选择,为此,实验采用BCR顺序提取法分析了焦化废水处理站外排污泥中重金属(Cd、Hg、Pb、Cr、As、Ni、Zn、Cu和Mn)的形态特征,并采用地累积指数(Igeo)和潜在生态危害指数(RI)评价了重金属对土壤的潜在环境风险。研究结果表明:除Ni主要以可氧化态存在外,焦化废水外排污泥中其他几种重金属元素主要存在于残渣态,重金属元素的含量低于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)》中的控制限值;与城市污泥相比,焦化废水外排污泥具有低Pb、Cr、Zn、Cu含量,而高Cd、Hg、Mn含量的特点;基于Igeo和RI的评价结果,Cd和Hg是外排污泥中具有一定环境风险的元素,需要考虑其下游去向。焦化废水处理外排污泥中主要存在残渣态重金属成分,不表现为很高的环境风险,其处置应重点考虑其中有机污染物特别是POPs。     

垃圾焚烧飞灰磷酸洗涤对重金属的固定效应研究

重金属的固定是垃圾焚烧飞灰资源化技术的核心问题.通过系统试验,研究了垃圾焚烧飞灰磷酸洗涤对重金属溶出、后续烧结过程中重金属挥发,以及重金属化学形态变迁的影响.试验结果表明,磷酸洗涤在有效洗脱飞灰中氯盐的情况下,能够显著减少洗涤过程中重金属的溶出,抑制烧结过程中重金属的挥发,从而避免了飞灰处理过程的二次污染;同时,磷酸洗涤使飞灰中的重金属在烧结前后均向更为稳定的化学形态转化,烧结产物中重金属主要以残留态存在,从而提高了烧结产物资源化利用的长期环境安全性.     

生活垃圾焚烧飞灰重金属的受热特性

研究了飞灰重金属在不同煅烧温度下的挥发情况及其存在形态.结果表明:重金属挥发能力由强到弱依次为Hg＞Pb＞As、Cd＞Zn＞Cr、Ni、Cu;其中Hg、Pb、As和Cd属易挥发重金属,在1 150 ℃时几乎全部挥发;Zn属较易挥发重金属,1 150 ℃时的挥发率在40%～50%;Cr、Ni和Cu属难挥发重金属,在1 150 ℃的挥发率不超过10%;在400～1 150 ℃,随温度的升高,部分Zn、Hg、Cu、Pb、Cd、Ni和As由可溶态向残渣态、铁锰氧化态转化;在400～900 ℃,随温度的升高Cr可溶态比例减少,而在900～1 150 ℃,随温度的升高其可溶态比例增加.     

基于生物淋滤的城市污泥重金属溶出及形态迁移

利用生物淋滤法处理城市污泥,以生物淋滤过程中pH、ORP（氧化还原电位）变化以及重金属（Zn、Cu、Cd）溶出率为指标,考察淋滤菌接种比例、初始pH、淋滤时间对生物淋滤的影响,并分析了生物淋滤前后,重金属形态变化以及重金属的生物有效性和迁移性。结果表明富集筛选的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A. f）可有效溶出污泥中的重金属。生物淋滤最佳条件为：初始pH=4.00,淋滤菌接种比例30%,重金属Zn,Cu,Cd在第10天的整体处理效果最优,溶出率分别达到75.30%、50.40%和74.44%。BCR形态分析表明：原污泥中Zn,Cu,Cd主要以弱酸提取态、可还原态和氧化态存在,残渣态较少;生物淋滤之后,3种重金属弱酸提取态、可还原态和氧化态含量有不同程度降低,其中,可还原态含量降低最为显著,残渣态基本无变化,并且淋滤后污泥中重金属氧化态及残渣态所占比例较淋滤前高,污泥稳定性得到提升。生物淋滤可以通过减少污泥中重金属含量和改变重金属形态降低其生物有效性和迁移性。     

高效重金属捕集剂TDTC对络合铜的去除性能

传统化学沉淀法存在对酸性及低浓度的络合态重金属去除率低的问题,为解决此问题,以三乙烯四胺、二硫化碳为原料合成了重金属捕集剂N, N-双(二硫代羧基)三乙烯四胺(TDTC),并采用红外光谱等分析方法对其结构和主要官能团进行了表征。以酒石酸铜、柠檬酸铜和EDTA铜3种络合铜为去除对象,研究了TDTC对络合铜的去除性能及去除机理。结果表明,在pH为3.0~9.0、TDTC投加量为1 mmol·L⁻¹、Cu质量浓度为 50 mg·L⁻¹、PAM投加量为1 mg·L⁻¹条件下,Cu去除率可达到99.6%以上。进一步的沉淀表征分析结果表明,TDTC对络合Cu的去除过程存在螯合配位反应,具有与相应络合剂的竞争优势,能够把Cu从相应的络合剂中脱除并形成难溶的螯合沉淀,从而实现废水中Cu的有效去除。以上研究结果可为利用特异重金属捕集剂去除重金属的工程实践提供参考。     

污泥热干化过程中重金属Pb、Cu、Zn的形态转化及稳定特性

基于不同干化工艺条件下,对城市脱水污泥在不同的温度下进行干化预处理研究,对干化后污泥中重金属的量及不同形态进行定量分析,研究污泥干化过程前后影响污泥中重金属含量及形态变化的条件因子。结果表明,污泥中不同重金属的含量差异较大,在不同工艺温度干化作用下,不同重金属形态含量发生了明显的变化,且不同重金属在干化过程中各形态含量变化差异较大。污泥在高温干化作用下,可使一部分重金属的交换态、可还原态和可氧化态向残渣态转化。高温对污泥中重金属形态有较好的稳定作用。研究结果对城市污泥热处理过程中重金属的污染迁移及控制有重要指导意义。     

一种多DTC基团重金属螯合剂的合成及处理含铜废水性能

合成了一种新的二硫代氨基甲酸盐类重金属螯合剂CDTC,并对其处理游离铜离子、EDTA络合铜和柠檬酸络合铜废水的性能进行了研究.实验结果表明:CDTC能直接去除已络合的铜,对不同形态的Cu2+去除率均达99%以上,处理后的废水中Cu2+剩余浓度达到我国<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)一级标准;在废水pH=...     

玉米秸秆添加比例对污泥堆肥中Cu和Zn形态的影响

采用BCR连续提取法研究了玉米秸秆添加比例对污泥堆肥中Cu和Zn形态的影响.结果表明:重金属不同形态分配比例的变化能够准确反映重金属形态之间的转化规律;堆肥处理重金属总量不会变化,只是不稳定形态之间相互转化,Cu和Zn被大幅"浓缩",玉米秸秆比例越大,"浓缩效应"越明显;玉米秸秆比例增加有助于酸溶态Cu向可氧化态转化,...     

水稻秸秆炭及组合改良剂对石漠化地区土壤-玉米系统中重金属迁移特征影响

化学固定是重金属污染土壤修复及改良技术之一。通过盆栽实验,研究了水稻秸秆炭及其与石灰、磷酸盐组合改良剂对石漠化土壤-玉米体系中As、Zn和Pb 3种重金属迁移的影响,分析了玉米及土壤重金属含量、形态变化。结果表明,几种改良剂均显著促进了玉米生长,地上部分生物量：水稻秸秆炭 > 石灰+水稻秸秆炭 > 石灰 > 秸秆 > 磷酸盐+水稻秸秆炭 > 磷酸盐 > 对照。水稻秸秆炭、石灰及其组合均能够提高土壤pH值,抑制重金属向玉米地上部分迁移。添加改良剂后土壤中As的弱酸提取态和可还原态含量显著降低,均小于3 mg·kg-1。水稻秸秆炭、秸秆与石灰及其组合均能够降低土壤中重金属提取态和还原态量,能够降低玉米籽粒中重金属的含量,但玉米籽实中Pb依然超标。     

比较两种表面活性剂淋洗去除土壤中的重金属

以停车场和湿地2种土壤为研究对象,分别使用表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对土壤样品进行淋洗,考察2种表面活性剂对这2种土壤中重金属的去除能力差异及形态分布的影响,并分析淋洗后残留在土壤中表面活性剂的生物毒性。结果表明,2种表面活性剂均可在一定程度上去除2种土壤中的Cu、Cd、Pb和Zn。与湿地土壤相比,2种表面活性剂对停车场土壤中重金属的去除率均较高,且月桂基醚硫酸钠的去除能力优于鼠李糖脂。2种表面活性剂对可交换态重金属的去除效果最好,对残渣态重金属去除率较低。淋洗后2种土样中残留的鼠李糖脂及停车场土样中残留的月桂基醚硫酸钠的生物毒性低,湿地土壤中残留的月桂基醚硫酸钠具有一定生物毒性。