粉煤灰改良沙质土壤水分物理性质的室内试验

通过大量的土柱积水入渗试验,研究了粉煤灰改良沙质土壤水分物理性质的效果.同时,试验还通过在沙土表层不同深度(10、20、30cm)施加不同施用率(10%、20%、30%、40%)的粉煤灰,对比研究了土壤水分物理性质的变化情况.结果表明,沙质土壤中施加粉煤灰可以有效地减小土壤入渗能力,减小湿润锋的下移速率,增强沙土持水性.在0～30cm施用深度,4种处理条件下湿润锋下移30cm所需的时间分别是对照试验的7～19倍,而且4种处理末端推进速率较对照试验均减小了90%以上.粉煤灰土壤改良层中含水率较沙土有明显提高,有效水分滞留时间显著增加.     

新型调理剂CTB-2污泥堆肥的氧气时空变化特征研究

采用新型CTB-2调理剂与城市污泥进行堆肥,研究了堆肥过程中氧气、温度的时空变化特征。结果表明,m（CTB-2调理剂）：m（污泥）=1：2能够有效降低污泥容重,改善堆体结构;堆体能够快速升温至高温期并持续7d以上,最终完成无害化;采用该比例的调理剂能够保证堆体的通风供氧,使堆体各层通风后的氧气体积分数都恢复至19％以上,最低氧气体积分数维持在数17％以上;堆肥过程中堆体的氧气体积分数、耗氧速率和温度都具有明显的层次效应,堆体耗氧速率呈先升高后降低的趋势,堆体通风后的氧气和最低氧气体积分数均随着堆肥的进行而增加。     

基于磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐材料化学钝化修复重金属污染土壤的研究进展

化学钝化修复是一种基于向污染土壤中添加稳定化剂,通过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列反应,使污染物向稳定化形态转化,以降低污染物的可迁移性和生物可利用性,从而达到污染土壤修复目的的方法.磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐材料是目前常用的重金属化学稳定化剂.本文概述了国内外关于该3类材料修复重金属污染土壤的作用效果、分子机理、应用实例、影响因素及其对土壤性质影响等方面的研究进展,并讨论了该3类材料原位修复土壤重金属的长期稳定性及二次污染问题.     

组配改良剂联合锌肥对土壤-水稻系统镉迁移转运的影响

选取湖南省长沙市北山镇某中重度Cd污染稻田进行田间试验,通过连续种植早晚两季水稻,研究了组配改良剂LS （石灰石+海泡石）,同时结合土施Zn肥和叶面喷施Zn肥对水稻Cd吸收的影响.结果表明：①施用LS （2250 kg·hm^-2和4500 kg·hm^-2）的各处理均能使早、晚稻土壤pH值增加0.28~1.26个单位,土壤CEC增加7.7%~33.4%,而土施Zn肥（90 kg·hm^-2）和叶面喷施Zn肥（0.2 g·L^-1和0.4 g·L^-1）对土壤pH值无明显影响.②基施LS的各处理能使早、晚稻土壤中TCLP和CaCl₂提取态Cd含量分别降低11.5%~38.8%和24.0%~81.0%,土施Zn肥和叶面喷施Zn肥对土壤Cd两种提取态含量无明显影响.③单一处理均能显著降低糙米Cd含量,但降低效果均不如联合处理,组配改良剂LS联合Zn肥的处理（L1Z1F1、L1Z1F2、L2Z1F1和L2Z1F2）使早稻和晚稻糙米Cd含量分别降低64.9%~67.5%和56.1%~80.6%,其中L2Z1F1（4500 kg·hm^-2的LS+90 kg·hm^-2的Zn肥+叶面喷施0.2 g·L^-1的Zn肥）处理效果最佳.④各处理下水稻各部位Cd/Zn比显著降低,糙米中Cd/Zn比值与Cd含量呈极显著正线性相关,说明各部位中Zn含量的增加是稻米Cd含量显著降低的关键原因之一.组配改良剂联合Zn肥修复技术能有效阻隔水稻对Cd的吸收和转运,降低水稻糙米Cd含量,是一种能有效实现中重度Cd污染稻田安全利用的技术模式.     

镧改性沸石改良太湖底泥的磷吸附特征

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg·L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方程,未改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量为791 mg·kg-1,镧改性沸石添加量为10、25和50 g·kg-1的改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量分别为937、1 037和1 505mg.kg-1.准二级动力学模型可以较好地描述太湖底泥对磷酸盐的吸附动力学过程.太湖底泥对磷酸盐的去除能力随pH值增加而降低,其对磷酸盐的吸附属于自发和吸热过程.改良太湖底泥对磷酸盐的吸附能力明显高于未改良太湖底泥,并且其吸附能力随镧改性沸石添加量的增加而增加.镧改性沸石添加量为10～50 g · kg-1的改良太湖底泥的磷吸附-解吸平衡浓度为0.129～0.241 mg·L-1,明显低于未改良太湖底泥(0.386 mg·L-1).被改良底泥中镧改性沸石所吸附的磷以NaOH-P和HCl-P等较稳定的形态存在,厌氧状态下不易释放.     

粉煤灰与若干有机固体废弃物配施改良土壤的研究进展

鉴于废弃物堆积引起的环境恶化和水土流失、矿山开采等导致土地退化,利用废弃物改良土壤、修复生态环境的研究和技术推广便具有十分重要的意义。文章介绍了粉煤灰与若干有机固体废弃物的理化特性,分析了其单一施用改土的弊病,重点阐述了粉煤灰与有机固体废弃物配施对土壤理化生性质的影响。认为粉煤灰与若干有机固体废弃物配施具有良好的土壤改良效果,也是我国固体废弃物处置和利用的最佳途径之一。此外,分析了有关废弃物配施改土中有待进一步解决的问题,并提出了今后工作的若干建议。     

Field demonstration of in situ immobilization of soil Pb using P amendments

A long-term field-scale demonstration project on the feasibility of using P to immobilize Pb in a Pb-contaminated urban soil was conducted. Phosphate was applied at an average rate of 3040 mg P/kg soil based on a P/Pb molar ration of 4.0, with four treatments: T₀, no P application; T₁, H₃PO₄ only; T₂, 1/2 H₃PO₄+1/2 CaH₂PO₄; and T₃, 1/2 H₃PO₄+1/2 phosphate rock. Soil samples were collected and analyzed 220 days after the P applications. For all P treatments, toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) extractable Pb levels in surface soils (0-10 cm) were reduced to below 5.0 mg Pb/l, with T₂ also effective in reducing the TCLP Pb level in subsurface soils (10-30 cm, <4.63 mg/l). Sequential extraction analysis indicates that P was effective in transforming soil Pb from non-residual fractions to a residual fraction. Such a transformation was mainly through dissolution of Pb associated with carbonate fraction and precipitation of pyromorphite-like minerals, which were confirmed using X-ray diffraction (XRD). Among these three treatments, T₃ was the most effective in reducing Pb mobility and minimizing P and Pb leaching in the soil. Our research clearly demonstrates that P amendments were effective in immobilizing Pb in contaminated soil.     

组配改良剂对稻田系统Pb、Cd和As生物有效性的协同调控

通过水稻盆栽种植试验,研究了两种组配改良剂LST(石灰石+海泡石+二氧化钛)和LSF(石灰石+海泡石+硫酸铁)在不同添加量(0、1、2、4、8、16 g·kg-1)下对水稻土壤Pb、Cd和As的生物有效性以及水稻吸收累积Pb、Cd和As的影响.结果表明:1与对照相比,组配改良剂LST和LSF均使土壤p H值上升,且与对照之间均存在显著差异(P0.05);两种组配改良剂相比,LST比LSF使土壤p H值上升得更多.2施用1~16 g·kg-1的LST和LSF使土壤中Pb、Cd和As的交换态含量分别降低16.8%~88.3%、22.4%~73.7%、2.25%~43.8%和20.2%~86.9%、20.7%~51.2%、18.0%~55.1%,均与对照之间存在显著差异.LST和LSF均能显著降低水稻植株对Pb、Cd和As的吸收.当LST和LSF施加量为16 g·kg-1时,糙米中Pb、Cd和As的含量最高分别降低了50.7%、64.7%、34.1%和40.7%、40.7%、36.2%.3水稻各部位对Pb和As的转运能力为谷壳茎叶根系,对Cd的转运能力为谷壳根系茎叶,水稻中谷壳向糙米转运Pb、Cd和As的能力为CdAsPb.4施加LST和LSF后,水稻糙米中Pb、Cd和As含量与土壤Pb、Cd和As交换态含量之间存在极显著的正相关关系,与土壤p H值之间存在显著的负相关关系.     

Minimization of methabenzthiazuron residues in leaching water using amended soils and photocatalytic treatment with TiO2 and ZnO

In the present work, potential groundwater pollution by methabenzthiazuron （MTBU） and the effect of three different amendments （composted sheep manure, composted pine bark and spent coffee grounds） on its mobility were investigated under laboratory conditions. The efficiency of ZnO and TiO2 suspensions in the photocatalytic degradation of MTBU in leaching water was also investigated. The relative and cumulative breakthrough curves were obtained from disturbed soil columns. The presence and/or addition of organic matter drastically reduced the movement of the herbicide. On other hand, photocatalytic experiments showed that the addition of ZnO and TiO2 strongly enhances the degradation rate of this herbicide compared with the results of photolytic experiments under artificial light. ZnO appeared to be more effective in MTBU oxidation than TiO2. The results obtained point to the interest of using organic wastes and heterogeneous photocatalysis for reducing the pollution of groundwater by pesticide drainage.     

锆改性高岭土原位改良技术控制重污染河道底泥磷释放效果

采用锆对高岭土进行改性,通过批量吸附实验考察了锆改性高岭土对水中磷酸盐的吸附性能,并通过底泥培养实验考察了锆改性高岭土原位改良技术对底泥磷释放的控制效果.结果表明,锆改性高岭土对水中磷酸盐的吸附能力随改性所用锆投加量的增加而增加.在制备锆改性高岭土过程中,溶液沉淀p H值由8增加到10时,锆改性高岭土对水中磷酸盐的吸附能力增加;沉淀p H值由10增加到11时,锆改性高岭土对磷的吸附能力基本不变;沉淀p H值由11增加到12时,锆改性高岭土的吸磷能力则下降.沉淀p H值为10时制备得到的锆改性高岭土对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以采用Langmuir模型加以描述.大部分被锆改性高岭土中锆所吸附的磷酸盐(84%左右)主要以Na OH提取态磷(Na OH-P)和残渣态磷(Res-P)形态存在,低溶解氧情况下不容易被重新释放出来,同时重污染河道底泥会释放出大量的溶解性磷酸盐进入上覆水体;向重污染河道底泥中添加锆改性高岭土可以极大地削减底泥中磷向上覆水体迁移的通量.采用锆改性高岭土对底泥进行改良不仅增强了底泥对水中磷的吸附能力,而且降低了底泥的磷吸附-解吸平衡浓度(EPC0).因此,应用锆改性高岭土作为底泥改良剂可以有效控制重污染河道底泥磷释放.