工业废渣固化稳定铬污染土的工程安全特性

以某工业场地的铬污染土为研究对象,选用工业废渣(CGB)为固化剂,对铬污染土进行安全修复。通过含水率试验、pH试验、强度试验、浸出试验研究了工业废渣固化稳定后铬污染土的环境安全特性,并以相同掺量的普通硅酸盐水泥(OPC)做参照。结果表明：CGB固化稳定后的铬污染土具有较好的环境安全特性,而OPC固化稳定后的铬污染土仍具有较高的环境风险。虽然OPC固化稳定后的铬污染土的含水率、pH和抗压强度略优于CGB固化稳定后的铬污染土,但OPC固化稳定后的铬污染土浸出浓度仍高于我国危险废弃物鉴别标准(GB/T5085.3-2007)的限值,而当掺量为20%的CGM固化稳定后的铬污染土即可满足我国危险废弃物鉴别标准(GB/T5085.3-2007)。形态提取结果表明：CGM固化稳定后的铬污染土化学稳定性高于OPC固化稳定后的铬污染土,CGB主要将Cr从弱酸态转为可氧化态,而OPC主要将Cr从弱酸态转为可还原态。     

MC固化高浓度锌铅镉污染土的浸出和强度特性

为了研究新型固化剂MC处理某高浓度Pb、Zn、Cd污染土的固化稳定化效果,通过开展MC固化污染土室内酸碱度试验、醋酸缓冲溶液法和硫酸硝酸法毒性浸出试验以及无侧限抗压强度试验,研究MC固化污染土的pH值、浸出毒性及强度特性,同时探讨其特性间相互关系,并结合改进BCR多步提取法分析其作用机理.试验结果表明,MC固化土pH值随龄期先快速增长后缓慢降低,其28 d pH值在8.93~9.03间;同时MC能够显著降低污染土的重金属浸出浓度值;MC能有效降低重金属弱酸提取态含量,增加其残渣态含量;MC固化土养护28 d的qu值在620.63~1 004.76 kPa间,显著高于未固化土,且其随固化土pH值增长而增长;而醋酸缓冲溶液法及硫酸硝酸法浸出液pH值与其重金属浸出浓度间呈现良好负相关性;固化土弱酸提取态的重金属提取率显著高于2种毒性浸出方法,且其差异性随MC掺量增加而增大.     

羟基磷灰石基固化剂异位固化稳定化修复重金属污染场地试验研究

为研究新型羟基磷灰石基固化剂SPC对污染土的真实修复效果,以甘肃省某Pb,Zn和Cd污染场地为对象,设计采用掺量8%的SPC进行现场异位固化稳定化(S/S)技术修复.修复前后进行现场动力锥贯入测试以分析土层贯入阻力值.同时钻取现场土样进行多组室内试验如土含水率、p H值、单一及连续浸提试验,以评价污染土和固化土理化、重金属浸出毒性、重金属形态分布特性之间的差异情况,并讨论SPC固定Pb,Zn和Cd的机理.结果显示:SPC固化污染土呈现中度碱性(p H=8.86~9.41),其含水率低于未固化污染土;同时SPC修复能够有效固定土中弱酸提取态Pb,Zn和Cd,使其转为更为稳定的残渣态,进而显著降低了污染土的重金属浸出毒性;此外,SPC异位S/S技术可明显提高污染土贯入阻力,不同深度处相较于修复前的贯入阻力增幅最高可达4.7倍.     

固化对淤泥中重金属的稳定化效果

采用添加量为100 kg/m3的固化剂对遭受重金属污染的淤泥进行固化试验,根据试验结果研究了原泥中重金属Cd,Cr,Cu,Ni,Pb和Zn的含量及固化处理前后重金属的赋存形态分布,并对原泥和固化淤泥进行了浸出毒性试验.试验结果表明:在淤泥固化处理过程中,重金属的赋存形态发生了改变,稳定态质量分数有了不同程度的增加;Cd,Cr,Cu,Ni和Zn得到很好的稳定化处理,5种重金属的浸出量、浸出率均有明显降低而且达到标准要求;固化剂对重金属的稳定化作用,除了通过改变重金属的赋存形态,促进重金属非稳定态向稳定态转变来实现外,还可以通过其他方式来实现.     

冻融侵蚀作用下工业矿渣固化/稳定化铅污染土固化体的工程特性

为了探明冻融侵蚀作用下工业矿渣固化/稳定化铅污染土固化体的工程特性的变化规律,采用高炉矿渣、氧化镁和磷酸二氢钾(简称GPM)对某工业铅污染土固化/稳定化修复,采用室内试验评估了冻融侵蚀作用对工业矿渣铅污染土固化体水力特性、溶出特性和孔隙特性的影响规律,并将普通硅酸盐水泥(简称OPC)做为对比固化剂。结果表明：冻融侵蚀会劣化铅污染土固化体的工程特性,GPM固化体的耐侵蚀能力高于OPC固化体,冻融侵蚀后的GPM固化体的损失量和水力特性均明显好于OPC固化体。溶出试验结果表明：OPC对高含量的铅污染土修复效果极差,且冻融侵蚀前后OPC固化体内Pb溶出浓度均高于5mg/L,而GPM对于高含量的铅污染土修复效果显著,冻融侵蚀前后GPM固化体内Pb溶出浓度均高于0.1mg/L。孔隙试验结果表明,冻融侵蚀会增大铅污染土固化体的孔隙体积,但冻融侵蚀后的GPM固化体的孔隙体积明显小于OPC固化体。GPM铅污染土固化体良好的工程特性和较低的环境风险,具有在重金属铅污染场地推广使用的潜力。     

镁渣对污染土壤中Cd、Pb的稳定化效果研究

以外源添加重金属污染物镉（Cd）、铅（Pb）的酸性黄棕壤为研究对象,考察镁渣对污染土壤中Cd、Pb的稳定化效果。镁渣采用硫酸和磷酸二氢钾两种改性手段进行处理,运用X射线衍射分析仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、比表面积分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对改性前后的镁渣进行分析。将镁渣以1%、3%、5%的添加量（质量分数）加入到Cd、Pb污染的土壤中,采用二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提法和改进的Community Bureau of Reference（BCR）连续提取法研究镁渣对土壤Cd、Pb生物有效态和赋存形态的影响,为镁渣应用于土壤Cd、Pb的稳定化修复提供理论依据。结果表明：通过改性处理可以显著提高镁渣的比表面积,其中盐改性镁渣比表面积最大为80.65 m²/g。在稳定化实验中,未改性镁渣、酸改性镁渣、盐改性镁渣均可提升土壤pH值,并显著降低土壤中生物有效态Cd、Pb含量。对土壤中Cd、Pb赋存形态进行分析,发现添加未改性镁渣、盐改性镁渣可显著降低酸提取态Cd含量,将酸提取态Cd向可还原态和可氧化态转化;添加盐改性镁渣可显著降低酸提取态和可还原态Pb含量,将酸提取态和可还原态Pb向可氧化态和残渣态转化。添加1%未改性镁渣时,污染土壤中Cd稳定化效果最好,Cd迁移能力最低;添加5%盐改性镁渣时,污染土壤中Pb稳定化效果最好,Pb迁移能力最低。     

含磷化合物生物矿化铀的形态转化与机理

磷元素作为微生物生存生长的必要元素,能有效与铀结合矿化成稳定的U-P沉淀或相应矿物。采用混合细菌介导法,添加含磷化合物处理铀污染地下水-沉积物,探究磷和土著菌相互作用下铀的形态变化及产物稳定性。结果表明：含磷化合物的添加使得溶液中铀去除率高达99.84%;改进连续提取实验得知,沉积物中磷作用后的铀稳定态比例约75%。根据X射线光电子能谱分析和改进连续提取实验结果,细菌可以有效地介导U-P沉淀,含磷化合物可以与六价铀络合形成稳定的沉淀物,结合X射线衍射表明在细菌作用下,磷与铀发生生物矿化可生成Ca-U-P沉淀,实现铀从可转移相到稳定相的转化与固定。     

污泥中重金属形态分布与可浸出性的相关性研究

选取4个典型的城市污水厂的污泥为试验样品,研究了污泥中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb和Mo的化学形态分布以及可浸出性,并对金属的形态分布与浸出量进行相关性分析.结果表明:Zn主要以可交换态和可还原态形式存在于污泥中,Cu和Pb主要以可氧化态形式存在,Ni,Cr,Mo主要以残渣态赋存.在相同浸出条件下,金属的浸出率不仅与金属和污泥的特性有关,而且金属在污泥中赋存的化学形态对其可浸出性也有重要的影响,其中金属的浸出量与其在污泥中的可交换态和可还原态含量之间具有明显的正相关性.     

泉州湾沉积物重金属形态特征及生态风险

用改进的BCR四步连续提取法,分析泉州湾潮间带表层沉积物中9种重金属的赋存形态.结果表明,Mn主要以弱酸溶态存在,Pb,Cu主要以可还原态存在,而Fe,V,Cr主要以残渣态为主,重金属的迁移性顺序为Mn>Pb>Cu>Co>Zn>Ni>Cr>V>Fe.潜在生态风险指数法评价结果显示,Cu,Ni生态危害程度较高,Zn,Pb生态危害程度较低;Cu,Zn,Ni,Cr,Pb 5种重金属元素的综合潜在生态风险水平较高.     

阿哈水库沉积物重金属形态分布及生态风险评价

采用SWB-1型柱状采泥器采集阿哈水库沉积物柱状剖面样,利用BCR连续提取法研究沉积物样品中Cu,Zn,Cd,Pb的赋存形态分布特征,并采用基于重金属形态学研究的次生相与原生相比值法(RSP)对沉积物中4种重金属的潜在生态风险进行了初步评价.结果表明:Zn,Pb,Cu,Cd 4种元素的总量分别为:294.74,43.64,38.68,1.91mg/kg,其中Cu主要以残渣态存在;Zn,Cd主要以弱酸溶态、可还原态和残渣态存在;Pb主要以可还原态和残渣态存在.从RSP污染指数分析,阿哈水库沉积物中4种重金属的潜在生态风险从大到小依次为Cd,Zn,Pb,Cu.     

水泥—磷尾渣复合材料修复铅、镉污染土壤的再溶出特性研究

为了解决Pb、Cd污染土壤修复难的问题,选用水泥—磷尾渣对Pb、Cd污染土壤进行修复处理.利用短期溶出试验(醋酸溶出法、硫酸—硝酸溶出法)和长期溶出试验(半动态溶出试验)评估了水泥—磷尾渣修复后Pb、Cd污染土壤的再溶出特性.结果表明：水泥—磷尾渣对Pb、Cd有极好的固定效果,可大幅度降低污染土壤中Pb、Cd的溶出特性.醋酸溶出试验和硫酸—硝酸溶出试验结果表明水泥—磷尾渣修复后污染土壤具有较强的耐侵蚀能力,且当水泥—磷尾渣组分比为9.4∶0.6时,Pb、Cd的醋酸溶出浓度和硫酸—硝酸溶出浓度均低于我国地表水Ⅴ类标准值,当水泥—磷尾渣组分比为9∶1时,Pb、Cd的醋酸溶出浓度和硫酸—硝酸溶出浓度均低于我国地表水Ⅱ类标准值.半动态溶出试验结果表明：水泥—磷尾渣修复后污染土壤Pb、Cd长期溶出风险较低,在半动态试验周期内Pb、Cd最大溶出浓度均低于我国地表水Ⅳ类标准值.水泥修复Pb、Cd污染土壤具备进行二次利用的潜力.     

耐铅微生物筛选及其铅去除能力的初步研究

从铅锌尾矿厂周围土壤样品中分离出4株耐铅菌。4株耐铅菌均能在Pb²⁺浓度范围为100~1000 mg/L的培养液中生长。在pH 6, 25℃, 160 r/min及初始Pb²⁺浓度为600 mg/L时, 菌株Pb-X-1, Pb-Z-3和Pb-Z-4的Pb²⁺去除率分别为78.31%, 77.8%和87%。菌株Pb-X-2在初始Pb²⁺浓度为100~400 mg/L时, 去除率均高于95%。16S rRDA基因序列分析表明, Pb-X-2属于嗜麦芽寡养单胞菌。菌株Pb-X-2对溶液中铅离子的去除机理为细胞表面吸附与胞内富集。     

污泥灰修复农田重金属污染土的养分特性

为了解决中国农田重金属污染带来的环境问题,采用污泥灰对Pb、Cd污染的农田土壤进行修复处理,通过测试修复前后农田土壤的p H、阳离子交换量、土壤肥力、重金属的生物有效性和重金属溶出特性评估了污泥灰添加量对农田重金属污染土养分特性的影响规律。试验结果表明:污泥灰可显著提高农田重金属污染土壤的养分特性,改善农田重金属污染土壤理化性质,随着污泥灰添加量的增加,污染土的p H、阳离子交换量和土壤肥力显著增加,而Pb、Cd的生物有效性和溶出特性明显降低,当污泥灰的添加量为10%时,污染土中Pb、Cd的浸出浓度低于中国《地表水环境质量标准》Ⅲ类水限值。因此,污泥灰在修复农田重金属污染土领域有极大的应用前景,可根据农田土壤实际的污染工况和修复目标,合理选择污泥灰的添加量,保证修复后的农田土壤均满足修复标准。     

柠檬酸对重金属复合污染土壤的淋洗修复效果与机理

土壤淋洗修复是永久性的污染土壤修复方法之一.以Cd、Cu、Pb复合污染土壤为研究对象,采用振荡淋洗法结合形态分析技术研究了柠檬酸对重金属复合污染土壤的淋洗修复效果及其去除机理.结果表明,柠檬酸对复合污染土壤中的Cd和Cu具有较好的洗脱效果,而Pb的淋洗去除率相对较低.80mmol.L-1的柠檬酸对Cd、Cu、Pb的去除率分别能够达到90.4%、82.5%和38.6%.柠檬酸淋洗去除的重金属在土壤中主要以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的形式存在.     

重金属在土壤中的形态分布及其在空心菜中的富集研究

通过盆栽实验,研究了Cu、Zn、Pb、Cd在空心菜中的富集作用,并采用BCR提取方法,对盆栽土壤中4种重金属的化学形态进行了分析.研究结果表明,Cd主要以水溶态、可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态为主;Pb主要以残渣态为主;Zn主要以残渣态和水溶态、可交换态、碳酸盐结合态为主;Cu在土壤中的形态分布与土壤中Cu的含量有关.4种重金属的生物有效性表现为Cd>Zn>Cu>Pb.重金属在空心菜中的吸收富集能力与土壤中重金属的形态,尤其是水溶态、可交换态、碳酸盐结合态关系密切.空心菜中重金属富集系数大小表现为Cd>Zn>Cu>Pb.空心菜地下部4种重金属富集系数远远高于地上部.     

粉煤灰和石灰对土壤重金属污染的影响

通过露天盆栽试验,研究了粉煤灰和石灰对重金属污染土壤pH值及结构的影响,比较三种土壤条件下油唛菜对重金属的吸收情况,表明油唛菜在不同土壤条件下对Cd、Pb、Zn的吸收能力有差异.在土壤中加入粉煤灰,油唛菜含镉、铅、锌的量分别约为未加改良剂土壤的73%、72%和78%;添加石灰,油唛菜中重金属镉、铅的含量约为未改良土壤的81%、83%,而锌的含量先微弱增加而后降低,说明粉煤灰对油唛菜吸收重金属的影响要大于石灰,粉煤灰是首选的改良剂.     

公路旁侧土壤-植物系统中的重金属分布特征

对内蒙古西部地区国道公路旁侧土壤与植物中重金属（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、As和Se）含量以及土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Ni、Cr）形态进行测定,分析了公路旁侧土壤和植物油松（Pinus tabulae formis）、小叶杨（Populus simonii）中重金属元素含量特征,分析该区域土壤的重金属分布状况以及重金属的生物有效性。结果表明：Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、Hg、As、Se的含量随距公路垂直距离的分布并不是简单的线性负相关关系。土壤重金属元素的吸附及污染程度以Cd为最高,土壤中Cd、Pb含量偏高可能因为机动车辆运行导致向公路两旁释放Cd、Pb元素。并在土壤中沉积所致。重金属在植物体不同器官中的含量存在一定差异。植物的根部和茎叶中重金属的含量均表现出“N”字形变动趋势。重金属元素有效态占总量百分比的大小序列与重金属元素在不同植物不同器官中的含量大小序列基本相同,5种重金属元素有效态占总量百分比的大小序列为：c（Zn）〉c（Pb）〉c（Ni）、c（Cr）〉c（Cu）,与重金属元素在不同植物不同器官中的含量大小序列趋于一致。     

比较鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠去除土壤中的Cd和Pb

Cd和Pb是城市土壤中具有明显生物毒性的重金属,威胁着人类健康。通过土壤淋洗试验研究了环境友好的表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对高岭土和伊利土两种矿土和实际土壤中的Cd和Pb的洗脱作用。鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对伊利土中Cd和Pb的洗脱率远低于对高岭土中Cd和Pb的洗脱率。在本研究中,Cd和Pb的洗脱率几乎不随鼠李糖脂浓度的增加而增加,但随月桂基醚硫酸钠浓度的增加而显著增加。根据对矿土淋洗的最佳结果,选取20 mmol/L鼠李糖脂和100 mmol/L月桂基醚硫酸钠分别对停车场土壤和湿地土壤中的Cd和Pb进行淋洗,月桂基醚硫酸钠对两种土壤中生物可利用态的Cd和Pb的去除率高达100%,高于鼠李糖脂;其对两种土壤中Cd和Pb的总去除率也高于鼠李糖脂,但由于使用浓度较大,其淋洗效率仍低于鼠李糖脂。