Metal immobilization by sludge-derived biochar: roles of mineral oxides and carbonized organic compartment

Pyrolyzing sludge into biochar is a potentially promising recycling/disposal solution for municipal wastewater sludge, and the sludge-derived biochar (SDBC) presents an excellent sorbent for metal immobilization. As SDBC is composed of both mineral oxides and carbonized organic compartment, this study therefore compared the sorption behaviour of Pb and Zn on SDBC to those of individual and mixture of activated carbon (AC) and amorphous aluminium oxide (Al₂O₃). Batch experiments were conducted at 25 and 45 °C, and the metal-loaded sorbents were artificially aged in the atmosphere for 1–60 days followed by additional sorption experiments. The Pb sorption was generally higher than Zn sorption, and the co-presence of Pb reduced Zn sorption on each studied sorbent. Higher sorption capacities were observed at 45 °C than 25 °C for SDBC and AC, while the opposite was shown for Al₂O₃, indicating the significance of temperature-dependent diffusion processes in SDBC and AC. Nevertheless, metal sorption was more selective on Al₂O₃ that showed a greater affinity towards Pb over Zn under competition, correlating with the reducible fraction of sequential extraction. Furthermore, significant amounts of Pb and Zn were additionally sorbed on SDBC following 30-day ageing. The X-ray diffraction revealed the formation of metal-phosphate precipitates, while the X-ray photoelectron spectroscopy showed a larger quantity of metal–oxygen bonding after 30-day ageing of metal-loaded SDBC. The results may imply favourable long-term transformation and additional sorption capacity of SDBC. In conclusion, SDBC resembles the sorption characteristics of both organic and mineral sorbents in different aspects, presenting an appropriate material for metal immobilization during soil amendment.     

稀土工业区土壤中钍形态的植物可利用性评价

土壤中钍的生物可利用性与其对生态环境的危害密切相关.分别采用小麦盆栽培养实验和连续萃取方法研究(Triticum aestivum L.)对土壤中钍的吸收及根际土壤和原质土壤中钍形态差别.结果表明,根际土壤中钍的质量分数较原质土壤低,根际土壤和原质土壤中钍的形态分布存在一定差别,根际土壤中非残留态量较原质土壤中高.利用吸附了钍的高岭土、蒙脱土、碳酸钙、无定形氧化铁、无定形氧化锰和腐殖酸等作为小麦水培实验基质材料,并采用连续萃取方法对钍各形态的植物可利用性进行了考察.吸附材料中钍对小麦吸收的贡献指数由大到小的顺序为:高岭土、碳酸钙、腐殖酸、无定形氧化铁、无定形氧化锰、蒙脱土.由各模拟材料结合的优势钍形态,钍各形态的小麦可利用性由大到小的顺序为:离子交换态、碳酸盐结合态、有机质吸附态、无定形铁锰氢氧化物共沉淀态、晶形铁锰氢氧化物结合态.     

SAPS处理酸性矿山废水的模拟应用研究

根据硫酸盐还原菌(SRB)的生物矿化原理设计了一套连续碱度产生系统(SAPS)反应器,以市政污水处理厂的活性污泥为SRB提供源,南方常见的香芋柄为有机物碳源,选用石灰石为反应器中碱度层填充物,进行实验室模拟SAPS处理酸性矿山废水(AMD)的应用研究,实验结果表明,SAPS处理酸性矿山废水的方法是具有技术可行的:SRB利用有机碳源生长代谢,产生碱度、还原SO2-4和降解COD。最终废水p H从进水4.0左右上升到出水7.0左右;出水COD降低到约200 mg/L;SO2-4还原为各种硫化物,其还原率约为61%;不同金属离子在有机层和碱度层发生反应产生沉淀,其中Fe2+、Cu2+和Zn2+的去除效率分别约为76%、78.5%和82%,而主要靠物理吸附作用的Mn2+去除率较低;初次模拟SAPS运行到56 d时,系统最终因有机碳源不足而各项指标不再改变。     

陆地生态系统酸沉降临界负荷及模型研究

酸沉降临界负荷作为确定陆地生态系统对酸沉玫的容许标准和制定污染控制对策的可行性工具，近年来越来越受到重视，为预测土壤，水体酸化趋势而开发的酸化模型在临界负荷的计算中起了重要作用。文章综述了临界负荷的概念，意义，使用现状，主要计算模型特点及存在问题。并讨论了模型在中国利用的可能性。     

有机螯合剂在镍污染土壤植物修复中的研究进展

有机螯合剂的存在能促进土壤中的固相Ni向水溶态转化 ,提高Ni的生物可利用性。本文讨论了土壤中镍的存在形态以及有机螯合剂对土壤中镍形态的影响 ,并从植物吸收Ni的机制出发 ,阐述有机螯合剂对植物吸收Ni和植物生物量的影响 ,分析了植物修复的螯合诱导技术的一些局限性 ,并对植物修复螯合诱导技术提出展望     

兰州大气飘尘萃取物的电子自旋共振信号及对细胞DNA的损伤

兰州市是我国化学工业中心之一,大气污染十分严重,空气中含多种致癌物质。据报道,该市大气飘尘中含有大量稳定性自由基物质,其与人类疾病密切相关。研究飘尘吸附的自由基物质及其危害很重要,但国内对此研究极少。Lyons等人首先观察到大气飘尘具有电子顺磁共振(ESR)信号,并用苯萃取得到具有信号的物质,推测信号中可能     

氰化物污染土壤的化学氧化修复方法初步研究

利用漂白粉(Ca(ClO)2)、H2O2、二氧化氯消毒剂(ClO2)作为氧化剂,处理氰化物污染的土壤,使其分解成低毒物或无毒物,据此建立了二氧化氯消毒剂(ClO2)处理含氰土壤的新方法.结果表明,漂白粉大大提高了土壤的pH值,改变了土壤原有的理化性质,H2O2有较好的处理效果但是氧化效率低,综合考虑,选择低浓度ClO2强氧化剂来修复氰化物污染的土壤.同时研究了温度、反应时问、ClO2浓度对反应的影响.结果显示,常温下,0.1%的ClO2为氧化剂,反应时间为45 min时,去除率可以达到55.57%;当ClO2浓度仍为0.1%,将温度升高为65℃.反应时间为30min时,去除率即能够达到98.85%.研究结果表明,该方法对氰化物污染的土壤处理是一种可行的和有效的选择,具有实用意义.     

铊在土壤-植物系统中的迁移积累

铊(Tl)是分散、稀有重金属,是典型的毒害元素.由于含Tl资源的开发及利用过程中向环境排放大量的Tl,造成了严重的区域性Tl污染,土壤中的Tl可被植物(尤其是粮食作物)富集,并可通过食物链进入人体发生累积,对人类造成重大危害.本文对土壤-植物系统的Tl污染和作物富集的研究现状进行了综述,重点阐述了土壤中Tl污染的形态、分布状况,不同植物对土壤中Tl的富集特点和规律,Tl(超)富集植物累积机制及植物Tl中毒机制,为Tl污染土壤的治理和预防提供了依据.     

Phytotoxicity and oxidative effects of typical quaternary ammonium compounds on wheat (Triticum aestivum L.) seedlings

Environmental Science and Pollution Research - The large-scale use of quaternary ammonium compounds (QACs) in medicines or disinfectants can lead to their release into the environment, posing a...     

模拟酸雨对南方土壤硅铝释放的影响

通过模拟酸雨淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝离子释放规律和特点的关系．结果表明,模拟酸雨的酸度是决定土壤中硅铝淋溶释放量的主要因素．当pH＞3.0时释放量增幅较为缓慢,而pH＜3.0以后释放量骤增．土壤溶液中H⁺浓度的增加,使得以水解反应为主要过程的土壤矿物的风化作用加强,从而使硅铝释放量增大.