燃煤烟气脱硫石膏在新疆盐碱土壤改良中的应用研究

以燃煤烟气脱硫石膏作为化学改良剂,在新疆克拉玛依地区进行碱化土壤改良,土壤改良后种植新疆杨(Populus bolleana Lauche)、白榆(Ulmus pumila L.)、沙棘(Hippohgae rhamnoides L)。分析了烟气脱硫石膏对盐碱地土壤理化性质和树木生长状况的影响。结果表明:处理区土壤的pH值和全盐量比对照区有明显降低,处理区的原始碱化度越高,改良后碱化度的下降幅度越大,而且表层土壤中碱化度的下降最为明显,从29.9%下降到1.43%。改良后树木的平均成活率为71%,比对照区树木的成活率高41%,用燃煤烟气脱硫石膏改良新疆克拉玛依地区碱化土壤种植树木具有极大的推广应用价值。

脱硫石膏改良碱化土壤对土壤重金属环境的影响

脱硫石膏中的主要成分硫酸钙能与碱性土壤中的交换性Na＋进行反应以改良碱性土壤。采集了10个燃煤火力发电厂的脱硫石膏样品进行测试分析,结果表明不同电厂脱硫石膏的硫酸钙含量和砷、汞、铅、铬、镉重金属元素含量存在差异,其硫酸钙含量在51.8%~89%之间,重金属含量基本低于适用于耕地的国家土壤环境质量二级标准（GB15618-1995）。利用这些脱硫石膏改良碱化土壤并种植油葵,连续五年监测土壤中的重金属含量,结果表明利用脱硫石膏改良碱化土壤不影响重金属的含量,为今后脱硫石膏改良盐碱地的大面积示范推广提供了安全可靠的依据。

重金属在燃煤烟气脱硫石膏改良盐碱土壤中迁移的实验研究

改良盐碱地对于保障我国粮食安全、生态环境保护及经济社会可持续发展具有非常重要的意义。近20年来,火力发电厂燃煤烟气脱硫石膏已成功地应用于我国北方盐碱地的改良。作为燃煤电厂的废弃物,脱硫石膏含有一些重金属元素,这些重金属元素随着脱硫石膏改良盐碱地而进入土壤中。目前,还很少有针对这些重金属对土壤环境影响的研究。为了评估脱硫石膏——特别是脱硫石膏中携带的重金属——在改良盐碱地后对作物和生态环境可能造成的影响,从而为今后大面积示范推广脱硫石膏改良盐碱地提供依据,以燃煤烟气脱硫石膏作为改良剂,测量了不同脱硫石膏添加比例下盐碱土的土壤碱化度（ESP）、酸碱度（pH值）和电导率（EC）随脱硫石膏添加量变化。通过土柱淋滤实验,分析研究了加入不同重量比例脱硫石膏的不同盐碱土壤层中重金属Pb、Cd、Cr、As、Hg含量分布。结果显示,加入脱硫石膏的盐碱土壤pH值、电导率值、及碱化度有明显降低,表明脱硫石膏对于盐碱土具有明显的改良作用。总体而言,脱硫石膏的加入并未引起土壤重金属含量的显著变化。随着脱硫石膏的加入,在60~80 cm土层中镉（Cd）含量增加、汞（Hg）含量在40~60 cm土层中增加、而土柱其余各层中的铅（Pb）含量均明显低于0~20 cm表层土壤。这些重金属的不同分布状态是其在土壤中迁移特性决定的。重金属在各土层中的最高含量均符合GB 15618—1995国家土壤环境安全标准,表明脱硫石膏在改良盐碱土过程中不会导致土壤重金属污染而影响土壤环境质量。

脱硫石膏改良宁夏典型龟裂碱土效果及其安全性评价

脱硫石膏是燃煤烟气湿法脱硫的副产物,已广泛应用于盐碱地改良。宁夏地区龟裂碱土质地坚硬、渗透性差,不易改良利用。为了评价脱硫石膏改良宁夏地区典型龟裂碱土的有效性和可行性,以早熟粳稻"吉特605"为试验材料,在大田试验条件下,研究了脱硫石膏对土壤特性、水稻产量和品质的影响,以及脱硫石膏作为盐碱地改良剂的安全性。结果表明:施用脱硫石膏降低了土壤的pH值和碱化度;显著提高水稻产量(P<0.05),2013年水稻产量由2 333.3提高到3 317.4 kg/hm^2;脱硫石膏对稻米品质的影响主要体现在整精米率、垩白度、垩白粒率、胶稠度和直链淀粉上,2013年加工品质中的整精米率由52.6%提高到59.7%;比较施用脱硫石膏和未施用脱硫石膏的籽粒中的重金属含量的变化,施用脱硫石膏的籽粒中重金属除Cr含量较高外,Cd、As、Hg、Pb含量均比对照低,且都符合联合国粮农组织和国家食品标准规定的人类摄入标准。综合评价脱硫石膏施用效果,以施用量3.15×104 kg/hm^2作用效果显著。该研究为脱硫石膏改良龟裂碱土,提高资源利用率提供参考。

不同盐碱地改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿生长及产量的影响

为明确国产化盐碱地改良剂在重度盐碱地的施用效果,采用田间试验和室内分析相结合的方法,以牧草和绿肥兼用型紫花苜蓿为供试作物,研究重度盐碱地施用国产1号（2 250 kg·hm-2）、国产2号（7 960kg·hm-2）和脱硫石膏（22 500 kg·hm-2）3种改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿（Medicago sativa L.）出苗率和鲜草产量的影响,以及施用脱硫石膏对土壤（0~20 cm）和紫花苜蓿茎、叶中重金属含量的影响。结果表明,与对照（不施改良剂）相比,施用改良剂处理的紫花苜蓿出苗率提高18.4%~31.7%,3茬鲜草总产量提高18.9%~43.5%;土壤pH下降0.11~1.46,容重降低0.01~0.06 g·cm-3、孔隙率提高1.15%~10.15%,土壤理化性状得到改善;施用脱硫石膏和含有脱硫石膏的国产2号使土壤和紫花苜蓿中汞、铅和铬含量有显著提高,但土壤重金属含量未超过国家《农业土壤环境质量标准》GB15618—2001规定的二级土壤使用标准,紫花苜蓿中汞、镉、铅和铬的含量检测符合国家饲料卫生指标（GB13078—2001）的规定。本研究表明,3种盐碱地改良剂以国产2号的施用效果最好,可在同类型盐碱地大力推广应用。

火电厂烟气脱硫石膏重金属含量监测与分析

为有效利用脱硫石膏改良盐碱地,避免改良过程中带来土壤重金属污染风险,在山西省境内不同地区选择有代表性的8个火电厂烟气脱硫废弃物-脱硫石膏采样点,在1a内每月定期进行脱硫石膏的采集及重金属（Cd、Ni、Pb、Cu、Zn、Cr、Hg、As）浓度的分析。结果表明,8个采样点脱硫石膏中重金属Cd、Ni、Pb、Cu、Zn、Cr、As含量基本低于适用于耕地的国家土壤环境质量二级标准（GB 15618-1995）,而1~8号采样点只有一小部分脱硫石膏中Hg含量低于适用于耕地的国家土壤环境质量二级标准（GB 15618-1995）。8号采样点除极个别批次重金属含量较1~7号采样点低之外,其余均高于1~7号采样点脱硫石膏中重金属浓度。因此,在利用脱硫石膏改良盐碱地之前,要明确脱硫石膏中不同重金属元素浓度,适量施用脱硫石膏,达到改良盐碱地,保证农产品安全,提高作物产量的目的。

土壤性质对锌吸附影响的研究进展

概括了土壤pH、有机质、粘粒矿物、温度、竞争性阳离子和共存阴离子等性质对土壤锌吸附过程的影响,总结了土壤对锌的吸附量随pH值、有机质含量、粘粒矿物类型、温度和土壤溶液中伴随离子种类变化而变化的机理,指出了土壤性质对锌吸附影响研究中存在的问题及今后的研究方向。

两种改良剂对矿区重金属污染土壤中Pb、Cd、Zn的固定效果

对重金属污染土壤分别施加膨润土和磷酸二氢钙2种改良剂,研究了这两种改良剂对土壤中Pb、Cd、Zn的固定效果。实验结果表明:(1)膨润土和磷酸二氢钙均可以降低土壤中交换态Pb、Cd的含量,对交换态Zn含量的影响不明显。(2)随着膨润土的加入量的增加,交换态Pb含量先减少,当施入量为2.0 g.kg-1时,其减少量最大,减少了0.48%,随后交换态Pb含量又呈增高趋势;而交换态Cd、Zn的含量则呈降低趋势,最大减少量分别为7.75%、0.41%。(3)随着磷酸二氢钙施加量的增加,交换态Pb、Cd含量均有明显的降低,且都呈现先减少而后逐渐上升的趋势。当加入4.0 g.kg-1时,交换态Pb减少量最大,减少量为1.31%;当加入1.0 g.kg-1时,交换态Cd含量减少最大,减少了7.99%。而加入的磷酸二氢钙使交换态Zn量增加了,因此磷酸二氢钙不利于Zn的固定。(4)磷酸二氢钙对Cd、Pb的固定效果优于膨润土。

燃煤烟气脱硫石膏农用的环境安全风险

中国从20世纪90年代后期开始利用燃煤烟气脱硫石膏改良碱化土壤。燃煤烟气脱硫石膏是来自于电厂的脱硫废渣,是对含硫燃料(主要是煤)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产物。随着中国燃煤电厂除尘、脱硫和脱硝等烟气污染控制系统的安装,在解决燃煤燃烧过程中SO2等废气减排的同时,也会产生越来越多的脱硫石膏等脱硫副产物。燃煤烟气脱硫石膏资源化利用为燃煤电厂解决越来越多的脱硫残渣处置问题而受到关注。由于燃煤烟气脱硫石膏性质和天然石膏相似,因此有研究利用燃煤烟气脱硫石膏代替天然石膏进行盐碱地改良。然而,当企业采用燃煤烟气净化技术和协同脱汞工艺,煤中有害污染物在脱硫过程中富集到烟气脱硫副产物——脱硫石膏及飞灰中,导致燃煤烟气脱硫石膏中主要有汞(Hg)、氟(F)、氯(Cl)和硒(Se)等多种污染元素的富集;脱硫飞灰中主要有砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)等多种污染元素的富集。研究数据显示,我国部分烟气脱硫石膏中Hg、Cd、As、Se、F和Cl等含量存在不同程度超出国家土壤环境质量标准和地下水质量标准。为保障土壤健康、食品安全和环境安全,建议应严格控制脱硫剂来源、脱硫工艺、脱硫石膏使用量,并对农田土壤环境风险进行长期监测,防止土壤中污染元素累积;未经无害化处理、有害物质超标的、存在环境安全风险的不得直接施用于农田土壤,杜绝其进入食物链而危害人类健康。

连续3年施用磷石膏对红壤理化性质的影响

以已进行3年的甘蔗磷石膏定位试验为背景,研究了3年里红壤上施用磷石膏对土壤理化性质和重金属累积的影响。结果表明:与对照(仅施用氮磷钾)比较,施用磷石膏后土壤p H值、土壤总孔隙度明显下降,容重提高;土壤速效磷、有效硫、有效硅、Ca^(2+)、Al^(3+)含量显著增加;有效氮、钾有所提高;施用PG后,土壤盐基饱和度不同程度降低,降幅为1.17%~2.98%,平均降幅2.41%;而交换性钙、交换性总酸、交换性铝、阳离子交换量含量不同程度的增加。与对照比较,交换性钙、阳离子交换量分别增加45.57%和39.92%,交换性总酸和交换性铝分别增加1.74和2.84倍;土壤残留砷、镉、铬、汞、铅低于国家Ⅲ类土壤规定值。研究结果为磷石膏在红壤上的利用提供了科学依据。

4种草对铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性

盆栽试验的结果表明,高羊毛、早熟禾、黑麦草、紫花苜蓿在纯尾矿污染土壤或经处理的尾矿污染土壤上都能生长,但在处理的土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草坪草更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物。单位面积上 4 种植物体内重金属质量分数高低均为 w(Zn)>w(Pb)>w(Cu)>w(Cd),但每种植物对 Cd、Pb、Zn 和 Cu 的吸收质量分数和分布均不相同,一般为根系质量分数大于茎叶。加入改良剂(CaCO3)和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的 4 种草坪草生物量显著增加,植物体中的 Cd、Pb、Zn 质量分数下降,但 Cu 质量分数反而上升,结果单位面积上草坪草吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草坪草相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性。

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要。研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响。在离心管中称取20.0g过0.25mm筛土样,加入20mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化。研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓。与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd30.38%,Cu17.73%,Ni15.00%,Zn14.19%,Pb9.46%,Cr8.89%。比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少。说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性。

不同土壤改良剂对大豆富集重金属的影响

在广西环江开展了土壤改良剂对大豆富集重金属的影响研究,结果表明:土壤改良剂(煤灰、菌渣、蚕沙)均能在大豆苗期、结荚期和成熟期有效降低大豆中重金属含量。菌渣对大豆苗期重金属抑制效果最好,蚕沙对成熟期重金属吸收的抑制效果最佳,而煤灰在结荚期抑制重金属效果优于其他的改良剂,并且对减少大豆籽粒中重金属含量作用效果最好。

石灰对重金属铅影响玉米生长的抑制效应研究

采用盆栽试验,研究了在施用石灰改良的条件下,土壤重金属铅污染对玉米生长的影响。结果表明:土壤重金属铅污染质量分数越高,玉米吸收重金属铅越多,对玉米的生长影响越大。石灰对重金属铅影响玉米生长的抑制效应表现在株高、叶面积、根容积等,改良处理与单一铅污染的处理差异显著。玉米的不同部位对重金属铅吸收由多到少的顺序为根→茎、叶→籽实。

天然材料贻贝壳的应用研究

我国贻贝养殖业迅速发展的同时产生了大量的废弃贻贝壳,如何对其资源化利用成为了研究者关注的热点。综述了贻贝壳的研究利用现状,介绍了其作为钙补充剂、土壤改良剂方面的研究现状,探讨了其在重金属、磷及染料去除方面的应用研究进展,讨论了其作为建筑材料、功能材料以及催化剂等方面的利用进展,并对贻贝壳的再利用的发展方向进行了展望。

腐植酸对土壤改良作用探讨

土壤污染导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变,降低农作物的产量和质量,并最终危害人体健康。腐植酸具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能,能较好的改良土壤。本文介绍了腐植酸的特性,腐植酸对重金属的污染的防治、对农药的增效及污染防治、对酸性土壤性能的影响及节水抗旱作用几方面内容,并对腐植酸的应用前景进行了展望。

酒钢集团脱硫石膏养分及重金属含量特征研究

脱硫石膏是盐碱地的有效改良剂,而重金属含量是限制其能否农业资源化利用的关键限制因素。为了掌握酒钢集团脱硫石膏农业资源化利用可行性,全面系统分析测定了酒钢集团脱硫石膏中的养分和重金属元素含量。研究结果显示,脱硫石膏中大量元素含量较低,而中微量元素含量较为丰富,其中钙、铁、锌、锰的平均含量分别达到了281560、8063、15388、1026 mg/kg。重金属铬、铅和镍含量低于耕地的国家土壤环境质量二级标准,镉含量虽超出耕地的国家土壤环境质量二级标准,但符合农用粉煤灰污染物控制标准。由此表明在适宜的施用量范围内,利用酒钢脱硫石膏改良盐碱地应该不会对土壤重金属含量产生显著的影响。

石灰对重金属铅影响玉米生理生化作用的抑制效应研究

采用盆栽试验,研究在土壤重金属铅污染条件下,施用石灰对重金属铅影响玉米生理生化作用的抑制效应。结果表明,随着单一铅污染浓度的增加,玉米叶片中叶绿素含量降低,光合速率下降,光合作用减弱。经改良剂处理后,降低了铅的胁迫,有利于有机质与铅形成难溶性的络合物,玉米叶绿素的含量增多,光合速率升高,促进了玉米生长发育。

秸秆生物质炭对红壤酸度的改良作用:回顾与展望

回顾了近年来用秸秆生物质炭改良红壤酸度和钝化污染红壤中重金属等方面的研究进展,并对该领域未来的发展趋势作简要展望。

脱硫石膏改良盐碱土技术的机理及研究进展

综述了脱硫石膏的基本理化性状,以及利用脱硫石膏改良盐碱土的机理,并对利用脱硫石膏改良盐碱土的效果、环境响应等进行了总结,对其应用前景进行了展望。