我国铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染特征及成因

收集了我国32个铅锌冶炼厂周边共1 551个表层土壤样品重金属检测数据,从全国尺度范围分析重金属污染特征及成因。结果表明,土壤中铅、锌、镉、砷、镍、铬、铜、汞的平均值分别为396.35、605.15、13.91、27.07、28.66、79.38、59.73和0.42 mg/kg,含量范围分别为9.33~9 280、23.29~25 238、0.032~556.9、0.7~422、0.25~357.8、5~584.7、4.51~2 027.5、0.007~7.9 mg/kg,以《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)的第一类用地标准值为参考,铅、镉、砷、镍最大超标倍数依次为22.2、28.8、20.1和2.39倍。铅锌冶炼厂周边土壤重金属分布主要受大气沉降、方位、风向、距离梯度、地形和地域界限的影响。土壤重金属污染主要来自大气沉降,不规范的废渣堆存也会造成堆场周边土壤重金属污染。

十八烷胺改性载银二氧化钛的研究

采用十八烷胺为改性剂对载银二氧化钛进行改性,考察了十八烷胺添加量、改性时间、改性温度及pH值对表面改性的影响,从而确定了最佳用量和最佳改性条件。采用红外光谱、沉降比和抗菌性测定分析了表面改性效果及抗菌性能。结果表明,载银纳米二氧化钛粉体表面处理的最佳条件为十八烷胺添加量4%、改性时间2h、改性温度70℃、pH=3;十八烷胺主要以物理吸附方式吸附在粉体表面,经表面改性后的载银二氧化钛在稀释剂中的沉降比与未改性粉体相比明显下降,改性处理虽导致抗菌性能略有下降,但仍达到99.68%。

有色冶炼污染源达标评估和动态管理系统开发

确保工业污染达标排放是环境管理的重要方面,达标评估工作需要采取全过程控制的思路,并进行动态跟踪。在污染物排放预测基础上,提出了有色冶炼行业污染源排放达标可行性评估方法,包括排污系数法和排放模型法。开发了有色冶炼污染源达标评估和动态管理系统,利用系统排放模型法评估了A企业阳极炉烟囱污染源排放污染物。结果表明,阳极炉烟囱SO2排放(538 mgm3)不达标,从节能降耗、开展清洁生产审核以及建立环境管理体系等方面提出优化方案,3个方案的SO2排放浓度分别为370、365和292 mgm3,可实现全部达标排放。

银电解精炼的清洁生产的实践

以银电解精炼企业清洁生产审核为例,分析了企业物料平衡和产排污现状,与国内外银电解精炼技术经济指标对比,分析企业清洁生产水平,挖掘企业清洁生产潜力。提出无/低费方案20项,实施了无/低费方案16项,实施率为80%,累计投资1.42万元,获得经济效益初步估算为2.8万元/年。计划实施无/低费方案4项,预计投资5.1万元,预计经济效益6.2万元/年。

固体废物的固化/稳定化研究现状

阐述了固体废物的定义、特点、分类,指出固体废物对环境造成的危害,总结出国内外水泥固化、化学药剂稳定化、熔融固化、塑性材料固化、石灰固化和自胶结固化处理固体废弃物的固化/稳定化技术的研究现状,对目前各种固化/稳定化技术存在的问题及今后研究工作提出建议。

再生铅冶炼行业典型工艺的铅污染物质流分析

将物质流分析应用于我国再生铅冶炼行业典型工艺(铅膏炼前预脱硫—还原熔炼—精炼)的铅污染研究,构建了再生铅冶炼过程的铅元素流图,并针对铅污染提出了应对措施。研究结果表明:再生铅典型工艺的铅直收率、铅回收率、铅废物循环利用率分别为85.38%,93.96%,97.57%;应重点监控的铅有组织排放依次为外排烟气、熔炼渣、脱硫石膏渣;针对外排烟气中铅烟尘的PM2.5占比高及铅烟尘活性较高易于释放的特点,应选用高效除尘器,进一步提高细烟尘的捕集率;铅无名损失的重点工序依次为熔炼工序、电解精炼工序、合金熔铸工序;冶炼烟尘返回熔炼炉时,应增加制粒工序,以降低熔炼炉的烟尘率。

废旧铅酸蓄电池湿法回收过程铅污染研究

对废旧铅酸蓄电池湿法回收工艺过程铅污染研究,构建了铅元素流图,并针对铅污染提出了应对措施。研究结果表明:废旧铅酸蓄电池湿法回收工艺的铅直收率、铅回收率、铅废物循环利用率分别为91.59%、98.49%、82.05%;应重点监控硫酸钠产品去向,针对外排烟气中铅烟尘活性较高易于释放的特点,应选用高效除尘器,进一步提高细烟尘的捕集率。

电解锰渣-页岩-粉煤灰烧结砖的研制

针对湖南湘潭竹埠港地区工业废渣的情况,进行了电解锰渣-页岩-粉煤灰体系烧结制砖的研制。确定了配比、烧结温度和保温时间对烧结砖性能的影响,通过SEM、EDS、抗压强度、毒性浸出、DTA和XRD等检测手段,对烧结前后砖体的结构及各项性能进行了检验。结果显示,电解锰渣、页岩和粉煤灰的配比为4:5:1、烧结温度为1 000℃、保温时间2 h为烧结的最优工艺条件。在此条件下,砖体的抗压强度可达到22.64 MPa,浸出液中锰的浓度由451.08 mg/L降至0.676 3 mg/L,均符合国家标准值。

粗铅冶炼过程铅元素流分析

针对粗铅冶炼生产过程中铅金属环境污染问题,应用元素流分析方法,建立了粗铅冶炼过程铅元素流分析框架.以液态高铅渣直接还原工艺为研究对象,通过监测和分析配料、底吹炉、还原炉、烟化炉等工序含铅样品数据及企业台账数据,对生产过程中铅元素流进行全过程识别和追踪分析.结果表明:粗铅冶炼系统铅元素平衡系数为98.61%,铅回收率为98.28%,但铅直收率仅为74.39%,与国内外先进水平相比,还有一定提升空间;单位粗铅产品烟尘、铅尘产生量分别为0.636和0.308 t/t;排放量最大的烟囱是还原炉-烟化炉烟囱,其次为岗位环保烟囱和底吹炉制酸烟囱,三者排放量分别占废气铅排放量的69.06%、25.81%、5.13%.针对粗铅冶炼生产过程中存在的问题,提出了优先提高铅直收率、降低烟尘率、减少无组织粉尘散逸、采用高效脱硫除尘协同防治技术等建议.

铅冶炼行业重金属污染防控监管现状分析及对策

为实现铅冶炼行业重金属污染防治,促进铅冶炼行业的绿色发展,以重金属污染成因之一的铅冶炼行业为对象,分别从源头削减、过程控制和末端治理3个阶段系统梳理了国内铅冶炼行业重金属污染防控环境监督和管理现状。结合目前国内的重金属污染源监管现状,在铅冶炼行业环境监管中发现:管理体系的政策协调性存在矛盾;监管多注重末端排口而过程监管乏力;排污许可证制度执行不到位;冶炼企业环境防护距离界定不科学以及环境监测能力滞后;环境信息公开不充分等。针对以上问题提出应从提高政策体系之间的衔接性,注重生产过程管理中的重金属污染防治,充分发挥排污许可证对重金属污染防控的约束力,科学界定铅冶炼企业环境防护距离,加强重金属检测能力建设等方面提升铅冶炼行业重金属污染防控水平的对策建议。

萃取法回收废弃液晶屏中铟工艺废水零排放和回用研究

以萃取法回收废弃液晶屏中铟的工艺所产生的废水为研究对象,研究出石灰调浆中和—氧化工艺,并对其效果和成本进行了分析。经中和处理后,废水中Pb、Cr、Cd等离子远远低于《工业用水回用标准(GB/T 19923—2005)》,Al、Fe、Pb、Zn的去除率分别达到99.80%、99.90%、96.82%、99.61%,中和底渣各组分含量均低于毒性鉴别标准限定值,不属于危险固体废物;经氧化处理后废水中COD含量由650 mg/L降至215 mg/L,可返回至生产工艺。石灰调浆中和—氧化工艺出水水质较好,可实现零排放,同时成本较低,约为52元/m3。本研究可为萃取法回收废弃液晶屏中铟的工艺过程中废水的处理处置提供技术参考。

冶炼污酸中铊、砷协同去除实验研究

以山东省某冶炼企业产生的污酸为研究对象,开展氧化-中和-硫化协同处理污酸中铊、砷的试验研究,分别考察了FeS/As质量比、pH值、FeCl3/FeS摩尔比、温度、反应时间、搅拌强度等因素对污酸中铊、砷去除率的影响。实验得出最优工艺条件为FeCl3/FeS摩尔比为3/1,FeS/As质量比为3/1,氧化反应pH值为3,硫化反应pH值为8,硫化反应温度为30℃,转速为250 r/min,氧化反应和硫化反应时间均为30 min。结果表明,最优工艺条件下,铊的浓度由0.64 mg/L降至0.004μg/L,砷的浓度由11.23 g/L降至5 mg/L以下,砷、铊去除率均能达到99.96%。

洞庭湖污染状况及防治对策

调查洞庭湖主要污染物来源,分析入湖污染特征,确定湖区重点控制污染源包括规模化畜禽养殖污染源、水产养殖污染源和城镇生活污染源。在此基础上提出污染防治对策,为洞庭湖区进行综合开发和污染治理提供依据和参考。

载银纳米TiO_2抗菌竹炭的制备

以工业TiOSO_4为原料,分别通过水解法和胶溶法制备载银纳米TiO_2抗菌竹炭。采用XRD和SEM对样品进行了表征,研究了不同载银量、煅烧温度、TiO_2/C和竹炭粒径对抗菌率的影响。结果表明,水解法制备的抗菌竹炭的抗菌效果优于胶溶法制备的抗菌竹炭,控制载银量、煅烧温度、TiO_2/C、竹炭粒径分别为2%、500℃、2%、200目时,水解法制备的抗菌竹炭抗菌率最佳;控制载银量、煅烧温度、TiO_2/C、竹炭粒径分别为3%、500℃、3%、200目时,胶溶法制备的抗菌竹炭抗菌率最佳。

有色金属矿山建设工程水土保持方案编制要点探讨

根据湖南黄沙坪铅锌有色金属矿山开采工程水土流失的特点及形式,编制矿山开采工程水土保持方案,通过实施水土保持方案,项目建设区水土流失治理度达到95%以上,土壤侵蚀模数降到0.05万t/km2.a以下,水土流失控制比为100%,工程弃渣拦渣率98%以上,扰动土地整治率达到95%以上,植被恢复系数达到95%以上,林草植被覆盖率30%以上。通过方案的实施,减少了工程建设对环境的破坏,使项目区的生态环境得到了有效保护和改善。

废弃等离子屏湿法冶金提银废水处理工艺研究

对等离子屏湿法冶金提银废水分别采用"中和+氧化+絮凝"、蒸发法、"中和+絮凝+蒸发法"进行处理。结果表明,"中和+絮凝+蒸发"方案对该废水中的重金属和COD等污染物均有较好的处理效果,还能通过回收硝酸和出售中和渣,实现废水处理和回收成本价值基本平衡,且冷凝水回用到生产工艺中对生产指标无影响。

土壤微生物群落结构与功能对铬与总石油烃复合污染的响应机制研究

铬与总石油烃的复合污染对土壤微生物生态系统的影响研究鲜有报导。采用HiSeq高通量测序、LEfSe、Tax4Fun、关联网络等方法探究了不同污染程度铬(Cr)与总石油烃(TPH)复合污染土壤中微生物群落结构与功能特征。结果表明,Cr与TPH均会对土壤菌群结构与功能产生较大影响,二者均降低了菌群alpha多样性。重度Cr与中度TPH复合污染土壤中拟杆菌门和厚壁菌门得以富集,而TPH重度污染提升了群落中变形菌门的含量。重度Cr与中度TPH复合污染土壤中微生物群落功能中更多地富集了核酸损伤修复层面的功能网络,而单独的重度TPH污染更多的是改变土壤菌群的碳源能量的代谢方式。通过关联分析发现Parvibaculum和Rhodoferax可作为TPH污染修复候选菌,Lactobacillus和Sulfurifustis可作为铬污染修复候选菌;暂未发现同时修复Cr与TPH复合污染的修复候选菌。本文从微生态角度为筛选生物修复菌种提供了新视角。

载银纳米二氧化钛的分散及对PVC清漆的改性

以提高载银纳米二氧化钛在PVC清漆中的分散性为目的,分别针对物理机械分散、超声分散、表面改性及PVC清漆浓度等因素对载银纳米二氧化钛在PVC清漆中的分散效果的影响进行了研究。结果表明:以4 500 r/min高速机械分散50 min,超声分散40 min,复合分散剂Tritonx-100与六偏磷酸钠在质量比为6∶4,投加量为总体系0.3%,PVC清漆的浓度65%等条件下,载银纳米二氧化钛在PVC清漆中分散很好。在不影响PVC清漆涂膜性能的情况下,载银纳米二氧化钛改性清漆涂膜制得抗菌PVC塑料,光催化降解甲基橙率为81.57%,抗菌率高达99.9%。

氮素形态对穿心莲氮吸收、分配和内酯成分积累的影响

为了明确药用植物穿心莲(Andrographis paniculata)对不同氮素形态的利用特征及其与穿心莲内酯成分积累的关系,以硝态氮(NN)、铵态氮(AN)、酰胺态氮(UN)和氨基酸态氮(GN)为单一氮源,采用15 N同位素示踪和生理生化分析,研究了氮素形态对穿心莲不同生长时期(快速生长期、拔节期、现蕾期、开花期)氮素吸收、分配和穿心莲内酯成分含量的影响。结果表明:(1)叶片和根中氮含量随生长时期逐渐下降,NN处理氮含量较低。(2)穿心莲氮吸收速率在营养生长期较高,生殖生长期急速下降,穿心莲对AN、UN和GN的吸收速率较高。(3)现蕾期叶片氮分配比例减少,茎氮分配比例增加,与NN处理相比,该时期AN、UN和GN处理降低了叶片氮分配比例,而提高了茎和根氮分配比例。(4)快速生长期NN处理的光合作用最大羧化速率和最大电子传递速率较低,叶片氮在羧化系统和生物能学组分中的分配比例也较低;UN和AN处理分别在现蕾期和开花期降低了叶片氮在羧化系统中的分配。(5)AN、UN和GN提高了穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯含量,降低了现蕾期和开花期14-去氧穿心莲内酯含量,不同氮素形态对新穿心莲内酯的影响较小。(6)穿心莲内酯和新穿心莲内酯含量与叶、茎、根氮含量,氮吸收速率及叶和根中氮分配比例显著负相关,而与茎中氮分配比例显著正相关,14-去氧穿心莲内酯则相反。综上认为,营养生长期是穿心莲氮吸收的主要时期,穿心莲能更好地利用铵态氮、酰胺态氮和氨基酸态氮,并通过优化氮分配促进穿心莲内酯成分积累。

穿心莲不同生长发育期穿心莲内酯积累与碳氮代谢特征

【目的】明确穿心莲(Andrographis paniculata)不同生长发育期主要活性成分穿心莲内酯的积累和碳、氮代谢特征及其关系,为穿心莲优质高产栽培管理提供理论依据。【方法】根据穿心莲生长发育特点,将其物候期划分为塔型期、团棵期、拔节期、现蕾期、盛花期和花果期,分析大田条件下各生长发育期的生物量及穿心莲内酯积累和碳、氮代谢特征。【结果】穿心莲全株和茎秆生物量在盛花期开始稳定,叶片生物量在拔节期开始趋于稳定,相对生长速率和叶片生物量占比随着生长进程逐渐下降。叶片的穿心莲内酯含量在塔型期至现蕾期(营养生长期)逐渐上升,在现蕾期达峰值且保持稳定,单株穿心莲内酯产量在盛花期达最大。穿心莲内酯合成关键酶基因ApDXS、ApDXR、ApGGPS和ApCPS的表达量在团棵期上升,随后下降并趋于平稳,而基因ApHMGS和ApHMGR1在现蕾期后维持在高表达水平。穿心莲内酯合成可能主要受甲羟戊酸(MEP)途径调控,且穿心莲内酯积累滞后于基因表达。叶片和茎秆的氮含量随着穿心莲的生长进程逐渐下降,植株地上部氮积累量和茎秆氮积累量在现蕾期达最大值,而叶片的氮在现蕾期后向果实转移其积累量逐渐下降。塔型期和团棵期叶片氮同化相关酶中的谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(NAD-GDH)和异柠檬酸脱氢酶(ICDH)活性较高,同时叶片蔗糖和可溶性总糖含量也较高,随后氮同化酶活性及蔗糖和可溶性总糖含量下降,淀粉含量的变化则相反。叶片穿心莲内酯含量和单株穿心莲内酯产量与株高、生物量、地上部氮积累量和淀粉含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),与叶片氮含量呈极显著负相关,说明促进穿心莲营养生长期生物量积累有利于提高穿心莲内酯含量和产量。【结论】现蕾期至盛花期是采收穿心莲药材的最佳时期;营养生长期是穿心莲氮同化和积累的主要时期,在该时期适当增施氮肥促进穿心莲生物量积累可提高穿心莲内酯含量和产量。