高新沙水库土壤重金属形态分布、浸出特征及其对水质安全影响

为了研究高新沙水库土壤重金属对水质安全风险的影响,本文通过8个采样区域3 m深处土壤重金属含量与形态的测定,采用地累积指数和生态风险指数法阐明重金属潜在生态风险,并通过浸提模拟试验来探究重金属浸出特性及对水质安全影响.结果表明,8种重金属Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Cr、Hg和As含量范围分别为11—42.5、70.75—119.5、0.01—0.16、24.5—100、20.25—35、89—177、0.05—0.17、10.15—22.1 mg·kg^(-1),在8处区域普遍未超出农田土壤环境标准风险筛选值(GB 15618-2018),仅有1处As含量为22.10 mg·kg^(-1),超出筛选值20 mg·kg^(-1).重金属主要以残渣态为主,其中Zn、Ni、Cr、Hg和As等5种重金属残渣态所占比例均达到70%以上,总体潜在生态风险处于轻微水平.在不同pH浸提液模拟作用下(pH=6.34、5.6和3.6),绝大部分重金属浸出浓度未超出生活饮用水卫生标准限值(GB 5749-2022),但浸提液pH=1.0极端情况下,Cu、Zn、Cd、Pb、Ni和As出现了不同程度的超标现象.在实际水体作用下,整体上库底土工膜破损程度对水质未产生不良影响,除了1处土壤点位中Ni出现轻微超标现象.综合以上结果,水库土壤重金属污染风险处于较安全水平,对水质造成的环境风险非常有限,但在水库实际运行中加强重金属含量的监测与管理,尤其是Pb和Ni.

冻融及耦合酸化作用下土壤中重金属的浸出性及其机制解析

冻融与不同pH溶液的耦合作用下土壤中重金属浸出行为尚缺乏研究。本研究采用TCLP测试评估了冻融及耦合酸化处理前后土壤中重金属的浸出毒性,并采用孔隙(颗粒)与裂隙图像识别与分析系统(PCAS)和地球化学模拟软件(PHREEQC)分别探究土壤矿物颗粒的微观结构和矿物学演化特征。结果表明,经过30次冻融循环后,As、Cd、Cu、Mn、Pb和Zn的最大浸出浓度分别为0.22 mg/L、0.61 mg/L、2.46 mg/L、3.08 mg/L、29.36 mg/L和8.07 mg/L。在冻融和酸化的耦合作用下,土壤颗粒的孔隙度增加了4.79%。孔隙和裂缝的演化所引起的颗粒结构破坏证实了这一结果。在冻融作用下,土壤颗粒的各向异性增加,而在冻融与酸化的耦合作用下,土壤颗粒的各向异性降低。SEM-EDS、PCAS量化和PHREEQC模拟的结果表明,重金属的释放机制不仅与矿物颗粒的微观结构演化特征有关,还受质子腐蚀以及矿物的溶解和沉淀的影响。这些结果将为季节性冻土地区污染场地土壤修复评价提供重要参考。

CGF固化/稳定化重金属污染土强度及浸出特性

通过CGF(由电石渣、粒化高炉矿渣、粉煤灰组成的固废基固化剂)固化/稳定化不同土质种类(由不同黏粒、粉粒、砂粒配比调配)、不同复合重金属(Cu、Ni、Pb、Zn)含量的污染土,借助宏微观试验研究固化/稳定化污染土的强度特性、重金属浸出特性以及固化/稳定化机理.研究结果表明:CGF固化/稳定化重金属污染土强度和重金属浸出浓度主要由养护龄期、重金属含量和土质种类共同决定;随着养护龄期的增加,固化/稳定化污染土强度逐渐增加,但不同重金属含量的强度变化规律不同,存在重金属“临界含量”;随着养护龄期的增加,重金属浸出浓度逐渐减小,其浸出浓度变化规律亦存在重金属“临界含量”,该“临界含量”由养护龄期和土质种类控制,固化/稳定化Clay污染土在7,28,90d的“临界含量”分别为200,300,600mg/kg,28d时固化/稳定化Clay、CSSM511、CSSM111污染土“临界含量”分别为300,200,200mg/kg,固化/稳定化CSSM011污染土不存在“临界含量”.CGF固化/稳定化重金属污染土作用机理包括固化剂对重金属离子的化学沉淀、包裹、吸附、离子交换等稳定化作用和土中黏土矿物对重金属离子的稳定化作用.

贵州云雾茶园土壤高含量重金属和砷在茶叶中的积累与浸出特征

为了研究土壤高含量重金属和砷在茶叶中的积累与浸出行为,选择贵州省云雾土壤高含量重金属和砷茶园,采集了土壤和茶叶样品各46个,对土壤-茶叶-茶汤系统重金属和砷进行分析。结果表明:云雾茶园土壤重金属Cd、Hg和As均有部分超出土壤二级标准限量值,超标率分别为80.4%、69.6%和8.7%,该茶园土壤存在严重的Cd和Hg污染。但是,茶叶和茶汤的重金属和砷并未超标,茶叶对不同土壤重金属和砷的富集能力为Cu>Cd>Hg>Pb>Cr>As,茶叶-茶汤系统重金属和砷浸出率最高的元素为Hg,不同重金属和砷的浸出率为Hg>As>Cu>Pb>Cd>Cr,Hg和Cu在土壤-茶叶-茶汤系统具有较大富集系数和浸出率。

细胞冻融破碎对城市污泥中重金属浸出浓度的影响

利用反复冻融的方法对污泥细胞进行破碎,考察处理前后污泥重金属的浸出浓度和形态分布的变化,并通过扫描电镜和红外光谱分析污泥中微生物细胞形貌和有机化合物含量的变化.结果显示,经过细胞破碎处理后,污泥中重金属的浸出浓度增大,锌、镍、铬、镉和铜的浸出浓度比原始污泥分别增加了9.7%、5.1%、25%、9%和50%.不稳定态增加,锌和镍的不稳定态分别增加了20.4%和37.9%,锌、镍、铬和铜的有机态分别减少了4.2%、8.2%、1.2%和5.1%.细胞发生了形貌上的变化,细胞体破碎程度严重.细胞EPS以及污泥中的蛋白质、羧酸、多聚糖等有机基团含量明显减少.细胞破碎后污泥浸出浓度增加的主要原因是污泥中有机态的重金属转化成了其他不稳定态的重金属.

几种浸出方法重金属浸出浓度与浸提率差异的研究

以某废弃化工厂产生的铬渣,采集的铬污染土壤及配制的铅污染土壤为样品,对比了国内和美国环保几种常见浸出方法的浸出浓度、浸提率并提出相关影响因素;实验结果表明:阳离子(如Cr^(3+)和Pb^(2+))的浸提率主要受到重金属的存在形态、H^+离子的离子交换作用和固态基质的酸蚀这3种因素影响,通常固态基质酸蚀作用影响较大,pH越低,浸出率越高;阴离子(如CrO_4^(2-))的浸提率主要受到OH^-离子的离子交换作用和固态基质的酸蚀2种因素影响,通常固态基质的酸蚀影响大于OH-离子的离子交换作用;浸出浓度同时受浸提率和液固比的影响,可能导致出现高浸提率、低浸出浓度的现象。

城市生活垃圾焚烧飞灰重金属的浸出特性

对用流化床焚烧炉混烧垃圾和煤的布袋飞灰进行了重金属的TCLP(ToxicityCharacteristicLeachingProcedure)浸出特性实验,探讨了液固比、初始pH值及浸出时间对飞灰中重金属Pb、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn的浸出影响。结果表明,重金属的浸出量都随着液固比的增加而增加,其中Cr、Cu一般呈上升趋势,Cd、Ni、Zn在液固比大于20时曲线变化较平缓,Pb的浸出规律比较特殊,有一个明显的波峰和波谷。重金属在浸取液的pH≤2 90时的浸出浓度远远大于pH≥4 03时的浸出浓度。Pb、Cr、Zn随着浸出时间的增加,浸出浓度下降,而Cd、Ni上升,Cu是先上升后下降。在液固比、初始pH值及浸出时间这三个影响因素中,pH值对重金属的浸出影响较大,重金属在酸性环境下较易浸出。

尾矿及其浸出液中重金属形态分析与评价

以人工添加重金属的钼尾矿为研究对象,采用BCR连续浸提法和TCLP浸出试验相结合的方法,研究尾矿中重金属的形态分布和浸出能力。结果表明,尾矿中重金属存在形式弱酸态和还原态总和均在90%以上,在合适的条件下很容易浸出;在pH 2.88的醋酸中浸提45 h,液固比大于80∶1 L/g时,重金属浸出率较大,而浸提温度、滤膜直径、振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属的不同而有所不同,静置时间对重金属的浸出率影响可以忽略不计。

垃圾焚烧飞灰中重金属浸出的影响因素

考察不同浸出条件对垃圾焚烧发电厂烟气净化系统飞灰中重金属浸出特性的的影响.研究表明:飞灰浸出时,受飞灰自身性质的影响,翻转式摇床混合和水平振荡摇床混合对飞灰中重金属浸出量的影响不明显;混合8h可使浸出体系达到溶解平衡,16h静置过程对飞灰中重金属溶出的影响不明显;增加浸取剂离子强度对飞灰来说并不会增加重金属元素的溶出;加大液固比(L/S)对飞灰中Pb,Ni和Cd的浸出仅起稀释作用,而Cu,Zn,CT和Hg在L/S<10时浸出液的浓度变化不大,L/S>10时被稀释;在高H+浓度时飞灰中重金属的浸出率大大增加,浸取剂中H+对各元素浸出的影响程度为Pb≈Zn>Cu>Cd>Ni>Cr>As>Hg;在中低H+浓度时,醋酸浸出液中重金属的浓度高于硝酸浸出液,而在>0.2mol·1-1的酸浸取液中,硝酸浸出液中重金属(Hg除外)的浓度大于醋酸浸出液.

甲醇化工厂周边土壤重金属形态与浸出特征研究

【目的】以湖南省益阳市桃江县某甲醇化工厂周边不同类型土壤为研究对象,分析重金属形态分布及浸出特征,以期为该类化工厂周边土壤的风险管控提供理论依据。【方法】采用改进BCR法、TCLP法分别研究土壤重金属形态分布和毒性浸出特征,并对重金属形态与浸出含量进行相关分析。【结果】土壤中主要重金属污染物为铅(Pb)、镉(Cd)和铬(Cr),其中水田Cd含量为农用地土壤污染风险管制值的43倍。BCR提取结果显示:残渣态是土壤重金属最主要形态,占总量的33%~43%,可氧化态含量最低,仅占总量的10%~13%;林地弱酸可提取态比例系数低于水田。TCLP浸提结果显示,Cr、Pb、Cd的浸出率分别为9.09%~11.36%、7.68%~12.10%和14.68%~22.64%,浸出含量均为水田>林地,且均超标。弱酸可提取态与TCLP浸出含量呈极显著正相关(r=0.999,P<0.01)。【结论】该化工厂周边土壤Cr、Pb和Cd均超标,存在严重的环境风险,且水田的环境风险较林地更大,需要严格管控。此外,可以根据弱酸可提取态含量评价该化工厂周边土壤重金属的生物有效性和潜在风险。

锰渣中重金属形态分布及浸出特性分析

以某电解锰企业的锰渣为研究对象,采用优化的连续化学提取法(SCE)分析了锰渣中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的形态分布情况,以改进的TCLP法研究重金属浸出的主要影响因素。结果表明,除铅以外,锰渣中5种重金属水溶态、弱酸态和还原态总和均在60%以上,在适宜的条件下容易浸出,尤其在酸性环境下浸出率随酸性的增强逐渐升高;在pH=2.88的醋酸中浸出48h,液固比大于80,浸出温度保持45~50℃时,重金属的浸出率较大;振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属性质的差异而有所不同。

干电池中重金属的浸出特性及危害研究

所有的家用干电池中都或多或少含有不同种类的重金属。这些重金属进入环境并达到一定含量后 ,其毒性对人体健康和生物圈会造成潜在危害。而电池进入填埋场后是否会发生壳体破损并造成重金属污染 ?本文针对废干电池进入填埋场后 ,重金属的释放和污染情况进行了试验研究。结果表明 ,电池壳体可有效阻止电池中重金属的释放 ,即便是在破损后对渗滤液中重金属的贡献也是微乎其微的。

淹水对土壤重金属浸出行为的影响及机制研究

通过模拟库区周围受污染土壤的淹水条件,开展淹水试验探究土壤重金属浸出行为发展规律。从分析结果来看,在土壤内物质的氧化反应受到抑制的情况下,受土壤Eh下降、氧化铁形态转化等因素的影响,重金属浸出量逐渐减少,酸溶态、残渣态重金属逐渐减少,可还原态和可氧化铁的重金属增加,呈现出由表层向下迁移的发展态势。

大冶红星湖重金属污染底泥固化/稳定化及浸出毒性的研究

采用水泥、粉煤灰、矿渣固化/稳定化大冶红星湖重金属污染底泥,考察掺加剂配比、养护期及初始含水率对底泥固化土无侧限抗压强度的影响及浸出毒性研究。结果表明:影响底泥固化土强度的因素按重要性排序为:水泥>矿渣>粉煤灰;水泥、粉煤灰和矿渣掺加量最佳配比为A3B3C3,即水泥∶粉煤灰∶矿渣=13∶25∶15。无侧限抗压强度随着养护期的延长呈现出逐渐增大的趋势,在第21 d强度达到最大值为1 232 k Pa。当初始含水率为60%时,底泥固化土的无侧限抗压强度较大,但随着含水率的增加,强度逐渐降低。底泥固化土中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Ni浸出浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中规定的限值。

重金属污染场地土壤浸出毒性浸出方法对比研究

浸出浓度是评价土壤受重金属污染程度和固化/稳定化修复效果的重要指标,本次采用醋酸法、硫酸硝酸法和水平振荡法浸出含铅、铜、砷、锑和铬五种重金属单一和实际场地污染土壤,明确不同浸出方法对不同元素的浸出浓度差异及影响。结果表明:对于单一重金属污染土壤,水平振荡法浸出As、Sb和Cr(Ⅵ)浓度更高,分别为0.365 mg/kg、0.179 mg/kg和1.304 mg/kg。醋酸法更有利于Pb和Cu浸出,浸出浓度分别为11.200 mg/kg和123.100 mg/kg;对于实际场地的复合污染土壤,As和Sb主要以残渣态存在,Cu和Pb多以可交换态和碳酸盐结合态存在,As、Sb、Cu和Pb醋酸法所得最高浸出浓度分别为1.15 mg/kg、7.74 mg/kg、2365 mg/kg和127.42 mg/kg,对应浸提率分别为1.52%、9.48%、43.98%和13.47%,高于硫酸硝酸法和水平振荡法。

原子吸收光度法测定土壤重金属铅及浸出研究

本研究使用石墨炉原子吸收光度法,在3种不同的浸出方法(水平振荡法、硫酸硝酸法、乙酸法)条件下,对土壤中的重金属铅进行了测定。各种浸出方法的结果表明,在达到检测标准要求的同时,均能得出标准曲线、加标回收率和检出限。土壤修复后,乙酸法浸出是一种可用于铅检测的合适浸出方法,且检出水平高。

基于加速碳化的农田土壤重金属钝化长期稳定性评估

土壤重金属污染已严重影响我国农田安全利用及人体健康,农田重金属污染治理已成为亟须解决的重大环境问题。采用土壤修复工程中常用的无机修复药剂熟石灰、硫化钠和磷酸氢二钾对铜锌铅镉复合污染土壤进行钝化处理,通过加速碳化试验,考察了二氧化碳对常用无机药剂钝化铜、锌、铅、镉等重金属的长期稳定性的影响。结果表明,在不考虑碳化作用的情况下,添加上述3种无机修复药剂可大幅降低受污染农田土壤浸出液中重金属的含量,降低重金属污染风险。经加速碳化后,熟石灰处理的浸出液中,铜、镉的含量显著升高,铅、锌的含量基本不变;硫化钠处理的浸出液中,铜、锌、铅和镉的含量均出现一定程度的升高;磷酸氢二钾处理的浸出液中,铜、铅的含量基本不变,锌的含量出现轻微下降,镉的含量出现轻微上升。在采用钝化技术实施土壤重金属污染修复工程时,除了需根据重金属类型选择合适添加量的药剂外,还应结合加速碳化试验,明确污染因子在碳化作用下的稳定性变化情况,以保证修复效果。

含重金属底泥固化及浸出毒性的研究

采用水泥固化法对某冶炼厂含重金属硫化物底泥进行固化处理。主要分析了底泥中重金属含量和不同提取剂对重金属浸出量的影响,并考察在不同底泥掺量比例和不同养护龄期对重金属浸出的影响,实验表明:重金属浸出浓度随水泥掺入比例和养护时间的增加而减少,固化最佳配比为底泥掺入量60%,固化体养护期10天,固化效果良好且稳定;固化体中Pb、Zn和Cd浸出毒性低于国家标准,但Tl的浸出仍存在显著风险。

协同处理药渣过程飞灰重金属分布及浸出特性

为评估燃煤锅炉协同处理药渣过程中飞灰重金属的环境风险,该文对不同粒径飞灰重金属的分布及浸出特性进行研究。结果表明:Pb、Zn在整体飞灰中的分配率均达到了95%以上,Cd、Cu、As在整体飞灰中的分配率均达到75%以上,而Mn在整体飞灰中的分配率仅40%。沿着烟气流程,除尘器不同电场捕获的飞灰中值粒径逐渐减小,飞灰颗粒表面更加光滑。随飞灰粒径的减小,飞灰中Pb、Zn、Cd、Cu的质量分数逐渐增大,而As的质量分数逐渐减小;不同粒径飞灰中Mn的质量分数在300 mg/kg上下波动。随飞灰粒径的减小,Pb、Cd、Cu的浸出浓度逐渐增大;飞灰中值粒径由20.2μm减小到5.0μm,Zn的浸出浓度增大了687%,环境风险急剧提高;不同粒径飞灰中As的浸出浓度均小于0.05μg/L,Mn的浸出浓度均小于0.01μg/L。协同处理药渣过程中,随着飞灰粒径减小,Pb、Zn、Cd、Cu、Mn的环境风险逐渐升高,该试验中不同粒径飞灰样品重金属的环境风险均满足环保要求。

不同浸提方法对固体废物中重金属浸出含量的影响

比较了4种浸提方法[水提法、毒性特征浸出程序(TCLP)、pH控制的改良TCLP和连续化学浸提法(SCE)]在不同的液固比(L/S)、pH和浸提剂类型下,对城市固体废弃物(MSW)焚烧炉空气污染控制(APC)残留物中重金属浸出质量浓度的影响。结果表明:用蒸馏水浸提时,当L/S在2~100 mL·g^(-1)范围内,所有重金属的浸出质量浓度均随着L/S的增加而降低,多数重金属的释放量随着L/S的增加而增加,且当浸出时间大于30 min后,浸出时间对于重金属浸出质量浓度和释放量的影响较小。在TCLP和改良的TCLP试验中,浸出质量浓度和重金属释放量(AHMR)都极依赖于浸提过程中的pH。在SCE实验中,碳酸盐结合态(CB)和Fe-Mn氧化态(OX)(易溶于酸的部分)在浸出的重金属中占比最高。此外,SCE和改良的TCLP试验中浸出的目标重金属量均远高于常规TCLP和水提法浸提的量。