轻度重金属污染土壤建材资源化及其环境影响

我国的土壤环境状况不容乐观,土壤重金属污染问题尤为严重。基于循环经济理念,本文简述了几种重金属污染土壤的建材资源化途径,如烧结砖、烧结陶粒和轻骨料。为了探讨轻度重金属污染土壤建材资源化及其环境影响,笔者以江西省赣州市某重金属污染土壤为研究对象,研究最佳掺混比例下重金属在烧结过程中的迁移情况。结果显示,以30%轻度重金属污染土壤配70%页岩制作砖坯,生产的烧结砖对砷、铬、铅的固化率分别为22%、100%、61%,排放烟气中重金属污染物满足相关标准。烧结砖满足《烧结多孔砖和多孔砌块》(GB/T 13544-2011)的相关产品要求,其浸出重金属浓度显著低于标准限值。

生物炭和丛枝菌根真菌配施强化重金属污染土壤植物修复研究进展

土壤重金属污染严重影响农产品质量、威胁人类健康,是亟待解决的全球性环境问题之一。生物炭可有效改善土壤环境,降低重金属生物有效性,在修复重金属污染土壤方面得到了广泛关注。丛枝菌根真菌(AMF)能够与大多数植物形成共生关系,增强植物养分吸收能力,并提高其重金属耐受性。生物炭-AMF配施在改善土壤养分含量、固化重金属、促进植物生长等方面具有协同增效作用,在修复重金属污染土壤中展现了较大的研究潜力和应用价值。从改善土壤质量、促进植物生长两方面综述了生物炭-AMF配施修复重金属污染土壤的作用机理,并对其今后在基因组学机理研究和实际应用方面进行了展望,以期为修复重金属污染土壤,改善土壤生态系统质量提供理论依据。

赣南废弃离子型稀土矿区稻米重金属污染评价

江西赣州的离子型稀土资源丰富,已开发利用数十载,遗留下了300多处废弃离子型稀土矿区,其中以池浸堆浸工艺开采者居多。一些废弃矿区已有居民迁入,有必要对该区域的重金属污染问题及存在的健康风险进行评价。以废弃青山子矿区为例,测定矿区稻米样品中的重金属含量,并采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对矿区稻米的重金属污染状况进行评价,然后采用美国环保局(USEPA)推荐的风险暴露模型评价食用矿区稻米对成人及儿童造成的健康风险,结果表明,废弃矿区稻米中主要重金属Cd、Pb、As、Zn、Cu的平均质量分数分别为0.048、1.18、2.45、60.9、5.99 mg/kg,其中Cd和Cu的平均质量分数均低于相应的标准限值,Pb、As和Zn的平均质量分数均高于相应的标准限值;废弃矿区稻米基本未受重金属Hg、Cd和Cu污染,但受Pb重度污染,受As和Zn轻微污染,综合污染程度为重度污染;以废弃矿区产出的稻米为主食可能会对成人构成轻微致癌综合健康风险,对儿童构成轻微非致癌综合健康风险。

应用表面活性剂强化环境有机污染物生物降解的研究进展

环境有机污染物难以进行生物降解的主要原因包括两个方面:一是污染物浓度高,生物毒性较大;二是污染物水溶性较低,微生物难以接触到,而表面活性剂强化技术可以有效解决以上问题.文章针对这两种难降解有机污染物,系统介绍了表面活性剂的作用机理.总结了表面活性剂强化5种主要环境污染物的微生物降解,包括染料、脂肪烃、单环芳烃、多环芳烃和卤代芳烃.同时,为避免表面活性剂的二次污染问题,简单阐述了其在环境中的降解行为.最后,对表面活性剂在环境有机污染物生物降解中进一步研究和应用前景进行展望.

赣南某水库微污染水高锰酸盐复合药剂预氧化处理实验

为提高单独聚合氯化铝（PAC）混凝处理效果,以赣南某水库水为原水,考察了高锰酸盐复合药剂（PPC）预氧化对原水的强化混凝效果.结果表明,在初始p H值为7～8、PPC投加量为1.8 mg/L、预氧化时间为4 min时,PPC预氧化对原水锰、氨氮的去除率分别为（70.21±0.31）%、（49.72±1.56）%,较单独PAC混凝分别提高了34.32%和9.62%,可提高饮用水水质安全性.

江西定南县离子型稀土尾矿周边水体氮污染状况与分布特征

为探究"稀土王国"江西省赣南地区离子型稀土矿对周边水体环境的影响,以离子型稀土矿分布密集区定南县濂江月子河流域和龙迳河龙头流域为研究对象,综合分析研究区特征污染物ρ(NH^+4-N)空间分布特征,采用相关性分析和主成分分析揭示其主要污染来源及影响因素.结果表明:①离子型稀土矿停产整顿半年后,濂江月子河流域和龙迳河龙头流域ρ(NH^+4-N)超过1. 00和2. 00 mg/L的采样点分别达72%和68%;p H范围为2. 95~7. 66,平均值分别为6. 23和5. 53,水体总体上偏酸性;ρ(TN)、ρ(NH^+4-N)、EC与ρ(NO^-3-N)变异系数较大,均介于0. 80~1. 50之间.②相关性分析结果显示,ρ(NH^+4-N)与ρ(TN)、EC均呈极显著正相关(P<0. 01);ρ(NH^+4-N)与pH呈显著负相关(P<0. 05).③流经稀土尾矿区的水体中ρ(NH^+4-N)随距离增加呈现明显的空间梯度分布特征,即距稀土矿区边界200 m处水体中ρ(NH^+4-N)最高(12. 20~200. 00 mg/L),其次为1. 15 km内(3. 69~11. 80 mg/L)及3. 5 km以上水体(0. 80~1. 51 mg/L),矿区周边未受到采矿活动影响的水体中ρ(NH^+4-N)最低(0. 03~0. 15 mg/L).④PCA结果表明,2条河流的主要环境影响因子为ρ(TN)、ρ(NH^+4-N)、p H和EC,主要受到周边稀土矿山尾矿的强烈影响.研究显示,离子型稀土矿原位浸矿开采停产半年后,重点小流域水体中ρ(NH^+4-N)高概率超标的现状仍然存在,受稀土开采活动影响较大.建议进一步开展重点小流域NH^+4-N剩余"库容"精算和矿山周边地表水定期监测.

轻度重金属污染土壤的建材资源化及其环境影响

目前,我国土壤重金属污染依然比较严重,给人体健康造成巨大的威胁。本文总结了国内外重金属污染土壤修复手段及资源化途径,研究了轻度重金属污染土壤制砖工艺,分析了该工艺产污节点,通过重金属元素平衡探究轻度重金属污染土壤中重金属的去向,并对产品的浸出毒性与相关国家标准进行对比。结果表明,该工艺对轻度重金属污染土壤的资源化效果十分可观,能够产生极大的社会效益、经济效益和环境效益。

钨的环境毒理性及其污染防治技术研究进展

钨矿开采使矿区土壤受到严重的钨污染,并随环境介质发生迁移、转化,威胁生态环境及人类健康。国内大多学者对钨的毒理性研究重视不足,对其来源、水土污染现状调查也仍处于起步阶段,缺乏相关环境质量标准,处理技术的研发也较为稀缺。鉴于此,梳理了国内外关于钨在土壤和水环境中的赋存水平与迁移转化的研究,归纳了不同形态的钨对动物和人体的毒理效应,总结了不同环境体系钨污染的防治技术,为钨污染的治理及未来钨排放相关法律法规的制定提供参考。

基于文献计量的过去30 a稀土开发环境效应研究综述

稀土开发环境效应是地球环境及可持续发展领域的重要课题,过去30 a以来,全球稀土产量增加了400%,但稀土开发环境效应研究一直缺乏系统综述。以Web of Science核心合集和中国知网(CNKI)数据库为基础,基于定量分析与定性认知相结合的判读方法,对过去30 a以来稀土开发环境效应研究文献进行计量分析并开展讨论,揭示稀土环境效应研究发展特点与发展趋势。研究表明:稀土开发环境效应研究文献从2011年开始呈现快速增长,但研究团体具有明显地方性且协作程度较低;中文文献侧重于稀土开发的宏观环境问题研究,而外文文献则侧重于微观机理研究;中国是重要的知识创造中心,美国是国际合作网络中心;研究主题主要包含环境效应来源、影响因素、环境后果以及技术方法等。未来需要加强稀土开发环境效应的全过程生命周期研究,提升中国合作中心地位,强化对稀土开发的深度认知和数据积累。

水体沉积物重金属污染风险评价研究进展

沉积物是水体中重金属的主要富集地,对水体沉积物中重金属进行风险评价,是了解水体中重金属污染状况的有效手段,可以为管理部门提供决策依据。文章分析了中国水体沉积物重金属风险评价的研究对象及评价标准,综述了国内外目前常用的水体沉积物重金属污染风险评价方法。中国目前水体沉积物风险评价涉及的水体主要为湖泊、河流、水库及海洋,且对湖泊及河流的重金属污染风险评价研究多于水库及海洋。水体沉积物重金属风险评价涉及的重金属有Hg、Cd、Cr、Pb、Mn、Cu、Zn、Ni、Co,As等,其中在90%以上的水体沉积物重金属风险评价中涉及到Pb、Cu、Zn,说明这3种重金属污染最广,其次为Cd、Cr、As,重金属W在水体中的风险性未得到重视。水体沉积物重金属污染风险评价所涉及的评价指标有重金属含量、重金属的形态分布和空间分布特征等,主要以重金属的含量作为风险评价的指标,其次是分析重金属的空间分布特征,对重金属形态分布分析较少。中国水体沉积物重金属风险评价标准还不完善,标准的选择较为多样,需根据评价目地、水体情况选择合适的评价标准。国内外目前常用的水体沉积物重金属污染风险评价方法主要包括地累积指数法、沉积物富集系数法、沉积物质量基准法、潜在生态风险指数法、污染负荷指数法、尼梅罗综合指数法、次生相与原生相比值法等,并分析了各评价方法的优缺点,其中地积累指数法、沉积物富集系数法、污染负荷指数法、尼梅罗综合指数法未引入生物有效性,潜在生态风险指数法考虑了生物毒理学和生态学内容,但也存在不足之处。指出针对水体沉积物中重金属毒害的健康风险评价较少,对于不同毒性数据的归一化方法和原理有待进一步研究。

离子型稀土矿山环境问题及其治理方法

结合离子型稀土矿开采工艺的发展历程,总结了离子型稀土矿开采导致的植被大面积破坏、水土流失严重、发生山体滑坡和泥石流等地质灾害、土壤盐碱化、地表水和地下水污染等环境问题;从污染控制、工程治理、生态修复3方面介绍了离子型稀土矿山环境问题的治理方法,其中污染控制包括采取清污分流和人工防渗假底措施、建立3级监控收液系统和地下水长期动态观测网及氨氮废水处理等,工程治理包括土地整理、排水系统工程及其他工程,生态修复包括采用土壤改良技术、植被恢复技术和微生物修复技术。

稀土铽对斑马鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

以斑马鱼(Danio rerio)为受试鱼种,采用半静态急性暴露实验,研究了稀土离子铽(Terbium,Tb)对斑马鱼的急性毒性,并根据急性毒性实验结果设置含Tb浓度分别为2.0、20.0、40.0 mg/L 3个组,分别对斑马鱼3个组织(头部、肌肉、内脏)的过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量进行测定,以此来研究Tb对斑马鱼的毒理作用。结果表明,高浓度Tb会对斑马鱼产生较大的毒性,Tb对斑马鱼的48 h和96 h半致死浓度(LC50)分别为81.39 mg/L和79.03 mg/L,安全浓度(CS)为7.90 mg/L;Tb^(3+)对斑马鱼各部位CAT活性均有不同影响。随着Tb^(3+)浓度升高,CAT活力逐渐减弱,肌肉和内脏的CAT活性也随暴露时间的增加,在呈现前期被显著诱导后又被显著抑制,但40.0 mg/L浓度组内脏的CAT活力在净化期内始终未恢复。斑马鱼内脏MDA含量受Tb^(3+)胁迫,呈现诱导-抑制反复变化,肌肉MDA含量在胁迫期间表现为明显的诱导效应,在暴露的第14天时达到峰值为57.13%;40.0 mg/L浓度组内脏MDA含量在进入净化阶段仍被显著诱导,最高诱导率达28.99%。研究探究了Tb^(3+)对斑马鱼的急性毒性与氧化应激毒性,对防止和减少稀土离子对水生生物的毒性作用提供参考依据。

赣南某钨矿区土壤重金属污染生态风险评价

对赣南某钨矿区及周边农田土壤重金属的污染进行调查,分析了2个尾矿堆积区及17个农田采样区土壤中重金属Pb、Cr、Mn、Zn、Cu和Cd的总量和形态,采用潜在生态危害指数法和RAC风险评价法对研究区域土壤重金属的生态风险进行评价.结果表明,尾矿堆积区尾砂中6种重金属远远超过江西省土壤背景值和国家土壤环境质量二级标准,土壤重金属浓度水平分布表现为尾矿堆积区>尾矿附近农田土壤>矿区周边农田土壤.形态分析结果显示矿区农田土壤中6种重金属主要以可还原态、可氧化态和残渣态存在,尾矿附近农田土壤重金属Pb、Mn、Zn和Cd酸溶态占比均大于10%,具有较强的生物有效性.潜在生态危害指数评价表明研究区域表层(0—20 cm)和中层(20—40 cm)土壤存在极强的重金属生态危害,Cd是土壤重金属潜在生态风险主要的贡献因子.RAC风险评价结果表明,尾矿附近农田0—40 cm土壤中Zn和Cd存在的生态风险较大,而矿区周边农田0—40 cm土壤中Cd和Mn存在的生态风险相对较大.综合基于重金属总量分析的潜在生态风险指数和基于重金属有效态的RAC评价结果,Cd、Zn和Mn的污染是研究区域土壤污染风险控制需要关注的重点.

多针-板高压脉冲放电反应器结构优化及降解甲醛的实验研究

为了进一步提高脉冲放电能量注入效率达到有效去除有机污染物的效果,对自制多针-板高压脉冲放电反应器的电极结构配置优化进行了实验研究。通过研究不同针板间距和针针间距对脉冲功率密度的影响来优化了电极结构配置,在此基础上进一步研究了不同电参数和气体参数对脉冲放电能量注入效率和甲醛降解率的影响规律。结果表明：随着针板间距的增大,对应的脉冲功率密度随之减小,脉冲放电最大可注入的脉冲功率密度在针板间距为20 mm时达到极值;当针板间距为20 mm时,随着针针间距的增大,对应的脉冲功率随之增大,脉冲功率密度随之减小,当针针间距增大到20 mm时脉冲功率增幅已经很小,但针针间距在15~20 mm范围内时脉冲功率密度变化很小,兼顾放电稳定性和脉冲功率密度,针针间距为20 mm较优。在优化的反应器结构下进行的甲醛降解实验研究发现：当脉冲峰值电压为17 k V、脉冲重复频率为40 Hz、气体体积流量为0.3 L/min且反向进气时,该实验的甲醛降解效果达到最佳,甲醛降解率和能量注入效率分别为87.1%和3.19 g/（k W·h）。

稀土原地浸矿区地下水污染风险评价方法研究

在综合解析稀土矿区水文地质特征、原地浸矿工艺特征,以及地下水水源地的基础上,构建了地下水脆弱性、污染源和地下水价值的综合评价耦合模型,提出了针对离子型稀土原地浸矿区地下水污染风险评价的多指标评价方法,确定了系统的地下水污染风险评价指标体系.利用构建的评价方法,以我国南方某离子型稀土矿区为例,进行了地下水污染风险评价,确定了主要污染风险区域.结果表明,地下水污染风险评价分级与实际地下水水质观测的污染程度基本吻合,所建方法是合理有效的.

赣南某钨矿区稻田土壤中重金属污染特征及生态风险评价

分析赣南某钨矿周边稻田土壤中镉、铅、铬、铜和锌等5种重金属的空间分布,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法分析评价矿区表层稻田土壤中重金属的污染状况。结果表明,稻田土壤中表层、中层和底层重金属含量水平分布变化规律基本一致,在垂直分布上,随土壤深度的增加,重金属含量降低,镉和铅含量的空间变化均较大。表层稻田土壤中镉在全部采样点、铜在57%的采样点含量超过国家土壤二级标准,且镉严重超标。表层稻田土壤中重金属地累积指数污染程度强弱顺序为镉>铜>锌>铅≈铬,镉为中度至极重污染,潜在生态危害系数排序为镉>铜>铅>铬>锌,镉为高污染至极高污染,铜、铅、铬和锌危害程度较低。

环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳和全氮含量影响的通径分析

土壤是全球重要的碳库和氮库,在全球碳氮循环中具有重要地位。密云水库是华北地区最大的水库和北京市最重要的地表水水源地,其上游流域山地广布,地形复杂,气候变化明显,土壤类型和植被类型多样,影响土壤碳氮库的环境因素具有较强的变异性。为揭示环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和全氮(total nitrogen,TN)含量的作用效应,采用野外采样、实验室分析与逐步回归分析和通径分析相结合的方法,研究了气候(温度和降水)、地形(海拔和坡度)、土壤理化性质(土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量)等环境因素对流域SOC和TN含量的影响。结果表明:温度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对SOC含量的影响显著(P<0.001),其中各因子的直接通径系数依次为:土壤含水量(0.439)>土壤容重(-0.324)>pH值(-0.238)>温度(-0.209)>土壤粘粒含量(0.092),间接通径系数依次为:土壤容重(-0.425)>土壤粘粒含量(0.305)>土壤含水量(0.287)>pH值(-0.179)>温度(-0.043),因此,土壤含水量、pH值和温度主要通过直接作用影响SOC含量,而土壤容重和粘粒含量则主要通过其它因子的作用间接影响SOC含量。海拔、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对TN含量的影响显著(P<0.001),其中各因子的直接通径系数依次为:土壤含水量(0.456)>海拔(0.234)>土壤容重(-0.228)>pH值(-0.190)>土壤粘粒含量(0.094),间接通径系数依次为:土壤容重(-0.484)>土壤粘粒含量(0.301)>海拔(0.247)>土壤含水量(0.257)>pH值(-0.202),因此,土壤含水量主要通过直接作用影响TN含量,而土壤容重和粘粒含量主要通过土壤含水量的作用间接影响TN含量,海拔和土壤pH值的直接作用与间接作用相当。气候、地形、土壤理化性质等环境因子能够联合解释SOC和TN含量变异性的75.0%和71.2%,但其它影响因子的剩余通径系数仍较大,分别为0.50和0.54,说明还有未考虑的其它重要影响因素,如成土母质、土地利用方式、耕作管理等,需要进一步深入分析。

钕铁硼油泥稀土和铁同步浸出与分步提取研究

钕铁硼废料是一种宝贵的稀土二次资源,对其进行综合高效回收对实现稀土可持续发展与循环利用具有重要的现实意义。以钕铁硼油泥为研究对象,通过对其进行低温氧化焙烧、盐酸浸出、草酸沉淀稀土、还原沉淀铁进行研究,提出了一种钕铁硼油泥稀土和铁同步浸出与分步提取的新工艺。结果表明,在较优焙烧温度和浸出条件下,稀土和铁浸出率分别为98.80%和98.41%,实现了同步浸出。在n(H_(2)C_(2)O_(4))∶n(RE^(3+))=3∶1、沉淀温度60℃、沉淀时间30 min条件下,稀土沉淀率达98.43%,铁共沉淀率仅为0.5%,获得了纯度为98.34%的草酸稀土产品,稀土总回收率为97.24%,实现了稀土和铁的选择性分离。在n(H_(2)C_(2)O_(4))∶n(Fe)=1.5∶1、n(Fe)∶n(Fe^(3+))=1∶1、沉淀温度30℃、沉淀时间30 min条件下,铁沉淀率为94.28%,获得了纯度为99.22%的草酸亚铁产品,铁总回收率为92.34%,达到了综合回收的目的。相对传统钕铁硼废料回收工艺,该工艺具有资源综合利用率高、固体废弃物量少等优点,为稀土二次资源综合利用提供了新思路。

水雾荷电振弦纤维栅除尘器除尘性能影响因素的实验研究

为研究除尘系统结构最优配置,实验采用新型高效水雾荷电振弦栅除尘方法,以除尘效率及阻力损失为参照结果,选定纤维栅板数量、纤维栅与喷嘴间距、纤维栅材料和间隙4个因素进行单因素试验,针对各因素对纤维栅除尘效率的影响进行了分析研究,结果表明多块纤维栅除尘效果明显优于单块纤维栅,正常处理风速时3块纤维栅的除尘效率最高,纤维栅阻力与其数量呈正比;纤维栅除尘效率随间距增大而先增后减,间距为230 mm时除尘效率最高;塑胶纤维栅除尘效果明显优于其他材料,各阻力值排序为:塑胶>涤纶>不锈钢>尼龙;纤维栅除尘效率随纤维间隙增大而降低,其阻力随间隙增大而减小;利用SPSS软件进行4因素三水平正交试验分析,在特定条件下除尘效率显著性排序为:纤维栅数=纤维栅间隙>纤维材料>纤维栅与喷嘴间距;阻力损失显著性排序为:纤维栅数=纤维栅间隙=纤维材料=纤维栅与喷嘴间距;试验最佳配置为3块间隙0.6 mm尼龙纤维栅板,且纤维栅板距喷嘴最小间距为185 mm。

VUV/O3降解选矿废水残留药剂实验探究

以选矿废水残留药剂降解为研究目标,本文对VUV/O3(vacuum ultraviolet,VUV,真空紫外)降解松醇油进行了实验研究,考察了废水初始pH值、O3浓度、污染物初始浓度、反应时间、共存阴阳离子等因素对VUV/O3降解松醇油效果的影响,并得到最佳实验条件.实验表明,在VUV光源功率15 W、O3浓度为6 g·h-1、废水初始pH 8.0的条件下,VUV/O3对松醇油的降解效果最好,反应时间15 min,降解率就能达到99.99%;SiO■、CO■、Cl-、SO■、Na+、Ca2+等6种共存离子对VUV/O3去除松醇油的效果均起抑制作用,其影响作用大小顺序为:CO■>Ca2+>SiO■>SO■>Cl-(Na+).VUV/O3在降解松醇油的过程中,反应20 min后,溶液TOC的降解率达到平衡,为70.88%,而松醇油的降解率为99.14%;通过添加叔丁醇抑制剂对降解过程进行活性机理分析,认为·OH在VUV/O3降解松醇油过程中起主要作用.