针铁矿-富里酸复合材料对铅镉污染土壤的钝化修复性能

珠三角地区作为粤港澳大湾区的重要经济区域,工矿企业多,土壤重金属污染状况较为严重,且多以铅镉复合污染为主,研发安全高效的重金属修复材料与技术对保障区域环境质量和人居安全具有重要意义.本文拟采用钝化修复技术,以南方红壤中典型矿物针铁矿为主体,制备了针铁矿-富里酸复合材料,并将其应用于铅镉复合污染土壤的钝化修复.结果表明,复合材料中富里酸所占的质量分数越高,对铅镉钝化作用效果越好;土壤中铅镉的钝化率(IE)随钝化时间的延长而增加,并趋于稳定;钝化修复后可交换态及碳酸盐结合态Pb含量降低,残渣态Pb含量增加,土壤中Cd可交换态含量降低,铁锰氧化态及残渣态含量显著增加;钝化修复后土壤CEC、速效钾及铵态氮含量均有所提高;综合评价认为针铁矿-富里酸复合材料应用于红壤铅镉钝化修复有效可行.     

淹水与非淹水条件下外源水铁矿和葡萄糖对土壤磷有效性的短期影响

土壤中活性铁氧化物含量及其对土壤磷生物有效性的影响与施用有机肥有关,但外源添加活性铁氧化物和有机物对土壤有效磷含量的影响并不清楚.通过室内培养实验,研究了在淹水和非淹水条件下外源水铁矿和葡萄糖对土壤中植物有效磷(SAP)含量的影响.利用同步辐射红外显微成像技术原位探索了微域内铁和磷的空间关系.研究结果表明,在培养192 h内无论是添加水铁矿或葡萄糖或二者同时添加均会使SAP含量显著下降且呈持续下降趋势.在淹水和非淹水条件下单施水铁矿处理SAP含量分别下降30.9%和25.8%,单施葡萄糖SAP分别下降40.5%和26.8%,而同时施加水铁矿与葡萄糖处理SAP分别下降61.5%和45.3%.因此,同时施加外源水铁矿和葡萄糖对淹水条件下SAP含量影响更大.同步辐射红外显微成像分析结果表明,无论是添加水铁矿还是葡萄糖或二者同时添加,都会通过改变微区内铁和磷的空间分布打破原来土壤中铁磷相互作用平衡.上述研究结果对于土壤磷养分管理和磷面源污染控制具有重要参考价值和应用潜力.     

不同环境条件下水铁矿和针铁矿纳米颗粒稳定性

纳米颗粒的团聚和分散是控制许多重要环境过程的关键因素.本研究通过测定水铁矿纳米颗粒(FHNPs)和针铁矿纳米颗粒(GTNPs)的粒径和Zeta电位,计算DLVO相互作用能,探究了不同pH、离子和有机质条件下两种纳米颗粒的稳定性.结果表明Na~+和Ca~(2+)通过离子强度的作用促进FHNPs和GTNPs团聚;低浓度PO_4~(3-)(2mmol·L~(-1))、HA和FA(2 mg·L~(-1)和10 mg·L~(-1))吸附在铁矿物纳米颗粒上,改变其表面电荷,提高FHNPs和GTNPs在中高pH条件下的稳定性.高浓度的PO_4~(3-)(10mmol·L~(-1))虽然也可改变铁矿物纳米颗粒的电性,但由于离子强度的作用,对GTNPs的稳定性贡献不大.FHNPs或GTNPs的Zeta电位接近于0时,其相互作用的一级势垒和次级势阱常常同时不存在,两种纳米颗粒主要以不可逆的方式在一级势阱中团聚;当一级势垒和次级势阱同时存在时,次级势阱造成的可逆FHNPs和GTNPs团聚比例会增大.本研究结果为进一步考察FHNPs和GTNPs的环境行为和它们在负载污染物迁移中的作用提供数据支撑.     

生物矿化针铁矿吸附废水中铬的实验研究

在静态条件下,利用生物矿化针铁矿对含铬模拟废水进行吸附实验研究.结果表明,生物矿化针铁矿对质量浓度在5 mg/L以下的含Cr2O72-,Cr3+模拟废水均具有较好的去除效果,平均去除率达94%,出水达到"污水综合排放标准"(GB 8978-1996);其吸附符合Langmuir与Freundlich模型.      

铁矿烧结污染物排放特征探讨

铁矿烧结是我国钢铁工业主要工序之一,同时也是大气污染排放非常严重的工序,不仅污染物产生总量大,而且污染物种类多,仅通过末端治理的方法很难经济、高效的达到污染物减排。分析了铁矿烧结生产过程中烟尘、SO2、NOx、二恶英等污染物的产生原理和排放特征,为"源头削减-过程控制-末端治理"的污染物协同控制新思路提供理论基础。     

8种乡土树种在铁矿废弃地的定植与生长

应用生态系统演替原理,选取青冈(Cyclobalanopsis glauca)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、白栎(Quercus fabri)、麻栎(Quercus acutissima)、小叶栎(Quercus chenii)、榔榆(Ulmus parvifolia)、紫楠(Phoebe sheareri)和薄叶润楠(Machilus leptophylla)8种乡土树种在安徽省马鞍山市南山铁矿排土场进行定植试验.定植后3 a小叶栎高度达(194.89±2.71) cm(平均值±标准误,下同),比移栽时增加119.89 cm,平均年增高39.96 cm,高度最小的紫楠也达(72.67±2.91) cm,比移栽时增加了62.67 cm,平均年增高20.89 cm;地径最大的榔榆已达(3.87±0.11) cm,最小的紫楠也达(1.27±0.15) cm,说明在人工管理条件下,这些植物生长良好.观测结果表明,落叶阔叶树种比常绿阔叶树种定植成活率高,株高和地径增长速度也较快,是该地自然群落恢复的重要候选树种.     

炭载水铁矿吸附剂高效除砷性能及机理研究

为制备一种高效的吸附剂处理砷污染,以水铁矿(Fh)和花生壳生物炭(BC)为原料,合成了水铁矿@生物炭(Fh@BC)复合材料;探究了复合材料对砷的吸附特性;利用扫描电子显微镜-X光微区分析(SEM-EDS)、比表面积及孔隙度分析(BET)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)技术对吸附剂进行表征;并采用简化连续提取法分析被吸附砷的形态,判断其吸附稳定性。结果表明：水铁矿被生物炭成功负载,复合材料的总微孔体积和比表面积得到有效提高;复合材料对砷的吸附过程更加符合伪二级动力学模型和Langmuir模型,最大吸附容量可达80.09 mg·g^-1;且其对砷的吸附具有较大的pH适用范围;复合材料表面的水铁矿颗粒对砷的吸附起到重要作用,其除砷机制主要包括静电引力和配位络合。另外,复合材料吸附的砷中稳定态砷占总吸附量的99.18%,污染物二次释放的风险较低。     

水性聚合物对铁矿粉的抑尘性能与现场应用

为控制扬尘污染,采用水性聚合物抑尘剂将澳洲铁矿粉稳定化,表征了铁矿粉的含水率、Zeta电位、表面形貌、化学组成与晶体结构,研究了聚合物的抑尘性能和现场应用效果。结果表明,抑尘剂可促进铁矿粉聚集、提高内聚力,可在湿润状态下延缓水分挥发、干燥状态下紧密封闭粉体,有效降低风力侵蚀性。在30℃、35%相对湿度下的平均含水率比洒水提高了1.2倍,装卸过程和露天堆场估算的扬尘控制效率分别达到67.78%和93.96%。露天料场24 h PM_(2.5)和PM_(10)的控制效率分别为75.0%和80.95%,与估算结果接近;30 d的观察期间,堆体的封闭状态稳定,实现了现场有效抑尘。     

Fe(Ⅱ)aq与纤铁矿-胡敏酸复合物交互反应及其结构转化过程研究

Fe(Ⅱ)与铁氧化物的相互作用过程是铁循环的重要组成部分,影响着土壤中各种元素的地球化学过程。目前关于Fe(Ⅱ)与铁氧化物相互作用的地球化学机制已基本厘清。然而,土壤环境中,铁氧化物和有机质常常结合并形成铁氧化物-有机质（Fe-OM）复合物,使其形成结构更为复杂、活性变化更大的结构单元。Fe(Ⅱ)作用下,Fe-OM复合物结构转化的过程及其作用机制更是缺乏系统性研究。因此,该文以纤铁矿与胡敏酸复合物（Lep-HA）为研究对象,通过室内模拟实验,借助铁稳定同位素标记及XRD、SEM、XPS等矿物结构表征手段,研究在中性厌氧条件下,Fe(Ⅱ)与Lep-HA复合物相互作用电子传递和复合物结构转化的过程及其机制。结果表明：Fe(Ⅱ)与Lep-HA复合物可发生铁原子交换,铁原子交换率可达64.31%—91.82%;铁原子交换速率受Lep-HA复合物中C/Fe比例的影响,C/Fe比例越高铁原子交换速率越低。Lep-HA复合物中胡敏酸可通过降低Fe(Ⅱ)在纤铁矿表面的吸附量等作用,抑制Fe(Ⅱ)与Lep-HA之间的铁原子交换速率。XRD和SEM分析表明,胡敏酸的存在抑制了纤铁矿晶相转变及二次成矿过程;...     

某铁矿破碎车间除尘系统改造方案的比较与选择

结合气候特点,提出了既经济又可行的除尘方案。