Removal of heavy metal ions from aqueous solution using red loess as an adsorbent

The adsorption behaviors of heavy metals onto novel low-cost adsorbent, red loess, were investigated. Red loess was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectra. The results indicated that red loess mainly consisted of silicate, ferric and aluminum oxides. Solution pH, adsorbent dosage, initial metal concentration, contact time and temperature significantly influenced the efficiency of heavy metals removal. The adsorption reached equilibrium at 4 hr, and the experimental equilibrium data were fitted to Langmuir monolayer adsorption model. The adsorption of Cu(II) and Zn(II) onto red loess was endothermic, while the adsorption of Pb(II) was exothermic. The maximum adsorption capacities of red loess for Pb(II), Cu(II) and Zn(II) were estimated to be 113.6, 34.2 and 17.5 mg/g, respectively at 25°C and pH 6. The maximum removal efficiencies were 100% for Pb(II) at pH 7, 100% for Cu(II) at pH 8, and 80% for Zn(II) at pH 8. The used adsorbents were readily regenerated using dilute HC1 solution, indicating that red loess has a high reusability. All the above results demonstrated that red loess could be used as a possible alternative low-cost adsorbent for the removal of heavy metals from aqueous solution.     

Historical trends of heavy metal contamination and their sources in lacustrine sediment from Xijiu Lake, Taihu Lake Catchment, China

Concentrations of Cd, Cr, Cu, Pb, Zn and Hg in Xijiu Lake sediment from the Taihu Lake catchment, China, were analyzed. Their contamination state was investigated based on the geoaccumulation index and enrichment factors. Statistical analysis was used to differentiate the anthropogenic versus natural sources of heavy metals (HMs), and the anthropogenic accumulation fluxes were calculated to quantify anthropogenic contribution to HMs. The results indicated that the lake sediment had been heavily contaminated by Cd, enrichment of Zn and Hg was at a relatively high level, while that of Cu and Pb was in the lower-to-moderate level and Cr was in the low enrichment level. Sources of Cr in the sediment were mainly from natural inputs, while other metals, especially Cd, were predominantly derived from anthropogenic sources. In the past century, anthropogenic accumulation fluxes of Pb, Zn and Hg increased by 0.1-47.3 mg/(cm².yr), 2.4-398.1 mg/(cm².yr), and 3.7-110.3 ng/(m².yr), respectively, accounting for most inputs of HMs entering the sediment. The contamination state of HMs varied with industrial development of the catchment, which demonstrated that contamination started in the early 20th century, reached the maximal level between the mid-1970s and mid-1990s, and decreased a little after the implementation of constraints on high contamination industries, although the contamination of some HMs, such as Cd, Zn and Hg, is still at high levels.     

土壤重金属污染的生物修复技术

随着城市化和工业化的加速,土壤的重金属污染问题日趋严重。生物修复技术作为一种环境友好型治理措施越来越受到关注,其主体主要包括植物修复、动物修复以及微生物修复。文章首先综述了生物修复土壤重金属污染的机理及其研究进展,其中植物修复包括降解、提取、挥发、根系钝化以及固定等,而微生物修复机理主要包括生物富集、生物吸着以及生物转化;其次分析了生物修复技术的局限性,如超富集植物积累重金属的单一性,植物的生长速度慢、积累效率低、适应性弱,微生物的种间拮抗作用等;最后对其发展前景提出展望,认为通过加强国际交流,重视多学科的交叉应用,以及合理配置人才与资源等措施,有利于突破技术瓶颈,发展出更具应用价值的复合修复技术。     

模拟雨水对工业烧渣中重金属浸出特性的研究

采用《固体废物浸出毒性浸出方法—水平振荡法》(HJ557-2010)对工业固体烧渣中重金属进行浸出试验研究,并利用火焰原子吸收分光光度法分别测定了其浸出液中的铅、铬、锌、镉、铜、铁和镍等7种重金属,用可见分光光度法测定砷,考察了模拟酸雨的pH值、液固比和浸取时间等因素对烧渣中重金属的浸出试验的影响,实验结果表明烧渣中各重金属的浸出值均未超出国家标准《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中的允许值,可直接作为建筑材料或路基材料使用。     

生活垃圾资源化有效利用性分析

本文对生活垃圾资源化处理进行分析,垃圾中重金属的存在直接影响其有效利用,不断强化人们的环保意识,将分拣垃圾落实到实际行动中,生活垃圾能够变废为宝。     

新疆香山铜镍矿区热液作用性质及其成矿潜力研究

香山铜镍矿床位于东天山土墩-黄山-图拉尔根铜镍矿带中部,具有较好的铜、镍资源前景。矿区内热液作用发育,出现大量蚀变矿物、含金属硫化物的石英/方解石脉状矿石贯穿基性岩石。通过对蚀变矿物特征、石英/方解石中流体包裹体、金属硫化物成分等研究,探讨热液作用性质及其成矿意义。研究表明,岩石蚀变矿物主要为蛇纹石(两个世代)、纤闪石、绿泥石和黑云母等,说明热液流体具有多阶段特征,含有一定量的卤素挥发分;矿石蚀变矿物主要为针镍矿、紫硫镍矿、红砷镍矿、辉砷钴矿等,说明热液流体的硫逸度逐渐增高;脉状矿石中,石英/方解石中以富液相流体包裹体为主,其大小为4~12μm,气液比5~15%之间,均一温度峰值为200~240℃,表明热液流体具有中高温性质。在对比邻区热液矿床流体包裹体特征和硫同位素组成的基础上,认为香山铜镍矿区内热液作用可能为与含铜镍拉斑玄武质岩浆相关的中高温热液事件,它具有富集Pt、Ag和Au的潜力。     

江苏如东互花米草盐沼湿地重金属分布及其污染评价

为了解互花米草(Spartina alterniflora)对盐沼湿地环境的影响,于2010年7月在江苏如东潮间带,依据互花米草的有无及其长势设置站点,对表层沉积物的8种重金属含量、粒度组成、总有机碳进行分析,采用地累积指数法(Igeo)和Hkanson潜在生态风险指数法进行污染评价.结果表明,如东滩涂表层沉积物中Pb、Cd、As、Hg、Cr、Cu、Ni、Zn的平均含量低于海洋沉积物标准I类,其中Cd、Hg、Ni、Zn的含量高于中国大陆沉积物-浅海粉砂背景值.整体上,8种元素在米草覆盖区平均含量均高于邻近光滩.地累积指数显示该盐沼带重金属为无污染状态,而Hkanson潜在生态风险评价显示为低污染和中度污染的临界状态,风险指数为低;两方法均显示该区域污染以Cd和Hg最重.由海向陆随米草长势渐好(垂直岸线断面),As、Cu及Hg元素的含量、地累积指数、潜在生态风险系数呈渐增趋势;拓殖1年左右的米草斑块区内(平行岸线断面),8种元素在植被覆盖区的含量、污染程度及潜在生态风险均高于邻近无植被覆盖区.此外,斑块分布区中,Cd、Cu含量显著低于垂直断面的茂盛分布区.互花米草是大部分重金属污染物在沉积物中富集的重要驱动力之一,且互花米草群落可阻滞污染物直接扩散入海,因而降低生态危害.互花米草对重金属分布的影响与米草的拓植年限、金属元素存在形态和来源有关.     

长期不同耕作方式对紫色水稻土重金属含量及有效性的影响

通过长期定位试验,研究了常规平作、水旱轮作、免耕冬水、垄作免耕和厢作免耕5种耕作方式对紫色水稻土剖面重金属(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd)总量、有效量及水稻根、茎叶和糙米重金属含量的影响.结果表明,经过22 a的耕作,5种耕作方式对紫色水稻土剖面Fe、Cu、Zn、Pb、Cd总量的剖面分布状况影响不显著,而对土壤Mn的剖面分布状况影响显著,常规平作、水旱轮作及免耕冬水均导致表层土壤Mn向下层淋失.5种耕作方式下土壤Fe、Cu、Zn、Pb和Cd的有效量均随土层深度的增加呈降低趋势,而常规平作、免耕冬水、垄作免耕及厢作免耕土壤Mn有效量则表现出随土层深度的增加而增高的趋势.5种耕作方式下,表层土壤Fe、Mn有效量以水旱轮作最高,Zn、Pb有效量以常规平作最高,而Cu有效量受耕作方式的影响不显著.相关分析结果表明,表层土壤有效Fe与pH呈极显著的负相关关系,与有机质呈显著的负相关关系,有效Mn与pH和有机质均呈极显著的负相关关系,有效Zn与总Zn呈显著正相关关系.水旱轮作、垄作免耕及厢作免耕条件下水稻根部Fe、Mn含量,茎叶Fe、Mn、Cu、Cd含量,糙米Cu含量均高于常规平作和免耕冬水,水旱轮作能明显降低Cd向糙米的迁移系数,对降低糙米Cd含量有明显的效果,且水旱轮作条件下糙米Cd含量低于国家食品卫生标准.水稻根部Fe含量与pH呈极显著负相关关系,与有效Fe呈极显著正相关关系,根部Mn含量与pH呈极显著负相关关系,与有效Mn呈极显著正相关关系,茎叶中Mn含量与pH呈显著的负相关关系,与总Mn及有效Mn呈显著的正相关关系,茎叶和糙米Cu含量与pH均呈极显著的负相关关系,糙米中Zn含量与pH呈显著负相关关系,与CEC呈极显著正相关关系.结果表明,耕作方式主要通过影响土壤pH而影响土壤重金属的有效量及水稻重金属的含量,水旱轮作可提高表层土壤Fe、Mn活性,降低土壤Zn、Pb和Cd活性,并能在一定程度上降低糙米Pb、Cd含量,但也应注意长期的水旱轮作可能会导致表层土壤Mn过度向下层淋溶.     

广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价

分析了广州市4个不同来源的城市污水处理污泥中重金属含量,考察了污泥样品中重金属形态分布和生物可利用性,并分别利用风险评价指数(RAC)和固废重金属毒性浸出方法评价了污泥中重金属生态危害风险和浸出毒性风险.结果表明,污泥样品中Cu、Cr、Pb和Zn含量较高,不同来源污水处理污泥中重金属含量差别较大.污泥样品中重金属绝大部分以非稳定态存在,酸性污泥中可迁移的酸溶态重金属比例较高.由单一萃取结果,1 mol·L-1NaOAc溶液(pH 5.0)和0.02 mol·L-1EDTA+0.5 mol·L-1NH4OAc溶液(pH 4.6)分别对酸性和碱性污泥中生物可利用态重金属具有较好的萃取能力.污泥酸性越强,其中生物可利用态重金属比例越大.污泥中重金属的迁移能力使其处于高生态危害风险程度;重金属的生物可利用性使酸性污泥大多处于极高危害风险程度,而使碱性污泥大多处于中等危害风险水平.除城市污水处理污泥外,污泥样品中重金属具有高的浸出毒性风险,萃取重金属生物可利用态后,污泥仍具有高浸出毒性风险,但由于浸出毒性风险降低使部分污泥可进行填埋处置.     

基于棕地的居民小区土壤重金属健康风险评价

以河南省某市不同类型的棕地居民小区为研究对象,采集土壤样品,测定重金属(As、Hg、Cd、Pb)含量,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险模型对其展开健康风险评价.结果表明,棕地居民小区土壤重金属含量和健康风险比原棕地有了明显改善,但均高于非棕地居民小区;各小区土壤重金属的HQ和HI均小于1,不存在非致癌健康风险;CR和TCR略超过US EPA推荐的土壤治理标准,但低于一些专家所提出的宽松标准,存在致癌风险的可能;儿童4种重金属的HI大于成人,约相当于成人的7倍左右.HQAs对HI的贡献率在75%左右,CRAs对TCR的贡献率在80%左右,As是最主要的非致癌和致癌风险因子.