Modeling rhizofiltration: heavy-metal uptake by plant roots

The discovery of phytoaccumulation potential of plant species has led to its application for remediation of heavy-metal-contaminated soil and wastewater, which is termed as phytoextraction/rhizofiltration. For prediction, analysis, planning and cost-effective design of such systems, mathematical models not only are used as a screening tool but also provide optimal parameters like harvesting time, irrigation schedule, etc. Several laboratory and field scale studies have been carried out in the past, and mathematical expressions have been developed by various researchers for different phenomena like metal adsorption in soil, plant root growth with time, moisture and metal uptake by plant root, moisture movement in unsaturated zone, soil moisture relationship, etc. The complete design of any such phytoremediation program would require the knowledge of behavior of heavy-metal movement in soil, water and plant root system. In this paper, a model for simulating heavy-metal dynamics in soil, water and plant root system is developed and discussed. The governing non-linear partial differential equation is solved numerically by implicit finite difference method using Picard's iterative technique, and the formulation has been illustrated using a characteristic example. The source code is written in MATLAB.     

苏南地区农村河塘底泥中重金属污染调查与评价

对苏南地区农村河塘底泥中重金属的污染物状况及分布特征进行了调查,分别在镇江、宜兴和常州采集了农村居民生活区、农田附近和养殖厂周围13个底泥样品,对底泥中的5种重金属Zn、Cu、Cd、Pb、Cr质量比进行了分析研究,并利用Hakason生态风险指数法评价了底泥中5种重金属对其所在水域的污染程度,对水域和周围环境造成的潜在风险影响.结果表明,苏南地区部分农村河塘底泥已受到轻度的重金属污染,部分采样点Cd、Cu和Zn已达到中度污染;不同类型底泥的重金属的污染程度趋势为:居民生活区＞养殖厂周围＞农田附近.     

钻井废泥浆中重金属化学形态及潜在生态效应评价

利用化学萃取法对江苏9个油田的不同类型钻井废泥浆的重金属化学形态分布特征进行调查分析,同时选用Hakanson的潜在生态危害指数法对钻井废泥浆中的重金属总量进行生态效应评价。结果表明,钻井废泥浆中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr主要以残渣态和有机结合态为主,活性形态含量较低;采用Hakanson的潜在生态危害指数进行评价,发现Cu、Pb、Zn、Cd都属于轻微生态危害水平,而Cr多属于中等水平,产生潜在生态危害的重金属主要为Cr。     

Heavy metals in water bodies purified by suspended substrate of rivers

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｔｈａｔｃａｎｂｅｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙｄｅｇｒａｄｅｄｏｒｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ .Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｔｈｅｙａｒｅｐｕｒｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｔｏｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｉｎｒｉｖｅｒｓ.Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｏｎｒｉｖｅｒｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｕｂ…     

膨润土吸附－絮凝法处理污水中的重金属离子

研究了天然膨润土对Ｐｂ￣（２＋）、Ｃｄ￣（２＋）、Ｃｒ￣（３＋）的吸附和膨润土的絮凝沉降条件，将吸附与絮凝过程结合起来形成处理污水的新工艺，加入０．０４％膨润土和０．００６％的ＰＡＣ可使低浓度污水中Ｐｂ￣（２＋）脱除９３．１％。     

城市生活垃圾理化性质的动态特性分析

对太原市城市生活垃圾的组成、化学元素及重金属等进行了1年(每月2次)共24次的分析。结果表明,太原市生活垃圾的组成在焚烧过程中,能产生低位热值(Q低)的有机物占(44.28±2.24)％,不产生低位热值的无机物占(13.94±2.01)％,混合物(破碎的动植物碎片及粘附在其上面的灰、土、砂)占(43.36±8.67)％。垃圾中可燃物比例较高,水分含量较低,有利于焚烧和热解,低位热值(Q低)平均值为(5590.8±1252.3)kJ/kg,但低位热值随季节变化较大。垃圾中化学元素硫(S)、氯(Cl)、氮(N)、氢(H)、碳(C)、氧(O)的年平均值分别为(0.20±0.13)％、(0.48±0.11)％、(0.87±0.18)％、(2.56±0.76)％、(30.78±4.06)％、(16.42±5.17)％,与其他城市相比,S、N、Cl的含量较高。垃圾中的重金属铅(Pb)、镉(Cd)的年平均值分别为41.94mg/Kg和1.806mg/kg;汞(Hg)含量变化较大。焚烧后的灰渣中,Pb部分挥发,Cd得到富集,但几乎无Hg检出。     

锦州湾表层沉积物中铅、锌、镉在各地球化学相间的分配规律

研究了受重金属严重污染的锦州湾内表层沉积物中铅、锌、镉在各地球化学相间的含量,及其在湾内河水-海水混合界面附近各相间的迁移转化特征。结果表明,锦州湾表层沉积物中上述重金属以非残渣相为主要存在形式,其中铁锰氧化物为重要的清除载体;以铁锰氧化物和碳酸盐形式存在的重金属含量由水环境的E_H和pH控制;在污染源附近的海区,表层沉积物中重金属在非残渣相和残渣相间的比值与近岸锌厂排出的这些重金属在废水和废渣中的含量比呈正相关关系。     

螯合纤维的合成及其吸附重金属离子的研究

研究了含有胺肟基和胺腙基功能纤维的合成、结构表征和螯合性能。新型合纤维对多种重金属离子具有良好的吸附性能，能从被污染的水体和土壤中去除重金属离子，经洗脱后可回收金属，螯合纤维能反复使用。     

黄河中游主要重金属污染物的迁移转化

探讨了内蒙古自治区黄河水体中微量有毒重金属汞、镉、铅、砷在水体中的迁移、转化。对于控制重金属污染物在水体中的形态分布、迁移转化及归宿具有重要的作用。     

重金属离子在腐殖酸表面的吸附——类颗粒表面吸附模型

本实验用伏安质子滴定法获得重金属离子(Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+))在腐殖酸表面吸附的实验数据,并基于这些数据提出重金属离子在腐殖酸表面的络合模型。模型中引入两个实验常数:反应系数α和竞争反应常数K_H。实验结果表明,这两个常数的实验值在一相当宽的起始溶液条件下基本稳定。基于这两个常数而获得的pH相关吸附等温线和实验数据相当符合。模型中采用了由电位滴定得到的腐殖酸表面羧基浓度作为最大表面基团浓度,并对其质子解离常数进行了表面电荷影响的修正。