复合添加剂对污泥堆肥化重金属形态及生物有效性的影响

通过添加不同比例粉煤灰(0%、5%、15%、25%、35%)和生石灰(0%、1%)进行污泥堆肥试验,并将堆肥产品应用于玉米幼苗盆栽试验,研究不同处理对污泥堆肥产品重金属(Zn、Cu、Cd、Ni)形态分布和生物有效性的影响。研究结果可为粉煤灰和生石灰复合添加剂在城市污泥堆肥中的应用提供基础资料和科学依据。结果表明,(1)污泥堆肥过程中,p H值整体呈现上升-稳定下降-稳定的变化规律,重金属Zn、Cu、Cd、Ni含量因稀释效应呈现轻微下降;添加35%粉煤灰和1%生石灰处理,重金属Zn、Cu、Cd、Ni含量达到最小值,分别为611.20、226.18、1.49、68.74 mg?kg^(-1)。(2)Zn、Cd、Ni主要以残渣态形式存在,Cu主要以有机结合态形式存在。随着粉煤灰添加量增加,残渣态、有机结合态、铁锰氧化态Zn、Cd和残渣态、有机结合态Ni含量逐渐增大,交换态、碳酸盐态Zn、Cd、Ni含量逐渐减小,重金属生物有效性下降。(3)施用添加25%粉煤灰和1%生石灰的污泥肥料后,玉米地上部分干重最大为21.2 g,玉米重金属Zn、Cu、Ni、Cd含量均达到最小值19.44、13.73、0.08、0.45 mg?kg^(-1),基质重金属Zn、Ni分别达到最小值79.44、0.75 mg?kg^(-1)。以上结果说明,添加粉煤灰和生石灰进行污泥堆肥化对重金属总量影响不大,但能有效改变重金属形态,降低重金属生物有效性。其中,添加25%粉煤灰与1%生石灰污泥堆肥产品,有利于重金属由不稳定态转变成稳定态,也最有利于玉米幼苗生长。

钼矿尾矿区蔬菜地土壤中重金属含量分析与生态风险预警评估

研究钼矿尾矿区周边菜地土壤的重金属污染现状及生态风险。选取20个钼矿尾矿区周边受污染菜地的土壤样本,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定土壤样品中Mo、Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量并分析其存在形态,进行生态风险预警评估。结果表明,土壤中重金属含量的分布为残余态>有机结合态>氧化结合态>酸可提取态(Pb、Zn氧化结合态>有机结合态,Hg有机结合态=酸可提取态>氧化结合态);菜地土壤的生态风险指数IER=80.62,其预警类型为重警;主要重金属污染为Cd、Hg、Cr污染并伴有Zn、Ni、Cu污染;Hg的酸可提取态所占比例较大,可能影响农作物的正常生长;重金属污染可能来自尾矿石中重金属的释放,并与污灌及化学农药的使用有一定关系。研究为清除或减轻土壤重金属污染、修复和改良已污染土壤提供参考依据。

城市污泥好氧发酵前后重金属形态及有效性变化

以徐州国祯水务运营公司脱水污泥为研究对象,添加外源菌剂(食苯芽孢杆菌和恶臭假单胞菌)进行好氧发酵。采用BCR法提取污泥中重金属的各形态,原子吸收和原子荧光法测定各形态含量。结果表明:好氧发酵能降低污泥中Cr、As、Pb的生物有效性;发酵后Cu、Zn、Cd、Ni的生物有效性升高,但加入外源菌剂发酵后,它们的有效性低于对照组;发酵前后Hg的可交换态含量未被测出。

粉煤灰钝化污泥炭中重金属有效性评估

以粉煤灰和市政污泥水热碳化产生的污泥炭为研究对象,采用欧洲共同体标准物质局提出的重金属提取方法(BCR法)顺序提取其重金属并测定重金属形态分布;使用环境风险评价指数(Hakanson指数)法评估污泥炭中重金属的潜在环境风险。结果表明,升高水热碳化温度能使污泥炭中的重金属向较稳定的残余态转化,添加20%粉煤灰钝化后,可在较低的水热碳化温度条件下显著降低污泥炭中重金属的潜在环境风险水平,合适的水热碳化温度为240℃。

红薯对Pb、Cd的吸收累积特征及根际土壤Pb、Cd形态分布研究

为了解土壤在Pb、Cd单一以及复合污染条件下红薯对Pb、Cd的吸收和积累规律,通过盆栽试验对红薯地上部和地下部的生物量和重金属含量进行测定,分析了单一及复合污染土壤中重金属Pb、Cd形态分布特点。结果表明,相对于对照,较低浓度的Pb、Cd能显著促进红薯的生长(P<0.05),Pb超过50mg.kg-1、Cd超过3mg.kg-1时,红薯生长受到显著抑制(P<0.05),Cd是影响红薯生长的主要因素;随着试验处理浓度的升高,红薯体内重金属含量也随之升高,二者之间存在极显著的相关性(P<0.01),Pb、Cd共存对红薯吸收累积Pb、Cd具有明显的交互作用,Pb促进Cd向地上部转移,Cd促进Pb在地下部积累。根际土壤中Pb、Cd以可交换态与碳酸盐结合态为主,二者均占总量的55以上,在复合污染条件下,Pb浓度为50mg.kg-1时其活性系数显著高于其他Pb处理(P<0.05),并在很大程度上促进有效态Cd含量的增加。

云浮矿区土壤Cd、Pb形态分布及潜在生态风险评价

运用Tessier连续提取法对云浮硫铁矿区及周边农田土壤中重金属Cd、Pb的质量分数及其各形态质量分数进行了分析,用Hakanson潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险评价,并以ArcGIS空间分析技术绘制了实验区域土壤中Pb、Cd及其有效态质量分数的空间分布图.结果表明Cd、Pb有效态质量分数各占其质量分数的34.4%和17.8%,相对于Pb,Cd具有较高的生态风险.以重金属Cd、Pb有效态质量分数进行潜在生态风险评价能够准确反映出土壤重金属的污染程度,而以重金属Cd、Pb的质量分数进行评价会夸大潜在生态风险.

Cd污染对3种类型土壤酶活性及Cd形态分布的影响

【目的】认识3种类型土壤酶活性对Cd污染的响应特征,以及Cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源Cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及Cd的形态分布特征;【结果】Cd污染均抑制了3种土壤的蔗糖酶活性,伴随污染的加剧,抑制作用更显著,尤其是冲积土;Cd污染对冲积土脲酶活性有显著的激活作用;3种土壤的酸性磷酸酶对Cd污染的响应表现出"低促高抑的效应";随土壤中Cd2+浓度的增大,冲积土的碱性磷酸酶活性降低,其余两种土壤的碱性磷酸酶没有显著变化。Cd污染处理下,紫色土中Cd的形态分布均表现为:可还原态>残渣态>可氧化态>弱酸提取态。黄壤和冲积土在1 mg/kg时,Cd的各形态分布为:弱酸提取态>残渣态>可氧化态>可还原态;随着Cd含量的增加,冲积土和黄壤中弱酸提取态Cd和可还原态Cd的比例有较大幅度的增加,残渣态Cd的比例下降。【结论】紫色土和黄壤中的土壤酶活性受到Cd污染影响较小,冲积土的酶活性受到的影响较大;冲积土和黄壤在受污染后土壤中的Cd容易被植物吸收,生态安全存在更大的隐患。

污泥源腐殖酸对铅铬复合污染土壤的淋洗效果研究

以某污水处理厂的市政污泥为原料,从市政污泥中提取腐殖酸,分别对云南某冶炼厂以及湖北某矿区采集的铅铬复合污染土壤进行淋洗处理,研究土壤与腐殖酸固液比分别为1∶10、1∶20、1∶30下对土壤中铅、铬的去除效果。利用SEM、FT-IR对污泥源腐殖酸进行表征,利用ICP-MS以及紫外分光光度计对淋洗前后土壤的重金属含量、分布形态以及酶活性进行测量。结果表明,污泥源腐殖酸能减少土壤中重金属的有效态含量;在土壤与腐殖酸淋洗剂固液比为1∶20的情况下对红土中重金属铅的去除效果最好;1∶30的情况下对黑土中Pb的去除效果最好;腐殖酸对红土以及黑土中重金属Cr的去除效果随着土壤与腐殖酸固液比的增加而增加,这是由于腐殖酸含有大量的官能团,能为重金属络合反应提供活性位点,从而减少土壤中的重金属含量。

Species Transformation of Trace Elements and Their Distribution Prediction in Dyestuff Residue Incineration

The release of heavy metals from the combustion of hazardous wastes is an environmental issue of in-creasing concern.The species transformation characteristics of toxic heavy metals and their distribution are consid-ered to be a complex problem of mechanism.The behavior of hazardous dyestuff residue is investigated in a tubular furnace under the general condition of hazardous waste pyrolysis and gasfication.Data interpretation has been aided by parallel theoretical study based on a thermodynamic equilibrium model based on the principle of Gibbs free en-ergy minimization.The results show that Ni,Zn,Mn,and Cr are more enriched in dyestuff residue incineration than other heavy metals(Hg,As,and Se)subjected to volatilization.The thermodynamic model calculation is used for explaining the experiment data at 800℃ and analyzing species transformation of heavy metals.These results of species transformation are used to predict the distribution and emission characteristics of trace elements.Although most trace element predictions are validated by the measurements,cautions are in order due to the complexity of incineration systems.