城市污泥重金属含量分析及稳定化研究

文章以乌鲁木齐市水务(集团)有限公司污水处理公司产生的城市污泥为研究对象,对该污泥中的重金属含量和赋存形态进行了分析,并以新疆地产膨润土对污泥中的重金属进行了稳定化研究。结果表明:该污泥中铜、锌、铅、铬、镉、镍的含量(以干基计)分别为700 mg/kg、900 mg/kg、400 mg/kg、198 mg/kg、2.4 mg/kg、22 mg/kg。铜、铬主要分布在可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态中,且在3种形态中均匀分布;锌主要分布在碳酸盐结合态、硫化物及有机结合态、残渣态中,其中碳酸盐态及残渣态分布较多;镉在可交换态、碳酸盐结合态、残渣态中均匀地分布,少量存在于硫化物及有机结合态中;铅在残渣态中分布最多,少量分布在可交换态中。重金属稳定化结果为膨润土投加量与干污泥质量比为1:12.5时,污泥中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr)可达到很好的稳定效果。     

原油及其加工过程中汞的形态及分布

从原油中汞的形态及含量、石油加工产品中汞形态和分布以及石油加工过程汞的排放估算三万面综述了国内外相关研究的成果,并在此基础上对中国石化下一步汞污染控制提出了建议.     

长江与黄河源丰水期地表水中汞的分布特征、赋存形态及来源解析

在全球变暖的背景下,探明青藏高原地表水中汞的形态、分布和来源特征对认识高寒地区汞的生物地球化学循环过程具有重要意义.为探讨汞在高寒地区地表水中的分布特征和潜在来源,以青藏高原长江源和黄河源流域地表水为研究对象,测定丰水期地表水中总汞（THg）、颗粒态汞（PHg）和溶解态汞（DHg）的浓度,分析其空间分布特征及其影响因素,并利用PMF模型定量解析地表水中汞的来源.结果表明,长江源和黄河源流域地表水中ρ（DHg）均值分别为（2.96±1.26） ng ·L^-1和（2.47±0.83） ng ·L^-1,二者无显著差异;而长江源流域地表水中ρ（THg）［（10.69±11.14） ng ·L^-1］和ρ（PHg）［（8.46±11.41） ng ·L^-1］显著高于黄河源流域地表水中的ρ（THg）［（3.37±2.03） ng ·L^-1］和ρ（PHg）［（1.13±1.02） ng ·L^-1）］（P<0.05）.此外,考虑到较低的汞浓度水平和甲基化程度,研究区内汞的生态威胁较弱.相关性分析结果显示,长江源流域地表水中汞以PHg为主要形态,其浓度变化主要受冰川融水输入、土壤侵蚀和降水等因素影响;DHg作为黄河源流域地表水中汞的主要形态,其分布格局主要受制于汞和溶解性有机质（DOC）的结合作用.空间分布上,河道坡降和土壤侵蚀强度的空间差异可能是导致长江源流域地表水中THg和PHg浓度随水流方向总体呈下降趋势的关键因素.PMF模型解析结果表明,长江源和黄河源区地表水中51.4%的汞来源于大气沉降,38.8%的汞来源于水流对土壤岩层或沉积物的侵蚀作用,而9.7%的汞来源于土壤径流或渗流的输入.     

义马煤中铅的热稳定性及转化行为研究

采用化学抽提法将义马煤中铅划分为不同的赋存形态,利用程序升温热解反应装置研究了不同形态铅的热稳定性与其迁移转化行为,考察了煤中矿物质对铅释放的影响行为.结果表明,义马煤中约33%的铅以碳酸盐、单硫化物、硫酸盐、磷酸盐与氧化物结合,约29%的铅以硅铝酸盐结合态存在,约27%的铅与二硫化物结合,约8%的铅以有机质结合态存在.有机质结合态的铅热稳定性弱,铝硅酸盐结合态的铅热稳定性强;硅铝酸盐、二硫化物、碳酸盐、单硫化物、硫酸盐、磷酸盐及氧化物矿物质对铅的释放均表现出不同程度的抑制作用;义马煤中不同形态铅的转化主要发生在500℃以上,表现为碳酸盐、单硫化物、硫酸盐、磷酸盐及氧化物结合态铅、二硫化物结合态铅、有机质结合态铅向硅铝酸盐结合态与挥发相的转化.     

四川盆地丘陵区紫色土退化研究——Ⅱ.紫色土退化的微形态特征

采用比较研究法和辅以定点追踪观测,研究了四川盆地丘陵区几种主要紫色土退化的微形态特征。根据土壤退化的某些微形态诊断特征,将紫色土退化问题归纳为土壤物理性退化、土壤构造性退化和土壤营养性退化等类;在此基础上,评价了本区几种主要紫色土的退化状况,并提出应重点治理典型紫色土的退化和紫色土普遍存在的构造性退化问题。     

巢湖地区不同风化程度岩石岩源磷赋存形态研究

对巢湖地区6组不同风化程度的岩石进行磷素形态连续提取,这6组岩石包括殷坑组、龙潭组、灯影组青灰段、灯影组紫褐段、孤峰组及双山组的微风化、弱风化和强风化岩石,研究岩源磷磷素在风化作用下的转化规律.结果表明,随风化过程进行,6组岩石中总磷含量均降低,其中多数组别岩石中易溶性和弱吸附性磷(Ex-P)、铝结合磷(Al-P)、闭蓄态磷(De-P)、自生和生物磷灰石碳酸钙结合磷(Ca-P)和碎屑磷灰石及其他无机磷(Oc-P)呈下降趋势,而铁结合磷(Fe-P)及有机磷(Or-P)则呈上升趋势;大部分岩石磷素的主要赋存形态是碎屑磷灰石及其他无机磷;对比6组岩石磷素赋存形态分布、含量及相应的pH值可知,岩石的酸碱度对磷素的赋存形态影响较大.巢湖地区富磷岩层在风化过程中的磷素释放潜力大,因而岩石的风化作用是巢湖流域水体富营养化的重要因素之一.     

汞污染土壤热解吸处理过程中不同形态汞的温度效应

选择贵州省具有代表性的汞污染土壤样品进行热解吸修复的试验研究,同时采用连续化学浸提法对土壤样品中5种形态的汞分别进行提取,探究了不同形态汞在热解吸修复过程中的浓度变化和转化规律. 结果表明,土壤样品中各形态汞所占比例为w(王水溶汞)(占76.52%)>w(酸溶汞)(占22.40%)>w(硝酸溶汞)(占0.87%)>w(水溶性汞)(占0.14%)>w(碱溶汞)(占0.06%). w(王水溶汞)与w(Σ汞)(各形态汞总量)的相关系数可达0.978 1. 升温过程中,w(酸溶汞)和w(王水溶汞)明显降低,而其余形态汞含量则呈先升后降的趋势. 采用热解吸技术可以有效处理汞污染土壤,在370 ℃条件下能够将土壤中w(Σ汞)降至1 mg/kg以下,处理率可达95.73%,处理后土壤中的汞以残渣态汞为主,环境风险较小.      

刁江底泥砷形态的化学分级法与XANES方法比较

采用XANES(X射线近边分析)方法和化学分级法,研究了刁江污染源区尾砂及刁江底泥的砷形态组成特征. XANES方法结果表明,尾砂中砷的形态主要以毒砂(FeAsS)存在,其相对百分含量为63%~99%;而刁江底泥中的砷形态主要是毒砂、砷酸盐和亚砷酸盐,其中毒砂的比例较高,表现出典型的尾砂污染特征. 化学分级法结果表明,尾砂中砷形态主要是残渣态砷(Res-As),而底泥中的砷主要以铁合态、钙合态及残渣态形式存在. 刁江底泥中毒砂相对百分含量和残渣态砷随着与污染源区距离的增大而减小,砷酸盐和亚砷酸盐则呈相反的趋势. 化学分级法和XANES方法所反映的刁江底泥和污染源的砷形态组成和变化趋势总体上较为一致,但这2种方法所获得的定量数据存在一定的差异.      

压裂钻孔孔壁破坏行为与注水流量相关性试验研究

为分析流量对水力压裂钻孔起裂特征的影响,开展了不同注水流量水力压裂实验,得到了煤体起裂过程的孔壁压缩应变-水压曲线。结果表明,流量的增大使破裂形态趋于复杂,表现在裂缝的数目及宽度会变多增大,而原煤则更易于沟通原生裂隙;对于无明显节理的配比型煤,随着注水流量增大,孔壁应变速率和起裂压力均增高;对于含明显节理的原煤,孔壁应变速率及起裂压力变化具有一致性,但与流量变化不一致,原煤内部的节理会影响试块起裂行为,降低钻孔内能量积聚速率和煤体破裂强度。研究成果对于揭示钻孔起裂行为具有重要理论意义,为水力压裂实验研究提供了一种新思路。     

Characterization of phosphorus species and modeling for its organic forms in eutrophic shallow lake sediments,North China

Variations of phosphorus （P） and its species in surface sediment of Baiyangdian Lake, a eutrophic shallow lake located in North China, were investigated through combination of field survey and numerical calculation based on cluster analysis. P fractionation was performed by a sequential extraction scheme, categorized as loosely bound P （NH4Cl-P）, reductant soluble P （BD-P）, metallic oxide bound P （NaOH-P）, calcium bound P （HCl-P） and organic P （Org-P）. P concentrations exhibited regional similarities and a total of four sub-areas were identified in which the same rank was HCl-P 〉 Org-P 〉 BD-P ,=NaOH-P 〉NH4Cl-E NH4Cl-P, BD-P and Org-P were found to contribute to P enrichment in overlying water column. Specifically, labile Org-P acted as a potential pool with a greater contribution in aerobic layer compared to anaerobic layer. A hysteresis （lag = 4 months） existed when labile Org-P concentration was negatively correlated with aerobic layer thickness. In view of magnitude of identified P contributors in sub-areas, higher potential of P release was present in Fuhe River and Tang River estuary areas. On the basis of calibration and verification, the mathematical model with parameter settings applied in this study was improved to serve as a tool for limnology management and eutrophic control.