Liquid-phase hydrodechlorination of trichloroethylene driven by nascent H2 under an open system: Hydrogenation activity, solvent effect and sulfur poisoning

Hydrodechlorination is a promising technology for the remediation of water body contaminated with trichloroethylene (TCE). In this work, the liquid-phase hydrogenation of TCE by Raney Ni (R-Ni) and Pd/C under an open system have been studied, in which nascent H₂ (Nas-H₂) generated in situ from the cathode acted as a hydrogen source. Experimental results showed that TCE was completely eliminate from the solution through the synergistic effects of hydrodechlorination and air flotation due to the formation of continuous micro/nano-sized Nas-H₂ bubbles from the cathode. Furthermore, the effects of inorganic anions and organic solvents on R-Ni and Pd/C hydrogenation activity were investigated, respectively. The results showed that NO₃^? and acetonitrile can form a competitive reaction with TCE; Sulfur with lone-pair electrons will cause irreversible poisoning to these two catalysts, and have a stronger inhibitory effect on Pd/C. This work helps to realize the separation of volatile halogenated compounds from water environment and provides certain data support for the choice of catalyst in the actual liquid-phase hydrogenation system.     

The electrocoagulation/flotation study: The removal of heavy metals from the waste fountain solution

The objective of this study was to investigate the possibility of heavy metals (copper, zinc and nickel) removal from the waste fountain solution by the electrocoagulation/flotation (ECF) treatment. After the printing process, the fountain solution changes its composition due to direct contact with different printing materials (plates, inks, etc.) and becomes enriched with metals. The effect of operational parameters, such as electrode materials and combinations, current density, interelectrode distance and operating time, was studied. Also, response surface methodology (RSM) was applied to evaluate the effect of main operational variables and to get a balanced removal efficiency of metals from waste fountain solution by ECF treatment. The iron/iron electrode combination yields a higher percentage of copper and zinc removal efficiency (>95% and >80%, respectively), while for nickel the aluminum/iron and iron/aluminum electrode combinations (>95 and >85%, respectively) proved to be more successful. The optimum interelectrode distance was 1.0 cm (for copper) and 1.5 cm (for zinc and nickel) for all current densities. Heavy metal removal efficiency increases with the increase of electrolysis time for all electrode combinations. Also, the increase of current density improves the ECF removal efficiency. Based on the results obtained through RSM, the optimized parameters for the ECF waste fountain solution treatment for metal removal were identified as: Fe(−)/Al(+) electrode with interelectrode distance of 1.5 cm, operating time of 60 min and current density of 8 mA cm⁻². Overall, the ECF treatment was proven very efficient in the removal of heavy metals from the waste fountain solution under optimum conditions.     

安徽铜陵杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律

安徽铜陵杨山冲尾矿库使用期为1966—1990年,堆积了近1 308×104 t尾矿,选择该尾矿库进行尾砂重金属迁移规律研究.结果表明:在自然风化条件下,Cu,As,Hg,Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn,Pb,Hg和Cd在50～60 cm深处产生了二次富集;不同位置的尾砂中重金属迁移规律有一定差异,低洼区Zn,As和Cd等在表层形成局部富集,100 cm以内浅层尾砂中也有部分重金属元素二次富集;经过长期风化氧化和淋滤作用,浅层尾砂中的重金属元素易淋滤部分大多被淋失,风化后尾砂中Cu,Pb,As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其含量占全量比例均大于35%,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高.在尾矿库表面植草能减少扬尘,也可能造成部分重金属元素含量在表层异常升高,影响尾矿库的进一步改造和复垦.      

典型铜尾矿库周边土壤重金属复合污染特征

应用了Hakanson潜在生态风险指数法、相关分析法、主成分分析法对德兴铜矿尾砂库周边土壤Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和Cd复合污染特征进行研究,定量确定了铜尾矿库潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。结果表明：铜矿尾矿库周边土壤受到不同程度的重金属污染,该地区平均潜在生态风险污染指数超过600,具有极高的潜在生态风险;各重金属潜在生态风险参数由高至低顺序为Cd、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步通过主成分分析法研究了重金属的污染特性,发现前3个主成分贡献率分别为：65．033％、18．825％、6．243％,第一主成分反映了Zn、Ni、cr的信息,第二主成分反映了Cu和Cd的信息,第三主成分反映Pb的信息。     

典型铜尾矿库周边土壤重金属复合污染特征

应用了Hakanson潜在生态风险指数法、相关分析法、主成分分析法对德兴铜矿尾砂库周边土壤Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和Cd复合污染特征进行研究,定量确定了铜尾矿库潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。结果表明:铜矿尾矿库周边土壤受到不同程度的重金属污染,该地区平均潜在生态风险污染指数超过600,具有极高的潜在生态风险;各重金属潜在生态风险参数由高至低顺序为Cd、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步通过主成分分析法研究了重金属的污染特性,发现前3个主成分贡献率分别为:65.033%、18.825%、6.243%,第一主成分反映了Zn、Ni、Cr的信息,第二主成分反映了Cu和Cd的信息,第三主成分反映Pb的信息。     

尾矿库安全评价初探

尾矿库安全评价应该搞清坝及其附属构筑物的安全状况,评定尾矿库的安全等级,进行危害程度分类,对尾矿库安全生产状况做出综合评价。探讨了尾矿库安全评价应该采用的风险分析方法,建议了～个描述综合评价结果的框架。为了提高尾矿库安全评价质量,应尽快组织编写尾矿库安全评价细则,建立科学、统一、规范、权威的标准。     

基于实时控制的电絮凝-气浮处理重金属清淤尾水

针对重金属清淤尾水具有污染物浓度高、水质波动大、沉淀性能差等特点,选取pH值和浊度作为实时监测因子,并借助沉淀模拟和数据拟合等手段,建立了比电流与镉残留量之间的实时控制响应模型.结果表明:铝-电絮凝-气浮兼有中和pH值和改善泥水分离的优点,实现了重金属铅、镉和锌的达标排放;此外实时控制策略节省了35.8%的材料消耗和43.4%的电能消耗以及降低了47.9%的产泥量.     

熵权-未确知测度理论在尾矿库安全标准化中的应用研究

为寻求可用于尾矿库企业评价自身安全标准化运行状况的方法,引入信息熵和未确知测度理论。从要求、执行和成果三方面,选取17个相互独立的评价指标,建立尾矿库安全标准化运行状况评价指标体系。分层抽取员工对指标打分,得到指标观测值。采用信息熵确定各指标权重,以优、良、中、差作为评价等级,并对应安全标准化等级中的1级、2级、3级以及未达标。考虑可操作性,选取直线型函数作为单指标测度函数。使用置信度识别准则判定等级,得出尾矿库安全标准化运行状况评价结果。在5家尾矿库企业进行模型应用,并对比专家考评结果。结果表明,熵权-未确知测度模型用于尾矿库安全标准化运行状况评估的评价结果与实际情况吻合度较高,误差在可接受范围内。     

尾矿坝静力稳定分析的探讨与建议

尾矿坝不同于传统水库土石坝,不应完全按照传统土石坝的稳定分析方法。探讨了上游式尾矿坝静力稳定分析中的常见问题,分析了尾矿坝中孔隙水压力与超孔隙水压力来源,提出dp不大于005mm的尾矿坝年上升速率应不大于20m/a,对于上升速度过快的尾矿坝内应增设排水设施,以利于超孔隙水压力及时消散。在抗滑稳定分析方面,依据土力学的基本原理,明确了有效应力与总应力稳定分析方法的适用条件,将尾矿坝生命周期初期坝施工结束期、堆坝期、退役期等三个阶段,分别采用不同的稳定分析方法与强度参数。还讨论了尾矿坝中的两种特殊材料饱和松     

尾砂库溃坝对大环江沉积物中重金属的影响

为研究2001年特大洪水导致的北山铅锌矿尾砂库溃坝对大环江沉积物中重金属含量的影响及其潜在的生态风险,沿大环江自北向南设置了21个样点,共采集沉积物样品77个;分别采用SQG(沉积物质量基准)、PLC(污染负荷指数)和Hankson潜在生态风险指数法,对尾砂库下方大环江沉积物表层及剖面中As、Pb、Cd、Cu和Zn 5种重金属进行了分析和评价. 结果表明:大环江沉积物剖面pH平均值在2.09~7.51之间,其中38.1%的采样点土壤pH低于环江县背景值上限;表层(0~25 cm)沉积物中w(As)、w(Pb)、w(Cd)、w(Cu)和w(Zn)的平均值分别是环江谷地土壤平均值的3.2、20.0、59.2、2.1、17.0倍. 沉积物剖面的重金属质量分数分布主要有自上而下先降后升或先升后降2类规律,w(As)与w(Pb)、w(Cu),w(Pb)与w(Cu)、w(Zn),w(Cd)与w(Zn)均呈显著相关. 根据SQG法评估结果,大环江沉积物剖面首层(0~22 cm)w(As)、w(Pb)、w(Cd)和w(Zn)已对水域生物产生严重影响;大环江流域的PLI为2.57,属于极强污染;以环江县土壤背景值为参比值的Hankson潜在生态风险指数分析结果显示,大环江表层沉积物呈现强~极强的生态风险,5种重金属的污染程度为Cd＞Pb＞As＞Zn＞Cu. 尾砂库溃坝导致大环江沉积物中重金属质量分数陡然升高且难以恢复.