铊,铊中毒及铊在生态系中迁移径迹

铊属于分散元素,独立矿物稀少,极难形成独立铊矿床。铊世界年产量约15吨,几乎都是从有色金属选冶产品中作为副产品顺便回收。我国铊资源比较丰富,按相同等级资源相比,我国铊储量居世界首位。铊的地球化学性质受其电子构型和地质地球化学作用制约,铊原子处于基态时的电子构型为6S26P1。铊有两个地球化学价态,正一价和正三价,在自然界多数呈正一价。铊具有低温成矿,亲硫和高温分散,亲石的双重地球化学性质。铊是有用元素,也是有毒元素。铊被广泛用于超导、电子、合金、光学、化工、玻璃和医药等工业。铊的毒性对哺乳动物比汞、隔、铅、铜、锌还强。铊对生物有毒害,高含量的铊对人体可导致不同程度的铊病,甚至死亡。由于铊矿床的开发利用,使采挖出的含铊岩矿石和冶炼矿渣堆积地表,在长期风化淋滤作用下,使释放的铊进入地表水体、土壤、植物、动物和人体生态链,故引起铊环境污染和铊中毒。

利用锌浸出渣制备铊吸附剂

火法冶金工序中,含铊物料易挥发进入烟气洗涤工序,从而产生了大量含铊废水,带来环境污染风险;同时,铅锌行业每年产出总量达数百万吨以ZnFe2O4为主要成分的浸出渣废料,需要妥善处置。基于此,本文提出以锌浸出渣为原料,通过酸浸法提取其中的有价值元素锌和铁,通过氨络合选择性沉铁工艺实现锌铁分离,最后将沉铁产物经过冷冻干燥处理,制得铁基铊吸附剂。稀硫酸逆流浸出法处理锌浸出渣可实现较高的锌、铁浸出效率,分别达到97.05%、99.31%,得到的浸出液中锌、铁浓度分别为86.54 g/L、77.86 g/L;采用本研究提出的络合沉淀法选择性沉铁工艺可以将浸出液中99.78%的铁沉淀分离,且锌损失率控制在0.5%;冻干处理后的沉铁产物是优秀的铁基铊吸附剂,3 g/L铊的水溶液中铊去除率为98.9%,采用pH值1.5的稀盐酸可以洗脱95%的吸附铊,为铊的进一步回收和资源化利用提供了有利条件。该工艺不仅实现了对锌浸出渣的绿色、高值化回收利用,而且成功制备出性能优异的铊吸附剂。

铊地球化学和铊超常富集

铊的地球化学性质受其电子构型和地质地球化学作用制约。铊原子处于基态时的电子构型为6S26P1。铊有两个地球化学价态,正一价和正三价,自然界多数呈正一价。铊的电子构型和地球化学性质,使其具有低温成矿、亲硫;高温分散、亲石的双重地球化学性质。在低温高硫还原环境,铊表现出强烈的亲硫性,不仅与汞、锑、砷、铜、铅、锌、铁、金、银等一道参与有色金属和贵金属矿床的成矿作用,而且形成铊的硫化物矿物、铊矿体和铊矿床;在高温低硫环境中,铊表现出明显的亲石性。由于铊的地球化学和结晶化学性质与钾、铷、铯很相近,因此使铊以类质同象形式进入长石、云母、闪石、白云石、迪开石、高岭石等矿物中,导致铊分散。作者尝试性提出,铊超常富集是指其含量普遍达到大于铊成矿的工业品位(n×10-4)或大于铊地壳丰度(0 75×10-6)100倍以上。铊矿区矿物、岩石、土壤、水体、生物和人体中铊含量明显高,且普遍是判别铊超常富集的标志。

工业场地铊、砷污染土壤修复技术研究

研究开发了一种工业场地铊和砷污染土壤修复技术。采用常见的氯化钾、氯化锰、氢氧化钾、膨胀珍珠岩和磷石膏,经过等温等离子体处理等一系列化学反应,制备了一种铁锰基混合粉的修复药剂,该药剂制备过程简单且具有强氧化性和强吸附性。实验结果表明,在修复时间为7 d,修复药剂中氯化锰与氯化铁物质的量比为3∶10,膨胀珍珠岩粉末与氯化铁锰固液比为25∶100,磷石膏与铁锰基混合粉质量比为3∶10的条件下,处理污染土壤,铊、砷的稳定效率分别达到99.21%和99.68%。此外,通过BCR法对土壤中铊、砷的形态分析显示,修复后土壤中铊、砷主要以残渣态存在,显著降低了其对环境的潜在危害。本研究为工业场地重金属污染土壤的修复提供了一种高效、环保的解决方案。

表生水土环境铊污染成因研究现状与发展趋势

铊(Tl)是一种有毒的重金属,对人类的危害超过了汞、镉、铅、锌、铜等传统致毒重金属元素。本文总结了铊的元素特征及其地球化学行为、含铊矿床的全球分布及其成矿时代,对比分析了铊在三大类岩石中的分布差异性,系统回顾了铊的毒理性及其致病机理、铊污染源解析与示踪、表生环境铊的迁移与转化。通过研究发现,铊在三大类岩石中均有分布,且岩浆岩中铊元素呈规律性分布。铊与热液矿床关联性强,主要富集于与低温热液矿床有关的铅、锌等矿床中,且优先进入硫化物熔体,致使含硫化物矿床铊浓度较高。总体而言,我国土壤铊污染与铊矿产分布均具有“南高北低”的特征,显示铊污染与铊矿床的开采和冶炼具有显著关联性。水体中铊主要以Tl^(+)进行迁移,Tl^(+)可替代K^(+)进入黏土矿物,或通过微生物作用氧化成Tl^(3+)。铊从土壤中通过植物根系进入植物体后,将不均匀地分布于植物体内,^(203)Tl更容易向细胞膜表面动态扩散,植物根系优先吸收较轻的铊同位素(^(203)Tl),较重的铊同位素(^(205)Tl)留于生长层。通过对比铅与铊同位素示踪法,发现铊同位素法对于示踪物质来源及其迁移过程具有响应速度快、敏感性强等优势,但铊同位素技术的提升还有待铊同位素数据库的进一步完善。铊污染形成演化时空模拟是揭示污染来源、污染过程与发展趋势以及开展区域风险评估的重要手段,但数据获取、模型选择与验证、不确定性分析以及系统集成与决策支持等问题均有待进一步加强研究。

“无废城市”背景下《固体废弃物处理》课程教学改革——以含铊固废资源化为例

2018年我国提出了“无废城市”理念,而固体废弃物资源化是实现“无废城市”目标的关键途径之一。本文阐述了“无废城市”,明确指出固体废弃物的“减量化”、“资源化”、“无害化”原则均体现了“无废城市”理念,且资源化以无害化为前提,这是《固体废弃物处理》课程教学大纲修订的要求。另外,随着新能源电池的发展,锂行业发展迅猛,导致与锂行业有关的含铊固废堆积如山,目前含铊固废的有效处理处置将是整个锂行业的关键瓶颈。本文以含铊固废为例,从稀散金属铊的特性、含铊固废的来源、含铊固废中铊的富集方法(包括火法/湿法富集铊、烟尘中富集铊精矿、离子交换法富集铊)、富集铊后的固废建材化等方面阐述含铊固废资源化利用。探讨《固体废弃物处理》课程教学大纲和教学内容的修订和改革,为我国“无废城市”目标的达成和生态文明建设提供人才保障。

探讨有色金属行业含铊废水治理技术及工业应用

随着有色金属行业的发展,含铊废水的排放成为了一个严重的环境问题。铊是一种有毒重金属,对人体健康和生态环境具有潜在威胁。研究有效的含铊废水治理技术及工业应用具有重要意义。本文将系统地探讨有色金属行业含铊废水治理的技术方法,并介绍其在实际工业中的应用。旨在为相关人员提供全面的信息,为有色金属行业含铊废水的治理提供技术支持和参考。

新矿物──铊明矾

铊明矾 (lanmuchangite ,TlAl[SO4]2 ·12H2 O)是在贵州滥木厂铊 (汞 )矿床富铊矿体氧化带中发现的一种铊的硫酸盐新矿物。该矿物为产于氧化带的次生矿物 ,其共生矿物为水绿矾、镁铝矾、钾明矾、黄钾铁矾、石膏、自然硫、砷华及某些未知矿物。其矿物集合体大小一般为 2～ 10mm ,集合体多为致密块状 ,单晶呈他形粒状 ,4 0～ 90 μm ,偶见平行柱状集合体 ,半自形至自形柱状晶体 ,直径 15～ 65 μm。白色至淡黄色 ,玻璃光泽 ,透明 ,易溶于水。偏光显微镜下无色 ,均质体 ,实测折光率为 1.4 95。维氏硬度为 94～ 12 4kg/mm2 ,摩氏硬度为 3 .1～ 3 .4 ,实测密度 2 .2 2 g/cm3。平均化学成分 :Tl2 O =3 3 .2 5 % ,Al2 O3=8.0 7% ,SO3=2 5 .19% ,SiO2=0 .10 % ,K2 O =0 .3 5 % ,CaO =0 .0 8% ,MgO =0 .0 6% ,FeO =0 .0 4 % ,H2 O =3 3 .4 6% ,总和 10 0 .60 % ,除结晶水由热重分析 (TG)求得 ( 3件样品平均 )外 ,其余成分均由电子探针分析 ( 6点平均 )求得。化学式为(Tl1.0 0 K0 .0 5) 1.0 5(Al1.0 1Si0 .0 2 Ca0 .0 1Mg0 .0 1Fe0 .0 1) 1.0 6 [SO4]2 .0 2 ·11.86H2 O ,理论式为TlAl[SO4]2 ·12H2 O。X射线粉末衍射主要强线 [d(I,hkl) ]为 :0 .4 3 14 ( 10 0 ,2 2 0 ) ,0 .2 80 1( 70 ,3 3 1) ,0 .70 3 ( 5 4 。

钢铁行业铊污染及控制措施分析

本文通过对铊元素性质、钢铁行业铊元素污染的来源及去向分析,对铁矿石等原料,除尘灰、脱硫灰、高炉水渣等固废及各环节废水进行铊元素测定,查找钢铁行业铊元素进入环境的途径,提出源头控制、生产过程控制及加强管理和追踪监测等铊元素污染控制措施,为钢铁行业铊污染控制方向提供思路。

贵州兴仁滥木厂汞铊矿床矿物扫描电镜研究

贵州兴仁滥木厂汞、铊矿床,矿体主要产出于上二叠龙潭组和长兴组泥岩、灰岩、泥质灰岩、硅质岩、煤岩和碳质页岩等混杂岩系。利用扫描电子显微镜及能谱分析等研究手段,对该矿床的物质组成、矿物成分特征及微观特征进行了探讨,为成矿元素汞、铊的赋存状态,生物成矿特征研究等提供矿物学资料。

铊短期暴露对SBR活性污泥性能的影响

以序批式活性污泥(SBR)工艺为例,从脱氮除磷性能、微生物及酶活性等方面研究了Tl暴露浓度对活性污泥性能的短期扰动及其恢复行为.结果表明:活性污泥的脱氮除磷性能和COD去除均易受Tl的影响.当Tl为500µg/L时,脱氮除磷被抑制,但Tl暴露消除后,性能可恢复.而当Tl为1000µg/L时,尽管除磷效率可恢复至65%,但脱氮过程完全被抑制且不可逆.低浓度Tl提高了COD去除率且高浓度Tl对COD去除的影响是可逆的.此外,200µg/L的Tl提高了微生物活性,但1000µg/L的Tl会导致过氧化氢酶和超氧化物歧化酶相对产量分别降低至71.9%和30.8%,极大抑制了微生物活性;比耗氧速率对Tl的存在与消失均很敏感,可作为污水处理厂Tl暴露的指示指标.傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱表征结果表明,Tl与游离态胞外聚合物的羟基结合或由Tl^(+)氧化成Tl^(3+),可能是活性污泥降低Tl对其细胞毒性的作用机制.因此Tl短期暴露时,需增强活性污泥的脱氮除磷性能并强化其除Tl能力,以确保污水处理厂稳定运行.本研究揭示了Tl短期暴露对活性污泥系统的潜在影响并提出了应对措施.

铊矿床──环境地球化学研究综述

本文讨论四个问题即铊成矿元素地球化学星、铊矿床研究现状、铊环境地球化学进展和矿产综合利用。研究了矿床开发过程中铊表生地球化学，生态环境效应和铊中毒对人体健康的危害。

珠江三角洲铊在水稻籽实-根系土间迁移及人体健康风险评价

铊(Tl)是一种典型的剧毒重金属元素,其环境行为及人体健康效应日益得到广泛关注,土壤Tl富集会对土壤环境、农作物生长及人体健康造成严重的危害性。珠江三角洲作为土壤重金属富集的典型区域,当前研究主要聚集于Cu、Cd、Pb和As等元素,而对土壤Tl的地球化学特征及其影响因素、生物富集能力及人体健康效应评价的研究较少。本文以珠江三角洲3种成土母质分布区的243套水稻籽实及其根系土样品为研究对象,揭示了水稻根系土Tl含量、生物富集特征及其影响因素,并采用美国环保署(US EPA)推荐的人体健康风险评价模型对研究区土壤Tl的人体非致癌健康风险进行评价。结果表明:水稻根系土Tl含量显著高于我国和广东省土壤Tl含量背景值,18.1%的水稻根系土Tl含量超过加拿大Tl环境质量标准值及瑞士农业土壤Tl标准值(1×10^(-6))。酸性岩浆岩与第四纪沉积物分布区水稻根系土Tl超标率明显高于陆源碎屑岩。水稻根系土Tl含量表现出与K_(2)O、Al_(2)O_(3)、Pb和Zn含量显著相关。综合分析认为珠江流域硫化物矿床风化剥蚀及开采活动是导致下游平原区土壤Tl等重金属元素富集的主要原因。全区20件水稻籽实Tl含量的平均值为0.35×10^(-3),均远低于德国食品安全规定的Tl可食用标准值,水稻籽实Tl生物富集系数主要与根系土Na_(2)O、Zn和Pb含量显著相关。每个样点的HQ值分级结果显示,研究区68%的儿童有中等健康风险,46%的成人有中等健康风险,儿童健康风险显著高于成人。

某典型冶炼企业场地土壤中铊空间分布特征及来源解析

为研究典型冶炼企业场地土壤中铊(Tl)污染程度、风险及来源,选取四川某冶炼企业场地土壤为对象,运用克里金插值、富集因子指数(EF)、潜在生态风险指数(E_(r)^(i))进行Tl风险评估,并通过多种分析模型对重金属来源进行解析。结果表明:研究区土壤Tl含量均值为0.82 mg/kg,富集因子指数为2.21,以中度污染为主(2<EF<5),占比56.65%;潜在生态风险指数为81.10,以较强生态风险(80≤E_(r)^(i)<160)为主,占比73.41%。场地土壤Tl含量表现为:生产区>堆存区>运输区,生产区、堆存区土壤Tl含量随深度增加呈上升趋势,在6~9 m深度有较高累积,运输区则表层累积较高。结合主成分分析结果表明,来源为冶炼生产活动对场地土壤Tl累积有较大贡献。

地质样品铊同位素分析预处理方法优化

铊同位素体系可以示踪天体演化、古环境变化、矿床成因及污染物迁移等地质过程。然而,目前用于铊同位素分析的样品消解和离子交换方法耗时较长,往往需要两周甚至更久;为了提高化学前处理效率,本文采用微波消解法分解样品,以AG1-X8阴离子交换树脂纯化铊,采用多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测试,仪器的质量歧视用铅同位素标准溶液(NIST SRM981)校正。通过考察消解条件、淋洗曲线和基质效应,结果表明:采用微波消解法,在2mL硝酸-2mL氢氟酸-0.5mL高氯酸的混合酸体系中选用适当的消解程序可以将0.2g土壤标准物质GBW07406消解完全,总耗时不超过2h;利用AG1-X8树脂,上样后,依次以2mL 2mol/L硝酸-1%溴水淋洗6次、2mL超纯水淋洗1次和2mL 0.1mol/L盐酸-6%二氧化硫淋洗5次(收集铊),可有效地纯化铊;常见共存元素的干扰实验结果显示,树脂填充量为2mL时,该淋洗流程所允许上样溶液中含有三价铁和三价铝离子的量分别不应超过2.56mmol和4.90mmol,否则会使铊的回收率降低。将此方法应用于4个地质标准物质中铊同位素比值的测定,ε^(205)TlGSB Tl的精密度(2SD,n=6)均优于0.3;与文献的结果对比显示,标准物质NOD-P-1、GBW07406和GSP-2的ε^(205)Tl差值(ε^(205)Tl_(NIST 997)-ε^(205)Tl_(GSB Tl))均为0.8,NOD-A-1的ε^(205)Tl差值为0.7,说明方法具有较好的准确性;此外,可以估算标准物质GSB 04-1758-2004相对于NIST 997的ε^(205)Tl值应约等于0.8。

基于自动监测网络的湘江流域衡阳段铊污染原因分析

运用自动监测网络与实验室验证相结合的手段,通过测定湘江流域衡阳段干流与支流铊浓度,分析铊浓度与溶解氧含量、氨氮浓度及叶绿素a浓度等水质指标的关系,进而对湘江流域衡阳段铊污染进行原因分析。结果表明,2021年8月上旬,湘江流域衡阳段干流铊污染的来源主要为多支流污染汇入。其中,松木下游断面铊污染极有可能来源于支流上游企业排放,江东水厂断面铊浓度异常的原因主要为溶解氧降低、死藻富集。该案例可为我国铊污染应急监测及污染原因分析提供借鉴。

钢铁含铊高盐固废/废水协同水洗技术研究

钢铁烧结工序会产生大量烧结机头灰和脱硫废水,盐含量高,且含有剧毒重金属铊,其消纳问题成为制约钢铁行业可持续发展的关键问题之一。提出含铊高盐固废与高盐废水协同处置的思路。结果表明,当利用1/4浓度活性炭法脱硫废水用于洗灰时,洗灰水中铊含量低于5 mg/L,且钙、镁的溶出量也有所降低。重点研究了活性炭法脱硫废水中各组分对烧结机头灰水洗过程铊溶出行为的影响,发现水洗过程SO_(3)^(2-)的存在及适宜的pH对铊的溶出有明显抑制作用。

尿液铊与非酒精性脂肪性肝病的相关性分析

目的探讨尿液铊(TL)与非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的关系。方法选取2017—2020年美国健康与营养检查调查数据(NHANES)中年龄≥18岁的注册参与者,并排除缺乏肝脏瞬时弹性成像数据、尿液TL指标及患有乙型肝炎、丙型肝炎、饮酒量显著的人群。将纳入人群分为NAFLD组和Non-NAFLD组,采用高效液相色谱-电喷雾电离-串联质谱和在线固相萃取联合同位素稀释等方法定量检测尿液TL水平,比较两组人群年龄、性别、种族、婚姻状况、教育、家庭收入与贫困比比值(FMPIR)、体质量指数(BMI)、吸烟、喝酒、糖尿病(DM)、高血压(HTN)、高脂血症(HL)、尿液TL水平。计量资料两组间比较采用成组t检验或Wilicoxon秩和检验;计数资料两组间比较采用χ2检验。通过描述性分析、多因素Logistic回归、限制性三次样条回归分析、亚组分析、交互作用,探究尿液TL与NAFLD的风险关联。结果共纳入2511例,NAFLD组1612例(64.20%),Non-NAFLD组899例(35.80%),NAFLD组尿液TL水平明显高于Non-NAFLD组,差异具有统计学意义[0.18(0.11~0.26)μg/L vs 0.16(0.09~0.25)μg/L,Z=−2.76,P=0.01]。调整年龄、性别、种族、教育、婚姻状况、FMPIR、BMI、吸烟、喝酒、DM、HTN、HL协变量后,尿液TL Q4组[比值比(OR)=1.90,95%CI:1.48~2.44]患NAFLD风险显著增加(P<0.01)。尿液TL与患NAFLD的风险存在正向剂量-反应关系(P<0.01)且为非线性关系(P<0.01)。尿液TL与吸烟、BMI之间存在显著的交互作用(P<0.05),一生吸烟≥100支的人群尿液TL每上升一个四分位数患NAFLD的风险增加50%(OR=1.50,95%CI:1.24~1.80),一生吸烟<100支的人群尿液TL每上升一个四分位数患NAFLD的风险增加20%(OR=1.20,95%CI:1.03~1.40),BMI≥30 kg/m^(2)的人群尿液TL每上升一个四分位数患NAFLD的风险增加30%(OR=1.30,95%CI:1.05~1.70),差异具有统计学意义(P<0.05)。结论尿液TL水平与患NAFLD的风险显著相关。

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅冶炼工作场所空气中的铊砷镉等有害元素

针对铅冶炼工作场所空气中的铊、砷、镉等的含量的快速检测难题,利用升级改造后电感耦合等离子体发射光谱仪,通过使用微孔滤膜收集空气中烟尘,采用高氯酸、硝酸进行消解溶样,配制铊、砷、镉等标准溶液,使用ICP-AES仪器进行铊、砷、镉谱线的选择和干扰校正,能够实现一次溶样,同时完成多种重金属有害元素测定,方法准确快捷,试验研究加标回收率在98%~103%之间,铊、砷、镉的检出限分别达到0.001 5μg/mL、0.002 1μg/m、0.000 1μg/mL等,很好地满足了企业对空气中有害元素快速检测需求。

铁锰复合材料吸附工业废水中铊的机理研究

铊(Thallium,Tl)是一种高毒性金属,其致死剂量仅为10—15 mg·kg^(-1)。由于锰氧化物具有优良的吸附性,因此在铊污染防治中展现出很好的应用前景。然而,锰氧化物在吸附铊的过程中会溶出锰,因而对环境造成二次污染。为解决该问题,引入铁元素制备铁锰复合材料,降低吸附过程中锰的溶出。结果表明:铁元素的引入能大幅地减少吸附过程中锰的溶出,当初始Tl0浓度为10 mg·L^(-1)时,1 mg·L^(-1)的铁锰复合材料对铊的去除率超过99%,同时锰的溶出浓度控制在国家排放标准以内(0.3 mg·L^(-1)),达到了0.11mg·L^(-1);等温吸附曲线表明,当吸附温度为308 K时,铁锰复合材料的吸附符合Freundlich吸附曲线(R^(2)=0.94),吸附最大容量为539.4 mg·g^(-1)。说明,铁锰复合材料在有效降低锰溶出的同时,也能够高效地去除铊。