半干旱区铬污染土壤还原-稳定化修复试验研究

以还原-稳定化修复技术对半干旱区铬污染土壤进行室内模拟修复试验，探究修复剂种类、投加量、水土比和养护时间对铬污染土壤修复效果的影响.结果表明：FeSO₄是对土壤中总Cr和Cr(VI)的稳定效率最高的还原剂，最佳还原条件为2.5倍理论反应量、50%的水土比和7 d的养护时间，在此还原条件下土壤中总Cr和Cr(VI)的稳定效率分别达到98.90%、99.22%.此时土壤中总Cr和Cr(VI)浸出浓度均符合污水综合排放标准.最佳还原-稳定化联合修复条件为2.5倍理论反应量FeSO₄+5%土壤质量比生石灰，还原-稳定化修复后土壤中总Cr和Cr(VI)浸出浓度与Cr(VI)含量分别为0.222 mg/L、0.216 mg/L、26.645 mg/kg,符合污水综合排放标准及建设用地土壤污染风险管控标准，经DTPA和EDTA提取的有效态Cr(VI)含量分别为0.673 mg/kg、2.795 mg/kg,且与Cr(VI)浸出浓度呈极显著正相关.此外，还原-稳定化修复后，可交换态和碳酸盐结合态铬的含量百分比显著降低，残渣态铬的含量百分比明显增加.     

耐Cr（VI）菌株的筛选及条件优化

为了筛选对六价铬Cr（VI）有强耐性的细菌,采集铬污染土壤,通过稀释平板法进行初筛,将单菌落分离纯化,进一步将单菌落分别接种于含不同浓度的铬培养基上进行复筛,并通过形态特征和16S rDNA序列测定对Cr（VI）耐性较强的菌株进行鉴定.通过单因素试验考察pH、接种量、温度和培养时间对最优菌株耐Cr（VI）性能的影响.结果表明,初筛分离纯化出5株对Cr（VI）有一定耐性的菌株,命名为Cr1～Cr5.通过浓度梯度试验复筛出耐Cr（VI）能力较强的菌株Cr2,此菌株在含250 mg/L铬的培养基上生长良好,经鉴定为蜡样芽孢杆菌.该菌株的最佳培养条件为pH 7．0,4％Cr2种子液接种量,35℃培养3 d .在此条件下,对Cr（VI）的去除率达87．7％.该研究为微生物修复重金属污染土壤奠定了基础.     

基于多点位分析的铬污染土壤电动修复研究

采用电动修复法对铬含量为600 mg/kg的污染土壤进行了处理,基于多点位分析研究了修复时间和修复电压对铬迁移规律、价态转化和形态转化的影响规律。结果表明：随着修复电压和修复时间的增加,铬的迁移率提高,当修复电压为30 V,修复时间为14 d时,土壤中的Cr(T)含量下降至200 mg/kg以下,低于我国土壤环境质量标准(GB 15618-1995)中二级农业用地的限值;修复完成后,土壤中大部分的Cr(VI)转化为Cr(III),可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等不稳定态向有机物结合态及残渣态等稳定态转化,铬的环境风险(物理流动性和生态风险)降低。     

亚硫酸钠、磷酸钠联合处理铬渣中的六价铬

铬渣是毒性较强的危险废物,通过实验室模拟化学还原处理技术,以亚硫酸钠为还原剂,将铬渣中毒性强的六价铬(Cr(VI))还原转化为低毒的三价铬(Cr(III)),考察不同的反应时间和亚硫酸钠用量对铬渣中六价铬去除效果的影响.结果表明:亚硫酸钠可以有效去除铬渣中的六价铬,当亚硫酸钠与六价铬的计量比为理论计量比的12倍、修复时间为15d以上时,总铬浸出浓度去除率最高(78%);继续延长反应时间或增加亚硫酸钠用量均不能有效提高去除率.随后加入磷酸钠作为稳定剂稳定解毒后的铬渣,当磷酸钠与三价铬的摩尔比为4∶1时,总铬浸出浓度为6.9mg/L,低于危险废物鉴别标准GB 5085.3—2007中规定的总铬浸出浓度限值15mg/L,并生成稳定的CrPO_4·6H_2O晶体.此外,亚硫酸钠与磷酸钠分步加入(两步法)处理铬渣的效果好于两者同时加入(一步法)的效果.     

抗Cr（VI）微生物的分离筛选

采用微生物的分离纯化技术从被铬渣污染的土壤中分离筛选出一株在Cr（VI）浓度为900mg／L时仍生长良好的抗铬细菌,其编号为3-B-11;一株在Cr（VI）浓度为1000mg／L时仍生长良好的抗铬真菌,其编号为2-F-2。放线菌在被铬污染的土壤中分布较少,且抵抗Cr（VI）的能力不强。     

狼尾草对铬、镍复合型污染土壤修复的潜力

在铬(Cr)、镍(Ni)复合污染小型地块种植狼尾草,分别测定修复前后不同污染程度地块土壤中Cr、Ni的含量,以及修复后狼尾草的生长量和体内重金属含量,探究狼尾草对Cr、Ni复合污染农田土壤的修复能力.结果表明:高浓度的Cr、Ni复合污染会显著抑制狼尾草的生长,Cr浓度较高的2号小区(596.00 mg/kg)其生物量(...     

生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

微生物治理碱性含铬废水的试验研究

用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的无色杆菌属C-1菌株，对碱性含铬废水进行生物处理，研究了该菌的生长条件，并探讨了温度、pH值、Cr（VI）初始浓度及作用时间等因素对Cr（VI）还原的影响。研究结果表明：C-1菌株适应碱性环境，对Cr（VI）具有较强的还原能力；在有氧、pH=10．30和温度为32℃的条件下，含Cr（VI）1570．0mg／L的废水经微生物处理16h后Cr（VI）质量浓度降为0．6mg／L；处理后的沉淀物中铬以非晶态存在，其中总铬含量为21．44％，Cr（VI）为痕量。     

土著微生物柱浸修复铬渣堆场土壤污染

采用柱浸试验研究土著微生物对铬渣堆场污染土壤中Cr(Ⅵ)的修复.通过单因素实验测定土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、浸出液pH值及循环淋溶时间对修复效果的影响,结果表明：加入培养基能完全修复铬渣堆场污染土壤中水溶性Cr(Ⅵ),柱浸实验结束后,浸出液中Cr(Ⅵ)浓度由初始的700.3 mg/kg降低至检出限以下;土壤中初始Cr(Ⅵ)浓度越低修复效果越好;培养基最佳pH值范围为7.5~8.5;循环淋溶修复效果好于非循环柱浸修复,循环时间越长,修复效果越好,最佳循环时间为全天循环.     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

高铁酸钾对土壤中Cr(VI)吸附性能的影响

电镀、制革、采矿行业在作业过程中向环境中排放的铬给土壤造成了严重的污染,铬在环境中主要以三价和六价存在,而其中六价铬的毒性远远高于三价铬的毒性。在不同的Cr(VI)初始浓度、高铁酸钾投加量、震荡时间以及pH等条件下,研究高铁酸钾的加入对土壤中Cr(VI)去除效果及其对吸附行为的影响。实验结果表明：当高铁的投加量为400mg. kg_-1时、震荡时间为8h、pH为9-10时吸附效果达到最佳。绘制在不同的投加量下的吸附等温线,并用langmuir方程和Freundlich方程分别进行拟合,拟合的相关度比较好,结果显示随着投加量的增加,土壤的最大吸附量在增加,而且吸附能力越来越强。而吸附动力学满足二级动力学模型,表明吸附过程为多层吸附。此研究为铬污染土壤的修复和固定提供理论指导。     

硫酸根对颗粒铁除铬影响研究

铁渗透反应格栅是铬污染地下水的有效去除技术,但地下水中SO42-对格栅长期运行性能是否有影响以及如何影响还不清楚.本文采用批实验和柱实验的方法,研究了SO42-对颗粒铁除Cr(VI)动力学的影响.批试验表明,随SO42-浓度的增加,Cr(VI)的面积标准化速率系数kSA增加.柱实验表明,运行100 PV以前,SO2-使颗粒铁对Cr(VI)的kSA显著增强,随后SO42-增强作用逐渐减弱,运行337 PV时,SO42-没有明显的影响.SO42-通过在铁表面形成配合物而加速铁的溶解,增加颗粒铁的表面活性,从而增强颗粒铁对Cr(VI)的去除,生物作用不强时可以不考虑SO42-对格栅长期运行性能的影响.     

硫酸亚铁-碱性工业废渣胶凝材料固化/稳定Cr(Ⅵ)污染土的工程强度特性

以室内制备的Cr(VI)污染土为研究对象,以硫酸亚铁(FeSO4)为解毒剂,以碱性工业废渣胶凝材料(简称GFC)为固化剂,研究了GFC-FeSO4配比和养护龄期两种参数作用下修复后工程强度特性,并分析了修复后污染土Cr(VI)残留值和矿物成分的变化。结果表明：GFC-FeSO4在Cr(VI)污染土修复领域具有极高的应用前景,GFC-FeSO4既可有效降低污染土Cr(VI)残留值,又可使Cr(VI)污染土达到满足二次利用所需的强度特性。当养护龄期为28 d时,GFC-FeSO4配比为15 %/5 %时,修复后Cr(VI)污染土的工程强度高于我国主干路基层填料强度限值(4.0 MPa),且Cr(VI)残留值低于建设用地土壤(Ⅰ类)筛选值(3.0 mg/kg)。修复后Cr(VI)污染土的变形模量随工程强度的变化呈线性函数变化。GFC-FeSO4修复Cr(VI)污染土机理为生成了CrxFe1-x(OH)3、AFt、C-S-H和C-A-S-H等沉淀。     

高浓度含铜污染土壤的电动修复研究

为了探究电动修复法对高浓度含铜污染土壤修复的可行性,对铜含量为1500 mg/kg的污染土壤进行了电动修复。实验研究了不同修复时间下电流变化、土壤pH值变化和土壤中铜的迁移规律,并采用BCR法对土壤中铜的不同形态进行了分离提取测定。实验结果表明,电动修复技术对于高浓度含铜污染土壤中的铜具有良好的去除效果,在修复电压为30 V,修复时间为7 d时,土壤中的铜含量可以降至400 mg/kg以下。修复后铜的弱酸提取态占比增加,可还原态占比降低,可氧化态和残渣态占比无明显变化。     

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。     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。     

土霉素菌渣活性炭吸附处理低浓度含铬废水

采用活化法制备土霉素菌渣活性炭(菌渣炭),并用于处理低浓度含铬废水。经过组分测定可以看出土霉素菌渣含有较高的挥发分,灰分含量较低;元素分析中C、O元素的含量较高,表明土霉素菌渣含有大量的有机物和菌体蛋白;BET测得菌渣炭的比表面积、孔容和孔径都较大,通过扫描电镜可观察出菌渣炭具有较多的微孔和中孔,有利于对Cr(VI)定的吸附。通过单因素实验确定在初始Cr(VI)浓度为2mg/L时菌渣炭对Cr(VI)的最佳吸附pH、吸附剂投加量、吸附时间分别为4、0.5g/L、 50min, Cr(VI)的最高去除率为96.2%。热力学和动力学分析结果表明菌渣炭对Cr(VI)的吸附符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。菌渣炭的饱和吸附量为17.93 mg/g,对Cr(VI)的吸附速率与吸附剂上未被占据的吸附位点的平方成正比。用1mol/L的HCl对菌渣炭进行洗脱再生,经过4次循环实验Cr(VI)的去除率为77.1%,剩余溶液中Cr(VI)浓度为0.459 mg/L,满足污水综合排放标准0.5 mg/L,菌渣炭的饱和吸附量为2.018 mg/g,表明菌渣炭的再生性能良好。     

改性黑木耳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附影响因子研究

以盐酸为改性剂,对木耳进行改性制备吸附剂,用改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),考察了改性盐酸浓度、改性时间、改性温度、溶液pH值、吸附时间、温度等因素对改性木耳吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,采用5%的盐酸在35℃的条件下改性20 h的木耳对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;当温度为30℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0时,在改性木耳用量为2.5 g/L、吸附时间为300 min的条件下,Cr(Ⅵ)吸附量可达266 mg/kg;Lagergren一级动力学模型能很好的描述改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程。     

Chelators effect on soil Cu extractability and uptake by Elsholtzia splendens

Phytoremediation is emerging as a potential cost-effective solution for remediation of contaminated soils, and bioavailability of metal in the soil for plant uptake is an important factor for successful phytoremediation.This study aimedat investigating the ability of EDTA and citric acid for enhancing soil bioavailability of Cu and phytoremediation by E1sholtzia splendens in two types of soils contaminated with heavy metals [i.e. mined soil from copper mining area (MS), and paddy soil (PS) polluted by copper refining].The results showed that addition of 2.5 mmol/kg EDTA significantly increased the H2O extractable Cu concentration from 1.20 to 15.78mg/kg in MS and from 0.26 to 15.72mg/kg in PS,and that shoot Cu concentration increased 4-fold and 8-fold as compared to the control.There was no significant difference between the treatment with 5.0mmol/kg EDTA and that with 2.5mmol/kg EDTA, probably because that 2.5mmol/kg EDTA was enough for elevating Cu bioavailability to the maximum level.As compared with the control, citric acid had no marked effect on both soil extractable Cu and shoot Cu concentration or accumulation. The results indicated that EDTA addition can increase the potential and efficiency of Cu phytoextraction by E.splendens in polluted soils.