Growth and metal uptake of energy sugarcane (Saccharum spp.) in different metal mine tailings with soil amendments

A pot experiment was conducted to investigate the feasibility of growing energy sugarcane(Saccharum spp.) in three different metal mine tailings(Cu, Sn and Pb/Zn tailings) amended with uncontaminated soil at different mixing ratios. The results indicated that sugarcane was highly tolerant to tailing environments. Amendments of 20% soil to Sn tailings and 30% soil to Cu tailings could increase the biomass of cane-stem for use as the raw material for bioethanol production. Heavy metals were mostly retained in roots, which indicated that sugarcane was useful for the stabilization of the tailings. Bagasse and juice, as the most valuable parts to produce bioethanol, only accounted for 0.6%– 3% and 0.6%–7% of the total metal content. Our study supported the potential use of sugarcane for tailing phytostabilization and bioenergy production.     

不同碳氮磷源改良剂对铅锌尾矿废弃地植被与土壤性质的影响

开展野外田间试验,在铅锌尾矿废弃地上添加不同碳氮磷源改良剂进行植被重建,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿废弃地的改良效果.结果表明:①添加不同碳氮磷源改良剂促进了植物在尾矿上定居和生长,植被盖度从6个月的2. 0%～20. 0%增长到30个月的62. 5%～98. 5%;生物量从6个月的9. 4～115g·m-2增长到30个月的389. 0～2 358. 3 g·m-2.②添加不同碳氮磷源改良剂增加了尾矿营养元素含量(有机碳、水溶性碳、硝态氮和有效磷分别增加了6. 0%～93. 3%、1. 3%～49. 3%、12. 3%～214. 7%和2. 7%～81. 3%)和提高了土壤酶活性(脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶活性分别提高了0. 3～2. 8、0. 1～1. 4、0. 1～0. 6和0. 1～0. 5倍).③添加不同碳氮磷源改良剂不同程度地降低了尾矿中重金属有效态含量(DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb和DTPA-Zn分别下降了2. 5%～40. 2%、1. 4%～25. 6%、1. 4%～15. 2%和0. 4%～24. 9%)和植物体内重金属(Cd、Cu、Pb和Zn分别下降了12. 1%～58. 7%、6. 4%～46. 0%、20. 2%～68. 0%和11. 7%～58. 1%)含量.④Pearson相关性分析表明,植被盖度、生物量与尾矿营养元素和土壤酶活性呈显著正相关,与尾矿重金属有效态含量呈显著负相关;植物地上部分重金属含量与尾矿重金属有效态含量、营养元素和土壤酶活性相关性不明显.综合分析表明,碳氮磷源改良剂是铅锌尾矿废弃地植被恢复良好的改良材料.     

压实度和含水率对铁尾矿抗剪强度影响的试验分析

以阜新同乃铁矿排放的铁尾矿为研究对象,经试验得出其级配不良,属于含砂低液限粉土.通过室内试验分析了不同含水率和压实度条件下铁尾矿的抗剪强度.结果表明,铁尾矿的抗剪强度与其含水率和压实度之间有很大的相关性.相同压实度条件下,黏聚力随含水率升高呈先增大后减小的规律,存在特征含水率,在特征含水率条件下黏聚力达到最大值.黏聚力与含水率可近似拟合为二次函数.土颗粒间的水膜联结和胶结作用对黏聚力的产生具有重要作用,黏聚力因含水率的不同而变化较大.试验得出含水率变化对铁尾矿内摩擦角的影响较小,这是因为砂土的内摩擦角与砂土的颗粒结构、大小及密实程度密切相关,而铁尾矿中的粗粒含量较高,含水率变化不会引起其颗粒结构、大小及密实程度的显著变化.在相同含水率条件下,铁尾矿的黏聚力和内摩擦角均随压实度增大而呈近似线性增大.不同含水率和压实度条件下,铁尾矿的黏聚力均不大,铁尾矿的抗剪强度主要依靠内摩擦角的贡献.考虑铁尾矿材料的抗剪强度因压实度和含水率不同而变化,可使尾矿库稳定性分析结果更符合实际情况.     

铀尾矿充填体氡析出规律理论研究

堆浸铀尾矿用作地下充填法采场的充填料是处理铀尾矿的一种方法。将铀尾矿作为充填料时,其内残留的镭衰变产生的氡气会从其表面析出,污染井下作业环境。基于氡在介质中纯扩散的理论,研究了在尾矿介质孔隙率为0.3、铀尾矿中镭活度浓度为3 400 Bq/kg、干燥时铀尾矿的射气系数为0.1、铀尾矿的密度为2.5×103kg/m3的条件下,含水饱和度、孔隙率、覆盖层厚度等物理参数对铀尾矿充填体氡析出的影响规律。结果表明:无覆盖层时,含水饱和度在0~0.25的范围内,随含水饱和度增加,铀尾矿介质表面氡析出率先增加后减小,含水饱和度从0增加到0.12时,铀尾矿介质表面氡析出率从5 Bq/(m2·s)增加到11 Bq/(m2·s),含水饱和度从0.12增加到0.25时,铀尾矿介质表面氡析出率从11 Bq/(m2·s)减小到10.5 Bq/(m2·s);有覆盖层时,铀尾矿介质厚度为3 m,添加孔隙率为0.05的覆盖层,当覆盖层厚度从0增加到0.1 m时,介质表面氡析出率减小67.5%,当覆盖层厚度增加到0.5 m时,介质表面氡析出率减小91.8%。     

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。     

活性污泥胞外聚合物提取方法及其絮凝性能研究

采用水浴法、蒸汽法、硫酸法、甲醛-NaOH 法对曝气池活性污泥的胞外聚合物(EPS)进行提取,测定了蛋白质和 DNA 含量,以评价提取效果和对细胞的破坏程度.实验结果表明,蒸汽法提取的 EPS 蛋白质含量为1 175.00 mg/g,提取效率高、操作简单,是一种较好的提取方法.在废水 pH 为 3、EPS 加入量为 5...     

金属尾矿作水泥混合材活性试验研究

选取烧失量低于10%,SO3含量低于3%,SiO2、Al2O3含量较高,适于作水泥混合材的6种金属尾矿进行水泥混合材活性试验研究.6种金属尾矿分别按10%、15%、20%、25%、30%与熟料、石膏进行配比.试验结果表明:6种金属尾矿不同掺配比活性试验的R28在68.72%～76.54%之间,高于活性混合材R28为62%的判定指标,由此可认为此6种尾矿均属于活性混合材,可单独用作水泥活性混合材;6种金属尾矿掺配比在小于30%的范围内,水泥安定性、凝结时间等性能指标均符合普通硅酸盐水泥要求;6种金属尾矿掺配比在小于30%的范围内其强度均满足32.5R等级水泥强度要求;尾矿掺配比为10%时,6种金属尾矿除3号尾矿外,均满足42.5R等级水泥强度要求.符合要求的金属尾矿用作水泥混合材,将扩大水泥混合材来源,降低水泥粉磨能耗和成本,实现尾矿的资源化和水泥工业的可持续发展.     

铀尾矿污染土壤微生物活性及群落功能多样性变化

采用常规微生物活性评价法和Biolog方法研究了铀尾矿区不同污染程度、不同深度土壤微生物活性及群落功能多样性的变化特征。结果表明,尾矿区土壤微生物活性发生了显著的变化,微生物生物量和可培养细菌数量显著降低,而土壤基础呼吸和代谢熵则明显升高,在取样深度方面,15 cm处土壤的微生物活性指标值基本都低于30 cm处。与对照相比,矿区土壤微生物群落结构多样性有所降低,其中放射性核素含量与Shannon指数、Simpson指数呈正相关关系,与AWCD值和McIntosh指数呈负相关关系;在深度上,上层土壤微生物的AWCD值、Shannon指数、Simpson指数均高于下层,随污染程度的增加,对碳源的选择性利用上也存在差异,在深度方向上则变化不一。该文研究结果可为尾矿区环境质量评价以及生态修复提供一定参考。     

中条山十八河铜尾矿库微生物群落组成与环境适应性

为了揭示尾矿区重金属污染与微生物群落组成和多样性的关系,本文选择中条山十八河铜尾矿库的水体、底泥以及矿砂为研究对象,比较分析不同生境中微生物群落组成的差异,及其与环境因子的相关性.结果表明,矿砂中微生物群落的丰富度和多样性最大,而水体中微生物群落的丰富度和多样性最小;在门和目水平上均表现出水体与底泥中微生物群落组成相似,而与矿砂的差异较大;8个优势科中只有鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)细菌的相对丰度与重金属(Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn)含量存在显著的正相关关系,而其余7个优势科:柄杆菌科(Caulobacteraceae)、甲基杆菌科(Methylobacteriaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、微杆菌科(Microbacteriaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)、链球菌科(Streptococcaceae)和类芽孢杆菌科(Paenibacillaceae)细菌的相对丰度与重金属含量存在显著的负相关关系,表明多数细菌都会受到重金属的抑制,而鞘脂单胞菌科细菌对重金属有较高的耐受性,因此具有修复重金属污染的潜力.