磷石膏/木质素固化铅污染土的无侧限抗压强度

采用工业固体废弃物磷石膏、木质素对人工配制铅污染土进行固化处理,通过无侧限抗压强度(UCS)试验探究固化剂掺量、养护龄期对不同程度铅污染土固化后应力-应变曲线、破坏形态及无侧限抗压强度的影响规律,对比分析两种固化剂的固化效果,并采用扫描电镜(SEM)试验分析土样固化前后的微观特性。试验结果表明,磷石膏、木质素均能增大固化土的无侧限抗压强度,减小破坏应变;固化土的无侧限抗压强度随磷石膏掺量增加呈持续上升趋势,随木质素掺量增加呈先上升后下降趋势;延长养护时间能有效提高固化土无侧限抗压强度。随固化剂掺量和养护龄期的增加,土体内部胶结水平提高,土样破坏形态从局部张裂逐渐转变为剪切破坏,呈现脆性破坏特征。两种固化剂固化土效果各有优劣,木质素对高浓度铅污染土的固化效果优于磷石膏,抵抗变形能力更好,而磷石膏短期内提升强度能力及对铅的固定效果更好。扫描电镜试验表明,固化剂可起到填充孔隙、胶结土颗粒的作用,水化产物在土体内形成致密结构,宏观表现为强度增强。

观赏植物修复城市铅污染土壤技术分析与展望

重金属铅(Pb)污染土壤问题威胁着城市土壤生态功能的发挥和人体健康,开展城市铅污染土壤治理具有重要意义。相较于物理和化学修复法的局限性,利用观赏植物修复城市铅污染土壤可在实现土壤铅减量化、恢复土壤生态功能的同时具备较好的景观效果,更适用于城市铅污染土壤的修复治理。本文论述了植物修复铅污染土壤的机制以及影响因子,并分析了观赏植物作为铅富集植物的优势及其应用于城市铅污染土壤修复可能存在的生长势弱、铅提取效率低等问题。为进一步强化植物修复效果,分别从植物-纳米材料、植物-化学药剂、植物-微生物和植物-基因工程4个方面比较了观赏植物联合修复铅污染土壤技术的主要优缺点及应用方式。本文展望了观赏植物修复城市铅污染土壤技术面临的挑战和未来研究方向,提出利用分子育种技术筛选与改良超富集观赏植物、研发联合修复技术并探索协同修复机制以实现可持续修复城市铅污染土壤的建议;此外,还应加大实地修复力度,打造修复成功案例,为城市铅污染土壤的修复提供科学依据。

原位激发微生物矿化处理铅污染土的工程特性与环境安全性研究

随着城市化进程的加速,重金属污染场地的修复、开发和再利用日益受到社会关注。以典型重金属污染物铅为研究对象,利用原位激发微生物矿化方法探究了铅浓度对土壤酸碱度、活菌数以及尿素和铵根浓度等细菌活性指标的影响,通过测试固化土的无侧限抗压强度、渗透系数和毒性浸出浓度,评估了铅污染土的固化效果。结果表明,原位激发方法可以实现低铅浓度污染土中脲酶菌的富集,激发7d后土中活菌数最高可达到10^(9)CFU/g数量级,但高浓度的铅污染物将显著抑制微生物的生长与活性。原位激发MICP处理铅污染土的强度和防渗性均随固化时间呈增长趋势,其中40mM铅污染土固化14d的强度大幅提高,渗透系数可降低至6.5×10^(-6)m/s。铅的浸出浓度随固化时间均不断降低,低铅浓度污染土固化14 d后在中性或弱酸性环境下的浸出浓度可低于0.1 mg/L。根据固化铅污染土的工程特性与环境安全性试验结果,结合环境扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和微生物16 s全基因组重测序等手段,揭示了原位激发微生物矿化处理铅污染土的固化机理。

有机酸强化饲用玉米修复镉铅污染农田效果

为探究饲用玉米在有机酸强化下对镉铅污染农田的修复和改良效果,本研究采用田间试验比较了柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和聚天冬氨酸(PASP)强化饲用玉米的修复效果和经济效益。结果表明:3种有机酸均能够提高玉米的生物量和产量,与对照相比,产量增幅在2.92%~8.37%。施用有机酸后,玉米籽粒镉、铅含量分别在0.13~0.90 mg·kg^(-1)和0.06~0.25 mg·kg^(-1)之间,均符合国家饲料卫生标准(GB 13078—2017),可作为植物性饲料原料;同时,玉米穗轴、秸秆和根中镉、铅含量较对照提升显著,秸秆和根对镉、铅的富集转运能力得到提高。按照修复0~20 cm耕层土壤计算,在酒石酸处理下,高玉2068和京科968分别对镉和铅提取量最高,达到了3.78 mg·m^(-2)和48.97 mg·m^(-2),理论上最短13 a可使该农田达到安全利用类耕地标准。施用有机酸后,玉米成熟期土壤pH值下降了0.09~0.19个单位,有效态镉和铅含量最高增幅达到了52.37%和63.22%,提高了玉米植株的提取能力,进而降低了土壤中全量镉和铅的含量。从经济效益看,在有机酸处理下,种植裕丰303的投入产出比相对较高,在1.18~1.78之间。本研究证明高玉2068在酒石酸和聚天冬氨酸强化下修复效果最显著,而裕丰303在柠檬酸强化下虽修复年限较长,但具有较高经济效益,二者均可推广应用于重金属污染耕地的边生产边修复。

微生物-石膏固化铅污染土胶结速率与污染物控制研究

通过微生物-石膏单次搅拌法处理铅污染粉土,以铅污染浓度、钙盐浓度、钙盐种类以及搅拌时长等作为控制参量,探究固化铅污染粉土的工程特性和污染物浸出特性的影响与控制规律。结果表明,以石膏作为钙盐,经微生物固化和稳定化处理后,铅污染粉土的无侧限抗压强度能够由不足40 kPa提高到120 kPa以上;在搅拌时长由30 min增加到120 min后,试样强度提高了30%;铅污染浓度为200 mg/kg的粉土的铅离子浸出值能控制在TCLP限值5 mg/L以下,铅元素的迁移水平显著下降。铅污染粉土中生成的碳酸钙形貌为无定形团聚体和玫瑰状方解石共生结晶体,附着少量碳酸铅结晶。采用石膏钙源能够有效延缓微生物固化铅污染粉土的胶结速率,可为实际工程的原位搅拌工艺应用提供时间条件,同时提升微生物矿化作用对污染土体的胶结效果。

磷酸改性的柚子皮生物炭对铅污染土壤的修复研究

在较低温度下以废弃柚子皮为原料,通过一步法制备了一种磷酸改性的柚子皮生物炭(PFPPB),并对其进行表征,用于原位固定修复铅污染的土壤.结果表明,PFPPB的加入可以明显改善土壤理化性质.毒性特性浸出程序(TCLP)测试结果表明,经过PFPPB钝化修复后的土壤中TCLP-提取铅的含量明显降低,加入8%的PFPPB时对铅的修复效率可以达到51.89%.植物毒性实验结果表明,加入PFPPB可以提高铅污染土壤中小麦种子发芽率,促进小麦苗的生长,降低小麦苗体内铅含量.

碳化作用对固化铅污染土强度特性和微观结构的影响

碳化作用是影响水泥固化重金属污染土耐久性的一个重要因素,为探明长期服役过程中碳化作用下固化污染土强度特性的演化规律,人工配制铅污染土,采用水泥固化处理后进行碳化试验,分析碳化作用和压实度对固化土无侧限抗压强度的影响规律,并通过扫描电镜和压汞试验分析碳化作用对微观矿物形态和微观孔隙结构的影响。结果表明:碳化作用下固化铅污染土的无侧限抗压强度降低,15%水泥掺入量的固化土强度降低44%~45%,这是碳化反应产物填充效应增强和土颗粒间胶结作用减弱共同作用的结果;固化土强度与孔隙率具有很好的幂函数关系,揭示了填充作用对固化土强度的影响;碳化作用下固化铅污染土中观察到较多结晶状态良好的碳化反应产物CaCO3,固化土总的孔隙体积减小,小于0.01μm的凝胶孔和0.01~0.1μm的小毛细孔所占比例减少,0.1~10μm的大毛细孔和大于10μm的大孔隙所占比例增加。

铅污染矿区中耐铅解磷菌对玉米的促生及根际铅的固化效应

矿产资源的开采、冶炼活动造成了一定的生态环境问题,土壤中可溶性重金属随着地表径流和地下渗透造成矿区和周边农田重金属污染。而矿区中土壤微生物对重金属具有一定耐性,研究微生物对植物根际微生态环境的改善作用具有重要意义。在矿区废弃地土壤中筛选耐铅(Pb)解磷菌的基础上,将含有菌株分泌物的上清液、菌液、发酵液(上清液+菌株)分别施用到玉米(Zea mays L.)根际土壤中,对比三者对玉米的促生效果及根际土壤铅的形态变化,探究解磷菌对玉米的促生机制及其对土壤铅的固化作用。所筛菌株被鉴定为巴氏克雷伯菌(Klebsiella pasteurii),其通过分泌乙酸、乳酸、酒石酸和草酸对Ca3(PO4)2的溶磷率为26.5%,并能分泌生长素(IAA)。在玉米根际土壤中施用菌株的上清液、菌液和发酵液后,较对照组玉米株高、茎直径、地上与地下生物量均显著增加,其中施用发酵液组增幅最高,较对照组分别增加了128%,216%、266%、147%。同时,3个处理组中玉米地上生物量中铅含量分别降低68.6%、58.1%、70.1%,地下部铅含量分别降低119%、36.7%、39.5%。施用菌株上清液、菌液和发酵液后均使玉米根际土壤中可溶态的铅向稳定态铅转化,这可能是巴氏克雷伯菌在解离土壤磷素的过程中,其解离的磷可能与铅形成稳定态的磷铅化合物,进而降低植物对铅的吸收。由此可以得出,在铅污染土壤中巴氏克雷伯菌能够显著固化重金属铅并抑制玉米对铅的吸收,对玉米具有促生作用,因此,巴氏克雷伯菌在土壤重金属修复和保障农作物食品安全方面具有重要价值。

解磷微生物协同磷矿粉强化植物修复铅污染土壤机制的研究进展

植物修复重金属铅(Pb)污染土壤已成为矿区生态恢复的重要途径之一,解磷微生物、磷矿粉强化植物对重金属的修复机理已成为土壤生态恢复的研究热点。基于此,本文综述了解磷微生物的解磷机制及其固化土壤Pb的生物化学过程,分析了磷矿粉施用改变土壤重金属Pb存在形态的化学过程,剖析了解磷微生物—磷矿粉协同作用对植物促生作用及改变Pb形态提高植物耐性的生物化学过程。(1)解磷微生物通过生物吸附和生物转化方式将Pb与土壤中游离的磷酸根(PO_(4)^(3-))结合形成沉淀,降低Pb在土壤中的迁移,缓解重金属毒害;(2)解磷微生物分泌有机酸、磷酸酶、植酸酶和C-P裂解酶等将磷矿粉转化为可溶性磷酸盐与Pb结合,强化对Pb的钝化;(3)磷矿粉通过沉淀、吸附络合和离子交换的方式改变Pb在土壤中的形态;同时磷矿粉游离出的PO_(4)^(3-)被植物吸收后可以改变Pb^(2+)在植物细胞内的形态与分布,以磷酸盐沉淀的形式分布于根系表面细胞壁或液泡内,减少植物地上部Pb^(2+)的累积;(4)总结了解磷微生物协同磷矿粉与植物修复土壤Pb污染的共存体系优势,并对今后相关研究的深入开展进行展望,旨在为我国Pb污染土壤修复提供参考。

微生物强化植物修复铅污染土壤研究

微生物—植物联合修复是一种修复效果好、应用前景广阔的重金属污染土壤修复技术。本论文旨在通过盆栽试验来研究耐铅乳酸菌与黑麦草联合修复铅污染土壤的能力。结果表明,投加E. faec iumDUTYH_16120012后,黑麦草的生长量显著增加,富集转运铅的能力显著提高,表明该菌株显著提升了黑麦草对铅污染土壤的修复效率。

酸性干湿循环下赤泥-石灰固化镉铅污染土性能

为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明:在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH值为7、干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。

土壤铅污染监测技术现状及展望

土壤铅污染对人类和生态环境危害巨大,迫切需要对土壤进行监测。对土壤铅的污染来源、危害及样品的处理方式进行了综述,列举了几种常用的测定土壤中铅元素方法,并分析了目前常用的几种检测方法的优缺点。

市售叶菜蔬菜镉、铅污染特征分析——以惠州市惠城区为例

为了弄清市售叶菜蔬菜的镉(Cd)、铅(Pb)污染情况,对惠州市惠城区8个农贸市场16种384个叶菜蔬菜样品的镉和铅污染情况进行调查分析,结果表明:重金属镉在不同种叶菜中的含量差异较大,所调查的叶菜中,香菜镉含量范围最大,最小的是大白菜.按照农产品国家标准《食品安全国家标准食品中污染物限量》蔬菜类污染物限量要求(GB2762-2017,以下简称GB2),香菜和菠菜12个样品镉含量超标,镉超标率为3.13%香菜、芥兰、菠菜、大蒜、花菜、西兰花、韭菜有25个样品铅含量超标,铅超标率为6.51%.但按照国家标准《农产品安全质量无公害蔬菜要求》(GB18406.1-2001,以下简称GB1),叶菜蔬菜镉含量超标率为15.10%,铅含量超标率为13.54%.所以,惠城区这次调查的叶菜蔬菜样品有大白菜等9个种类的综合污染指数为安全级别(按GB2标准),食用是相对安全的,但是芥兰等7个种类的综合污染指数为警戒级别和轻度污染级别,食用是有一定潜在安全风险或安全风险的,因此应加强市场和产地的监管.

添加剂对广西高铅污染土壤的影响

为降低高铅污染土壤对农作物的毒害,本研究通过盆栽试验评估了3种添加剂——过磷酸钙、有机肥、磷矿粉对广西高铅污染土壤的修复效果。研究发现,与对照组T_(0)相比,施加过磷酸钙、有机肥、磷矿粉等改良剂均在不同程度上显著降低了铅毒毒害(P<0.05),具体表现为降低土壤pH与土壤DTPAPb、水溶态Pb含量,提高小白菜成活率和生物产量,降低小白菜对铅的富集系数。这些结果表明,过磷酸钙、有机肥和磷矿粉作为土壤改良材料,在修复高铅污染土壤方面具有潜在的应用价值。

用铅同位素示踪长春环境铅污染的来源

本文用铅同位素示踪了近几年长春市主要公路两旁交通环境中铅污染的来源及燃煤对周围土壤的污染，由此说明长春市属“尾气型”铅污染的城市，并论述了环境铅污染对人体健康的危害。

利用腐殖酸改良技术修复铅污染土壤的效果评价

为评估腐殖酸盐改良技术在修复重金属污染土壤中的效果及其机理,通过对上海市某处铅污染农田土壤进行实验,使用腐殖酸作为吸附剂,设计了8个试验组,包括7个处理组和1个对照组,以探讨不同处理浓度和条件下对土壤中铅含量及土壤性质的影响。实验结果显示,腐殖酸改良剂对土壤pH值的影响有限,但对电导率和铅含量有显著影响。粉煤灰(FM)和腐殖酸组合(H1、H2)处理在减少铅污染土壤中铅的淋溶方面表现出较好的效果。未来的研究应进一步探索腐殖酸盐对不同类型和浓度重金属污染土壤的修复效果,以及其在不同环境条件下的稳定性和生态影响。

铅污染及其防治措施

主要阐述了铅在自然界的存在及其危害,阐述了铅的污染途径以及对它的防治措施。

环境铅污染对儿童(婴幼儿)健康的影响

铅为一常见的有毒重金属，目前未发现在人体内具有生理功能。随着现代工业、交通业的发展，环境中铅污染日益严重。过去对铅的毒性研究多集中在职业性铅接触工人中，近年来越来越多的学者认识到环境中低浓度的铅污染对人类健康构成潜在威胁，尤其是儿童对铅的易感性明显高...