氧化还原电位对污染土固化体中砷浸出行为的影响

砷(As)的价态和迁移性与氧化还原电位(EH)密切相关,固化/稳定化后的As污染土处于复杂的氧化还原环境中,EH的变化可能导致固化体中As浸出风险增加,目前对EH变化情况下固化体中As浸出行为的研究尚不多见。通过半动态浸出试验研究了稳定化/固化修复后的高浓度As(Ⅲ)污染土在不同氧化还原条件下的As浸出行为,通过X射线衍射图谱(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究了浸出试验前后土中矿物成分和As价态的变化,揭示了相关机理。结果表明,浸出液中As的浸出总量与浸提液EH密切相关,浸提液EH越低,As浸出浓度越高;当浸提液EH为0 mV时,As的扩散系数达到3.11×10^(-13)m^(2)/s,可浸出指数达到了8.72,表明修复后的高浓度As(Ⅲ)污染土不适合在强还原性环境中堆放和再利用;XRD分析表明,随着浸提液EH降低,土中的铁氧化物/氢氧化物发生还原溶解,进一步导致As的解吸附;XPS分析表明,随着浸提液EH降低,土中的As(Ⅴ)被还原为高迁移性的As(Ⅲ),从而增加了As的潜在移动风险。该研究为高浓度As(Ⅲ)污染土的长期安全处置提供了科学依据。

不同季节英红九号冲泡浸出物动态研究

以不同季节鲜叶为原料生产的英红九号红茶为研究对象,以浸泡时间、茶叶量、用水量以及季节4个因素作为实验参数,以常规泡茶方式对冲泡过程中茶汤的有效成分茶多酚、氨基酸、咖啡碱、可溶性糖以及水浸出物的浸出动态进行了正交试验。研究结果表明:冲泡不同季节的英红九号红茶应掌握的茶叶量为5g、冲泡时间60s、用水量为200ml,即茶水比为1:40,可保证较好的品质特征。

生态水泥胶砂块中重金属的动态浸出行为研究

采取酸性浸取剂更新条件下的动态浸出实验方法,研究了生态水泥胶砂块所制3种样品(细粒样、粗粒样、块状样)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种重金属的浸出行为.结果表明,除Cd始终未检出外其他重金属均有浸出,同种样品中以Cr的浸出率为最高,同种重金属的浸出率均表现出细粒样>粗粒样>块状样的趋势.根据Fick定律做出各重金属的累积浸出分数Pt与t1/2的关系曲线,其在浸出进行段线性良好,表明浸出过程受扩散控制;对同种金属,有效扩散系数Deff体现出块状样>粗粒样>细粒样的趋势,说明较大尺寸块体的浸出过程完成得相对较快.各种重金属的Deff值普遍很低,均在10-10cm2/s数量级左右,说明水泥固化体中重金属的浸出是缓慢而长期的过程.

废催化剂浸出规律的动态模拟实验方法

利用小柱浸出实验装置对废催化剂中重金属的浸出规律进行了动态模拟研究．实验发现，在非饱水条件下，重金属自废催化剂中浸出的浓度并没有随实验时间的增长而变化，重金属的浸出速率却随废物层饱水度的增加而显著增加，说明提高水分的入渗能够提高有害成分的浸出速率，实际上是提高了有害物质浸出的总量，因此。

酸雨作用下含磷固化剂处理铅锌镉复合污染土的半动态浸出试验研究

酸雨pH可显著影响固化重金属污染土的浸出量。定量评价固化污染土在暴露条件下(例如酸雨)对周边水土体环境的影响,需要明确固化污染土的有效扩散系数和阻滞因子这两个关键参数。现有研究多集中在固化污染土的浸出特性和表观扩散系数,有关有效扩散系数和阻滞因子的研究很少。本次研究旨在研究改进的KMP固化剂固化重金属Pb、Zn、Cd复合污染土在酸雨作用下的有效扩散系数和阻滞因子。解吸附试验表明,随着污染土中重金属Pb、Zn、Cd浓度增加,固化污染土的解吸附量增大,且解吸附曲线满足Freundlich平衡吸附/解吸附方程。半动态浸出试验结果表明,污染土中重金属Pb、Zn、Cd浸出机制主要由扩散控制,且拟合曲线斜率分别为0.60,0.56和0.61,表观扩散系数Dobs为1.05×10^(-16),7.84×10^(-13)和2.11×10^(-12) m^2/s。结合解吸附试验和半动态浸出试验结果可知,Pb、Zn、Cd的阻滞因子Rd分别为17165.6,254.6和109.3,有效扩散系数De分别为1.82×10^(-12),1.96×10^(-10),2.34×10^(-10) m^2/s。与其他学者结果相比,固化污染土中Pb的有效扩散系数低于其他学者的两个数量级,而Zn和Cd的求算结果与其他学者一致。

磷酸动态浸出法处理低钴类废硬质合金的研究

研究了在少量氧化剂存在下，以磷酸为浸出介质，将含钴量较低的废旧硬质合金解体分离并予以分步回收的可行性。经实验建立了一条较合理的回收再利用工艺流程和生产线。

生活垃圾焚烧飞灰固化体重金属动态浸出规律

为研究实际生活垃圾卫生填埋场中渗滤液长期作用于飞灰固化体的浸出行为,分别采用pH值为5.5的醋酸-醋酸钠溶液和pH值为7.0的去离子水作为初始浸提液,建立飞灰固化体的动态浸出试验.初始浸提液pH值的差异会影响飞灰固化体的结构完整性和固化体表面晶体的生成情况,当初始浸提液为醋酸-醋酸钠溶液时,实验过程中飞灰固化体会破碎;当初始浸提液为去离子水时,飞灰固化体表面生成的CaCO_3晶体可能会抑制重金属浸出.当实验进行至约120d时,2组实验浸出液的pH值和重金属浓度基本稳定,且pH值相差不大;但采用去离子水浸提时,Pb、Cr的累计浸出量明显更高,且Pb的浸出浓度(0.29mg/L)甚至一度超过填埋场入场限值,其潜在风险应受到关注.

高通量动态微波辅助浸出-电感耦合等离子体发射光谱法分析土壤中6种重金属

高通量动态微波辅助浸出-电感耦合等离子体发射光谱法是一种能够快速简单便测定土壤中铜、铅、锌、铬、镉、镍的方法。结合微波消解和动态浸出技术的优点,使用1∶3的硝酸水溶液作为浸出剂,流速为1.5 mL·min-1,可以在20 min内同时处理多达5个样品。与常规方法相比,铜、铅、锌的浸出率均在90%以上,加入浸泡工艺后,铬、镉、镍的浸出率可提高到70%以上。该方法比传统消解法更快速,可作为复杂固体样品中重金属分析的替代方法。

固化飞灰形状及填埋方式对重金属浸出的影响

为探究成型形状和填埋方式对生活垃圾焚烧飞灰固化体中重金属浸出的影响,设置固化体尺寸分别为10×10×10cm、10×10×2.5cm、DN=3cm(球),同时设置码放、散乱堆放2种填埋方式进行动态浸出试验.结果表明,在固化体开裂前,球状与长方体、整齐码放与散乱堆放的浸出液pH值存在显著差异;单位质量固化体重金属Pb、Zn、Cr累积浸出量随固液接触面积、堆填散乱度、液固比的增大而增加,固化稳定化飞灰中重金属的浸出符合缩芯模型且主要由扩散过程控制,试验前段Pb、Zn、Cr的2种速率常数与固化体成型比表面积、堆填散乱度、液固比正相关.因此,要减少生活垃圾焚烧厂原灰中重金属的浸出,提高生活垃圾填埋场共处置飞灰固化稳定化产物的安全性,固化体成型时应尽量缩小比表面积同时避免散乱填埋.

生活垃圾填埋场共处置飞灰重金属浸出行为研究

为探究飞灰与生活垃圾共处置环境下飞灰中重金属的浸出行为,采用p H值为5.5、7.0和8.5的浸提液分别模拟年轻、中期和老龄渗滤液,开展为期150d的飞灰动态浸出实验。结果表明:(1)2%的Na_(2)S和15%的硅酸盐水泥对飞灰作固化稳定化处理后,其重金属:Pb、Zn、Cr、Cd、Cu、Ni的浸出毒性满足生活垃圾填埋场入场限值要求;(2)整个实验周期内,浸出液p H值均呈强碱性;(3)三种浸提液均能促进飞灰中碱性物质和重金属的释放,浸出能力依次为酸性环境、中性环境和碱性环境。为降低飞灰与生活垃圾共处置时重金属的浸出风险,应该将二者进行严格分区,并设置独立的渗滤液导排系统,减少或避免生活垃圾渗滤液与飞灰的接触。

酸性侵蚀对固化市政污泥Ca浸出的影响

固化市政污泥作为填埋场临时覆土等土材料使用具有广阔的前景,但是填埋场渗沥液等溶液具有很强的酸性.为探讨固化污泥在酸性环境中的稳定性,以普通硅酸盐水泥(OPC)和硫铝酸盐水泥(SAC)为固化材料进行了酸性环境下的半动态浸出试验和热重分析实验.结果表明:在pH=2的较强酸性环境中,固化污泥更容易受到侵蚀,容易形成剥离.但是Ca浸出的扩散系数低于3×10^(-13) m^(2)/s,可以认为水化产物中Ca的迁移能力较低,水化产物具有较好的稳定性.SAC固化污泥中Ca的浸出受扩散控制,主要是由于水化产物钙矾石的降解.

污酸石膏渣的环境稳定性与金属释放特性研究

为探究火法炼铜过程产生的污酸石膏渣的环境风险,通过解析污酸石膏渣性质,采用模拟堆存、静态侵蚀、半动态侵蚀的方法研究污酸石膏渣的长期稳定性与重金属释放特性。结果表明,污酸石膏渣中As、Cd浸出浓度超标,分别为1488.66、22.98 mg/L。其中,As的酸可提取态达87.55%,Cd的有效态超90%,存在严重环境风险。模拟堆存结果表明,污酸石膏渣为严重生态风险等级,应做好防淋失、防扬尘等措施。在静态与半动态侵蚀下,污酸石膏渣表面附着的As、Cd在化学反应、扩散等作用下大量浸出,使浓度均处于较高水平。其中,模拟填埋场环境各元素浸出浓度远高于其他模拟环境,需重点关注。

焚烧飞灰中重金属离子溶出试验方法论述

对国内外含重金属固体废物的溶出试验方法进行分类分析,探讨了浸出毒性测试、柱浸出试验、连续提取试验等静态和动态试验方法在评估焚烧飞灰中重金属离子溶出特性和长期稳定性的应用,并以飞灰中铅离子的溶出特性为例论述了溶出试验方法的适用性。

硫化砷渣的环境稳定性与金属释放风险研究

以湖南某铜冶炼企业硫化砷渣为研究对象,基于对其物理、化学及工艺矿物学基本特性进行分析,研究模拟堆存、静态侵蚀及半动态侵蚀环境下硫化砷渣的长期稳定性及潜在环境风险。研究结果表明:模拟堆存前后硫化砷渣中As浸出质量浓度由1 712 mg/L上升至9 956 mg/L,Cd质量浓度由12.38 mg/L上升至56.90 mg/L,而Cu,Pb和Zn浸出质量浓度始终低于标准限值;模拟堆存前后硫化砷渣的潜在生态风险等级均为严重风险,且各金属元素中对于潜在生态风险贡献最大的金属为As;在静态侵蚀环境中,硫化砷渣中各元素呈现两段式浸出特征,前期释放速率较快,之后释放速率逐渐减缓并最终趋于平缓;静态侵蚀过程金属释放主要是通过表面吸附物质的解吸、溶解实现;As在中性地下水环境、模拟强酸雨环境中的浸出行为符合双常数模型,在模拟弱酸雨、填埋场环境中符合Elovich方程,说明硫化砷渣在环境中发生了较复杂的表面反应;半动态侵蚀过程中As2O3逐渐溶解,且硫化砷中硫被氧化产生了单质硫;渣表面的絮状团聚减少,但仍附有大量细颗粒,表明有新产物生成;硫化砷渣中As浸出在中性地下水环境中受扩散及界面化学反应过程的混合控制,在模拟酸雨及填埋场环境中主要受内扩散控制。研究结果可为铜冶炼硫化砷渣的环境污染防治及环境风险防控提供参考。

生活垃圾填埋场中飞灰固化体动态/半动态浸出行为

采用pH为5.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液作为浸提液,建立飞灰固化体的动态/半动态浸出实验,研究填埋场渗滤液导排系统正常和淤堵时飞灰固化体的长期浸出行为。结果表明:动态和半动态实验中Pb、Zn、Cr、Cd的浸出过程均受扩散控制,但动态浸出的延续时间更长,半动态浸出的重金属浓度及总量更高。在飞灰填埋处置过程中,应保持渗滤液导排系统畅通,避免发生堵塞;此外,还应关注飞灰固化体长期浸出的环境影响。

铜冶炼脱硫石膏渣的环境稳定性与重金属释放机制

以铜冶炼脱硫石膏渣为对象,分析其矿物学性质,研究其中重金属的浸出毒性、赋存形态,评价其环境活性;并基于模拟堆存、静态侵蚀、半动态侵蚀等实验阐明脱硫石膏渣的环境稳定性、重金属释放特性、释放过程动力学及机制。研究结果表明:脱硫石膏渣中As、Cd的浸出毒性分别为687.33 mg/L和3.8 mg/L,As、Cd的酸可提取态分别占73.76%和96.06%,存在高浸出危险性,环境风险较大,不能直接堆存、填埋。模拟堆存实验末期潜在生态风险指数较初期仅下降了5.92%,综合潜在生态风险等级仍为严重风险,因此在堆存过程中应切实做好防扬尘、防淋失等措施。脱硫石膏渣中各金属元素在模拟填埋场环境中的浸出量明显高于其他模拟环境中的浸出量,需特别关注填埋过程的环境风险。金属释放主要是通过表面吸附物质的解吸、溶解实现,主要风险元素As、Cd的释放均为两段式,其环境风险在堆存初期更为明显,应重点关注。研究结果为铜冶炼脱硫石膏渣的环境污染防治及环境风险防控策略提供了理论支撑。

金矿尾矿胶结充填试验及环境效应研究

为探究某金矿尾矿胶结充填后充填体的抗压强度和环境效应,采用金矿全尾砂进行充填配比、重金属浸出和固化试验。充填配比试验中共制备灰砂比分别为1∶6,1∶8,1∶12,1∶20,质量浓度分别为77%,75%,73%的12组试块,分别测试12组试块固化7,12,28 d后的抗压强度。在重金属浸出试验中探究了尾矿充填后的环境效应以及潜在的污染元素,在明确潜在的污染元素后进行了相应的重金属固化试验。结果表明:金矿全尾砂最佳充填配比参数为灰砂比1∶8,质量浓度为75%;金矿尾矿在与胶凝材料混合凝固形成充填体后能够有效控制尾矿中有害元素的浸出,减少对环境的破坏;充填体浸出的As元素对地下水环境有潜在的污染风险,添加3%浓度的FeCl3后能够有效避免污染发生。

砂岩型铀矿CO_(2)+O_(2)地浸采铀的反应运移数值模拟

CO_(2)+O_(2)地浸采铀工艺是我国第三代铀矿采冶的代表性技术,研究CO_(2)+O_(2)溶浸过程中水动力场-化学场的耦合机制是模拟预测铀动态浸出过程的关键.本文以钱家店砂岩型铀矿床为研究对象,构建了适用于北方砂岩型铀矿CO_(2)+O_(2)溶浸过程的热力学数据库,并考虑在氧气O_(2)(aq)和重碳酸根HCO_(3)共同作用下的铀溶解动力学反应过程,基于TOUGHREACT模拟框架建立了CO_(2)+O_(2)地浸采铀的反应运移数值模型,模拟了地浸采铀过程中的水动力演化、溶浸液-岩石相互作用及铀矿浸出动力学过程.同时,基于参数敏感性分析定量比较了模型参数对浸铀效果影响的重要性程度.结果表明,模型能再现溶浸过程中抽注单元内流体动力演化和铀的动态浸出过程,参数敏感性分析结果揭示矿层中初始铀矿的体积分数(品位)及注入氧气的浓度是铀浸出浓度的主要控制因素.本研究可为开展采区尺度CO_(2)+O_(2)浸出过程的精准模拟和动态调控提供技术支撑.