利用改性钒钛钢渣和飞灰吸附模拟烟气中的Hg0

固体废弃物钒钛钢渣(VTS)、飞灰(FA)含有Fe、V、Ti等可促进Hg0氧化吸附的过渡金属氧化物,为提高VTS吸附Hg0性能、改性FA的抗硫特性,利用蒸汽活化、浸渍FeCl₃方法改性FA/VTS、FA/CaO,在固定吸附床上研究了不同改性方法、反应温度(T)、烟气ρ(SO₂)和ρ(HCl)对η(吸Hg0效率)的影响. 结果表明:蒸汽活化对提高η的作用有限. 经浸渍FeCl₃方法改性的FA/VTS,其η显著提高,在200 ℃下,吸附20 min时可达93%,吸附10 h后的Q(吸附容量)为0.42 mg/g;而浸渍FeCl₃方法改性的FA/CaO,其η随温度呈先升后降趋势,在120 ℃、吸附20 min时达到最高(74%). SO₂抑制Hg0的吸附,但FA/VTS的抗硫性能较FA/CaO有显著提高,具有低温抗硫吸附Hg0的潜势,可能与VTS中Ti的质量分数高有关. HCl可促进Hg0的吸附,在ρ(HCl)为30 mg/m3条件下,浸渍FeCl₃方法改性的FA/VTS吸附2 h的η在90%以上. 研究表明,经FeCl₃浸渍改性的FA/VTS是较好的Hg0吸附剂,具有实际应用的潜势.      

不同功能区污水中汞的含量、形态和负荷研究

该研究以焦作市5种不同功能区(居民区、商业区、学校、牙科诊所和医院)的污水作为研究对象,分析了其中汞的浓度和形态,进而对不同功能区污水的汞负荷进行了估算。结果显示,牙科诊所污水中的总汞(THg)和甲基汞(MeHg)浓度最高,均值分别为(11.3±10.6)μg/L和(18.17±31.76) ng/L。医院污水样品THg和MeHg浓度均值分别为(324.70±274.22) ng/L和(6.84±3.85) ng/L。居民区、商业区和学校的污水中THg的浓度相差不大,均值分别为(179.15±54.20)、(256.04±123.93)和(156.65±42.63) ng/L;MeHg浓度分别为(2.42±0.71)、(2.67±1.68)和(1.80±0.40) ng/L。所有样品中,溶解态总汞(DTHg)占THg的比例为0.74%～23.37%之间,溶解态甲基泵(DMeHg)占MeHg的比例为23.41%～45.70%,说明污水中的汞主要以颗粒态存在;污水样品MeHg占THg的比例为1.10%～4.48%。牙科诊所的污水中,THg和MeHg的浓度都很高,需要采取有效措施减少牙科污水中汞的排放。以居民区、商业区、学校生活污水汞浓度的均值来估算,全国城镇生活污水的THg负荷为(6.41±1.68)t/a,相当于全国城市污泥THg负荷的(52.54±13.77)%,是城市污水中汞的主要贡献源。以牙科医生的平均THg负荷计算,全国牙科污水的THg负荷为(193.13±198.01) kg/a,对全国城市污泥THg负荷的贡献率约为(1.58±1.62)%;以医院床位的平均THg负荷计算,全国医院污水的THg负荷为(142.53±224.22) kg/a,对全国污泥中THg负荷的贡献率约为(1.17±1.84)%,可见牙科诊所污水和医院污水不是城市污水中汞的主要贡献源。     

渔业养殖区溶解性有机质的来源、组成及其对汞甲基化的影响

溶解性有机质（DOM）对水生环境中汞的赋存形态及转化过程具有极其重要的影响.但从更加微观的角度,如DOM的组成部分及其官能团特征等,却缺乏相关研究以阐明DOM影响汞形态转化的机制.为探究渔业养殖区来源于不同有机物（如残饵、鱼粪和底泥）的DOM各亚组分对水体中汞甲基化的影响,应用多级树脂联用技术,将渔业养殖区不同来源的DOM分离出6种亚组分,利用室内培养方式进行Hg²⁺的甲基化试验.傅里叶红外光谱分析结果表明,DOM中含有各种不同的官能团.亲水性组分主要包含羟基、羧基等极性较强的官能团;疏水性组分则包含一些无极性或者弱极性官能团如甲基、亚甲基和酚羟基等.疏水性亚组分是DOM的主要组成成分,其中又以疏水性碱性物质（HOB）为最,在有机物腐解过程中一直占有最大的比重.总体而言,疏水性有机组分对汞甲基化的促进作用显著高于亲水性有机组分;这主要是因为亲水性有机组分含有大量的羧基、羟基等官能团,可以更好地与活性Hg²⁺结合,降低甲基化反应的底物浓度,从而抑制甲基化发生.而疏水性组分对汞亲和性较弱,而且所含酚羟基以及还原性含硫基团等都可作为电子供体,从而促进汞甲基化的发生.从总体来说,在有机质腐解过程中,各种非同源有机质所形成的HOB对汞甲基化的促进作用不断增强.     

黄浦江底泥和生物膜对汞的吸附及形态分析

为探讨影响沉积物和生物膜对汞的吸附量及吸附形态的各种因素,采集了黄浦江底泥和生物膜样品,进行汞的吸附实验,发现pH值和Na^ 浓度是影响吸附的重要因素：pH=6时,汞的吸附量达到最大;在低的离子浓度范围内,吸附量随着离子浓度的增加而增加,当Na^ 浓度达到一定值时,吸附量反而降低。通过对吸附数据的拟和发现,Freundlich方程更适于描述汞在底泥中的吸附过程,而Langmuir方程更适于描述汞在生物膜中的吸附过程。外加汞源后,生物膜所转化的气态汞和有机质结合态汞含量较高,而底泥中的有机质结合态的汞含量则较高。     

小兴安岭泥炭藓沼泽生态系统中的汞

研究了小兴安岭汤旺河流域中的泥炭、土壤和植物样品的汞,泥炭地总汞的平均含量为65.8～186.6ng/g;高于黑龙江土壤A层汞平均含量,也高于美国佛罗里达大沼泽国家公园和瑞典Birkeness湿地的含量.甲基汞平均含量为0.16～1.86ng/g;约占总汞的0.2%～1.4%,泥炭地总汞最高浓度出现在5～10cm深处,为186.6ng/g,甲基汞最高浓度出现在10～15cm处,为1.86ng/g,均随深度增加而减少.甲基汞含量与总汞没有很强的相关性(P=0.05,r=0.28)     

汞胁迫对齿肋赤藓生物结皮细胞超微结构的影响

细胞器结构是生物细胞功能的基础,而重金属会对细胞器结构产生毒害效应,进而破坏生物的组织器官完整性及生理代谢功能,汞对生物结皮细胞器超微结构的影响尚未见报道。为探究汞胁迫对齿肋赤藓生物结皮叶肉细胞超微结构的影响,将叶肉细胞暴露于不同浓度的汞溶液中(0、10、20、30、40、50和60 mmol·L~(-1)),连续培养7 d,采用透射电镜技术观察叶肉细胞的变化。与对照组相比,汞浓度在20～60 mmol·L~(-1)时,齿肋赤藓生物结皮的细胞器超微结构随汞浓度增加逐渐发生变化,细胞壁逐渐模糊,出现质壁分离现象,液泡出现一定的空泡化,叶绿体膜破损,类囊体、基粒及基质片层消失,细胞核解体及核仁消失。综上所述,齿肋赤藓生物结皮在低汞浓度时可维持有机体免受毒害,表明齿肋赤藓生物结皮有一定的重金属胁迫耐性,但超过阈值(20 mmol·L~(-1))时,出现汞胁迫伤害,且随汞浓度增加,胁迫毒害效应加剧。本研究结果可为干旱区非维管植物(齿肋赤藓)适应重金属胁迫环境理论及抗性物种培养提供参考。     

煤矸石热处理过程中汞的释放行为

选取山西省的3种典型煤矸石,利用固定床反应装置研究了该3种煤矸石中汞的释放行为.考察了温度(150—1000℃)、气氛(N_2、3%O_2、CO_2)、氧气体积分数(3%、9%、15%、21%)对煤矸石中汞释放行为的影响.结果表明,温度是影响煤矸石中汞释放的主要因素,汞的主要释放温区为200—600℃,600℃时汞在不同热工况条件下的释放率均约为92%;汞在释放温区内呈现两个主要的释放强度峰,分别位于200—400℃,400—600℃区间,且3种煤矸石中汞均在中温区(400—600℃)呈现的峰于500℃附近达到最强释放;微氧气氛促进了汞的释放;二氧化碳气氛抑制了低温区(200—400℃)汞的释放,促进了中温区(400—600℃)汞的释放;随着氧气体积分数的增大,汞与挥发份的释放能力依次增强.