热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

植物修复收获物热解制备生物炭过程中重金属的稳定性研究

基于重金属污染土壤植物修复过程中产生大量含重金属的生物质收获物,以含重金属芦竹收获物为研究对象,通过在芦竹收获物中添加化学固定材料,研究其热解制备生物炭过程中As,Cd和Pb等重金属的稳定与富集特征。研究结果表明:热解过程中生物质中重金属主要富集在生物炭中,其质量分数及存在形态明显受热解温度、热解时间、固定材料种类及添加量等因素影响;在250℃下添加0.5%(质量分数,下同)的Na OH、热解0.50 h,生物炭产率达到86%;芦竹生物质热解制备生物炭过程中As的稳定适宜条件为在300℃添加2%Na OH,热解2.00 h;Cd的稳定适宜条件为在250℃添加5%Fe Cl3,热解0.50 h;Pb的稳定适宜条件为在400℃添加5%Ca CO3,热解1.00 h;添加Fe Cl3热解得到的生物炭比表面积达到0.31 m2/mg,重金属固定率提高;添加固定材料Na OH后热解制备的生物炭中As主要以残渣态存在,添加Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中As主要以可氧化态存在;添加Na OH,Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中Cd主要以残渣态存在,Pb主要以可氧化态存在。     

生物炭施用对污染红壤中重金属化学形态的影响

采用BCR分级提取的方法研究了2种不同生物炭施用对污染红壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb化学提取形态的影响.结果表明,生物炭施用提高了土壤pH值和有机质含量.实验土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb均主要以残渣态存在(分别为86.11%、63.30%、66.24%、50%),施用鸡粪生物炭(P)后Cu、Cd和Pb的可还原态比例降低,Zn可还原态与Cu、Zn、Cd、Pb的酸可提取态和可氧化态的比例都有所增加.施用木屑生物炭(W)后Zn、Cd和Pb的可还原态比例降低,Cu、Zn、Cd和Pb的酸可提取态,Cu可还原态及Cu、Zn可氧化态的比例增加.总体来看,施用木屑生物炭(W)和鸡粪生物炭(P)后,Cu和Zn的残渣态所占比例分别降低了9.3%、27%,3.7%和16%,而Cd和Pb的残渣态比例分别增加了3.6%、3.0%,4.5%和3.7%,表明施用2种生物炭可以增加Cu和Zn的生物有效性,且施用P生物炭后增加的比例大于施用W生物炭;降低Cd和Pb的生物有效性,但施用2种生物炭后降低的比例相差不大.     

油菜秆热解过程中重金属形态研究

采用BCR连续提取法研究修复植物油菜秆和生物炭中重金属形态,并利用风险评估指数对重金属的环境污染风险进行评估。研究结果表明:随热解温度的升高,各重金属残渣态质量分数增大,Cd,Cu,Mn和Pb的稳定性增强,生物有效性降低,而Zn由于酸溶态质量分数增大,稳定性减弱;随热解时间的延长,Cd和Cu的可氧化态质量分数减小,残渣态质量分数增大,Zn的可还原态质量分数减小,可氧化态与残渣态总质量分数增大,Mn和Pb的各形态质量分数保持相对稳定;热解可有效降低重金属的污染风险。     

中药渣生物炭对污染土壤中Cu的修复

以中药渣为原料,采用限氧控温炭化法在300℃和500℃温度下制备生物炭,将其分别加入重金属污染土壤探究其对土壤中Cu的作用效果。土培实验结果表明:施加1%土重的生物炭后土壤中重金属Cu的形态发生迁移,主要是由有效态向残渣态转化,与对照相比,300℃和500℃生物炭培养下残渣态分别提高22.38%和20.11%,土壤中p H、有机质、CEC及碱解氮、速效磷的含量,脲酶、磷酸酶的活性在一定培养时间内有所增加,继而出现下降趋势。土壤阳离子交换量能较好地指示中药渣生物炭对污染土壤中Cu的钝化效果。300℃条件下制备的生物炭优于500℃条件下的生物炭。     

生物炭对镉、铅、锌污染土壤上小白菜生长状况的影响

采用500℃限氧热解制备的玉米秸秆生物炭作为改良剂,通过盆栽实验,研究生物炭对Cd、Pb、Zn复合污染土壤上小白菜生长状况的影响。结果表明,不同质量比生物炭配施量对Cd、Pb、Zn污染土壤上小白菜生物量有明显影响,小白菜干重、鲜重均表现为生物炭配施5%(w/w)3%(w/w)0%(w/w)1%(w/w);在土壤重金属Cd、Pb、Zn污染程度较高时,少量生物炭配施并不能明显改善小白菜生长状况;重金属胁迫对小白菜吸收土壤水分可能有重要影响,同时,5%(w/w)相对于3%(w/w)生物炭配施虽然更有利于改善小白菜生长状况,但大量生物炭配施可能会导致土温升高,蒸发加强,对土壤持水能力产生不利影响。     

有色矿冶区污染蔬菜土壤中重金属活性

从湖南省长沙、株洲、衡阳和郴州地区典型有色金属矿冶区采集土壤和蔬菜样品,采用BCR法连续提取污染上壤中重金属不同组分,结合十壤中粘土矿物相、土壤和蔬菜重金属全量分析污染土壤重金属活性,并探讨其潜在环境风险.研究结果表明,土壤中Cd,Cu和Pb的可提取态含量与其在土壤中含量之比分别高达61.71%,43.14%和48.84%:土壤Cd的活性组分以酸町提取态为主,As,Cu和Pb以可还原态为主,Zn以酸可提取态和可还原态为主:土壤重金属尤其是As,Cd,Cu,Pb和Zn有效性组分之间存在明显的复合污染效应;土壤Cd,Cu和Zn可提取态含量与蔬菜Cd,Zn和Cu含量之间均存在显著正相关关系.     

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。     

海泡石与菌根对污染土壤中Pb、Cd、Zn形态的影响

为修复重金属复合污染的土壤,采用连续提取法,通过盆栽实验研究了海泡石与菌根对土壤重金属Pb、Cd、Zn形态的影响。结果表明:海泡石可使Pb、Cd的可交换态转化成其他4种形态,使Zn的可交换态转化成碳酸盐结合态、有机物结合态和残渣态;菌根能显著增加可交换态的Pb、Cd、Zn浓度,降低了Pb的碳酸盐结合态、Cd的铁锰氧化态、Zn的有机物结合态的浓度。海泡石和菌根联合处理同单施海泡石的结果相似,说明联合修复中对重金属形态的影响海泡石起主导作用。该研究证实了海泡石可以调节重金属Pb、Cd、Zn的形态,从而降低污染土壤中重金属的生物有效性。     

利用化学萃取法研究长春市土壤重金属化学形态及其影响因素

利用化学萃取法研究长春市土壤重金属化学形态, 分析其化学形态与土壤负荷水平、 理化性质的关系表明, 土壤中Pb和Cu主要以残渣态和有机结合态为主; Cd主要以残渣态和交换态为主; Zn主要以残渣态和铁锰氧化态为主. Cd的活性形态含量最高, 为31.98%. 交换态Cd和Zn含量及活性与土壤重金属负荷水平呈正相关; Cu和Pb铁锰氧化态的含量随负荷水平增加而下降; Zn和Pb碳酸盐结合态与负荷水平无关. 交换态Cd与土壤阳离 子交换量呈显著正相关, 而Cd的活性与土壤阳离子交换量呈显著负相关; 在碱性条件下, Cd, Cu, Pb和Zn的碳酸盐结合态与pH呈正相关; 重金属铁锰氧化态含量随着氧化还原电位的增加而降低, 而残渣态相反. Cu有机结合态与有机质呈显著正相关.     

城市交通对道路周边土壤重金属污染影响的研究

为研究城市公路交通对路边土壤重金属污染的影响,以北京市西三环主要立交桥路段为研究样区,采用火焰原子吸收光谱法,对土壤中重金属Ni,Cr,Pb,Cu,Zn,Cd的含量进行了测定,并采用改进的BCR连续提取法,对土壤样品中各种重金属的存在形态进行了分析。研究表明:除Cu外,道路周边土壤中其他重金属含量总体上均明显高于同一地区远离交通干道的清洁区土壤;其中Ni,Cr,Pb,Zn,Cd最高分别较清洁区高1.17倍、1.59倍、2.20倍、1.77倍和1.96倍。从各种重金属的形态分布特点看,Cd主要以酸可提取态和氧化物结合态存在;Pb主要以有机物与硫化物结合态存在;Cu,Cr,Zn,Ni主要以残渣态存在。     

扬州城区道路两侧土壤重金属污染检测与评价

采集扬州市中心城区道路两侧绿化带中的土壤样品,分析其中Cu,Pb,Zn,Cd,Cr的含量及其空间分布特征.结果表明:样品中Pb,Cr,Cu,Zn,Cd的质量分数的平均值分别是背景值的2.69,0.86,3.16,3.60,45.02倍,重金属的污染严重且分布不均匀;采用SPSS软件分析各重金属质量分数之间的关系,可知w(Pb)—w(Zn),w(Pb)—w(Cd),w(Pb)—w(Cr),w(Pb)—w(Cu),w(Cu)—w(Cr),w(Zn)—w(Cd),w(Cd)—w(Cr),w(Cu)—w(Cd)之间有着极显著的正相关关系;采用地积累指数法进行污染评价,其中Cd已达到了重度污染.     

重金属沉渣土著微生物浸出后余渣的潜在毒性

在pH值为3.0、温度为30 ℃、矿浆质量分数为7%的优化浸出条件下,通过摇瓶试验,结合X射线衍射分析、BCR法3步连续提取,研究了土著微生物浸出重金属沉渣后余渣中重金属的潜在毒性。结果表明：土著微生物浸出7 d后,沉渣中Cd,Mn,Cu,Pb,Zn含量分别由原来的4 530,7 650,830,29 530,62350 mg/kg降低至730,1280,390,13 810,15650 mg/kg.浸出过程沉渣中Cd,Mn,Cu,Pb,Zn等重金属的酸可提取态相对含量显著降低,残渣态相对含量提高.余渣环境活性和潜在危害低于《危险废物鉴别标准》（GB 5085.3-2007）的规定,土著微生物浸出能有效实现重金属沉渣的资源化和无害化.     

草海湿地保护区土壤重金属及其污染评价

通过对贵州草海湿地国家级自然保护区土壤采样实测重金属含量数据分析及土壤污染评价,结果表明：草海土壤重金属含量对照国标土壤二级限制值主要超标元素是镉、锌、镍,其次是砷、铬、铅,而铜、汞未超标。通过土壤污染物分担率和内梅罗污染指数总体与分区评价草海盆地型湿地重金属污染,反映出接近污染源区域和水流通道地段重金属污染加重。     

河南省某高校校园表层土壤重金属污染状况与评价

为了解和评价高校校园不同功能区和新老校区表层土壤重金属污染状况,在河南某校园多个校区采集了91个表层土壤样品,利用BCR(European Community Bureau of Reference)连续提取法提取校园表层土壤中重金属的化学形态,并采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法对其污染状况做出评价.结果表明:校园不同功能区的表层土壤重金属Pb,Zn,Cd和Cu的平均含量分别为116.37、95.08、0.64和39.89mg·kg-1,均高于河南省土壤背景值,4种元素的残渣态均占有较大比例,其中Pb在土壤中除残渣态之外,酸可提取态、可还原态和可氧化态含量在土壤中都占有相当的比例,具有潜在的环境风险;生物有效性分析表明,Cd和Pb易被生物利用的量相对较大,潜在危害性较大,Zn和Cu不易被外界生物所利用;绿化区各重金属元素之间均不存在相关性,Zn-Cd在校门口、教学区和建筑区都呈显著正相关,Pb-Zn在生活区与教学区中呈显著正相关关系,Pb-Cd在实验区呈极显著正相关.内梅罗综合污染平均指数为0.54.高校校园表层土壤重金属含量处于安全级别.     

不同钝化剂对城市地下固体废弃物重金属的钝化作用

采用实验室模拟,研究了6种重金属钝化剂(粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭)以不同添加比例(0%、3%、7%、10%)对城市地下固体废弃物二乙基三胺五乙酸{HOOCCH_2N[CH_2CH_2N(CH_2COOH)_2]~2,DTPA}可提取态重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量的影响。结果表明,粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭6种钝化剂均可以降低DTPA可提取态Cu、Zn、Pb、Cd的含量,表明这6种钝化剂对城市地下固体废物重金属Cu、Zn、Pb、Cd均具有钝化作用,且随添加比例的增高,钝化作用越明显,但钝化效果有所差异。膨润土的对Cu、Pb、Cd的钝化作用最明显,对Zn也有一定的钝化作用,因此,可优先选择膨润土作为城市地下固体废物重金属的钝化剂。     

受污染场地土壤重金属化学形态组成特征

受污染场地中重金属总量反映了场地的污染程度;而其形态则能反映场地的生态风险。通过采集天津某受污染场地内外土壤样品,分析测试了其重金属含量及形态。结果显示:污染场地内土壤中重金属含量显著高于场地外,其中Cd的污染最为严重,处于地累计指数评价法的2级水平。通过对重金属的形态分析发现,受污染场地内重金属的离子交换态、酸可提取态比例要高于场地外;因此,对于受污染场地的修复技术选择,要充分考虑重金属形态。     

贵州晴隆大厂锑矿区周围土壤重金属污染状况的分析与评价

对贵州晴隆大厂锑矿矿区周围土壤中重金属的总量和化学形态进行了详细研究.研究结果表明,该矿区周围土壤综合污染指数为23.32,周边土壤已受严重污染,矿山周围土壤重金属含量依次为Zn＞Sb＞Pb＞Bi＞Cu＞As＞Cr＞Ni＞Cd;该矿区重金属污染物的化学形态总的分布趋势为可交换态＜可还原态＜可氧化态＜残渣态,因此,总体来...     

胜利油田石油污染土壤中重金属的形态分析

长期油田开发导致了胜利油田土壤环境的逐渐恶化,掌握伴随石油污染的土壤重金属累积和存在情况是弄清该地区土壤环境质量问题的关键之一。本文以胜利油田孤岛油区为研究区,通过改进的BCR连续提取法和DTPA提取法分别分析了土壤中4种重金属（Zn、Pb、Cd和Ni）的形态组成和有效态含量,指出研究区土壤中Zn和Cd具有较高活性和生物有效性,存在潜在污染风险。另一方面,通过分析不同年代开发的油井周围土壤中重金属的有效态含量,指出Cd和Ni的来源和形态分布可能受到了石油污染的影响。