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.     

用纯水提取-草酸冷冻还原法修复Cr(Ⅵ)污染土壤

通过实验室模拟研究将纯水提取与冷冻法相结合修复Cr(Ⅵ)污染土壤的可行性.结果表明,对于1 000 mg/kg Cr(Ⅵ)污染土壤,利用纯水进行提取,总铬的提取率约为35%,该结果与常规的草酸提取法相近.向纯水提取液中加入草酸,使其浓度为500μmol/L,冷冻结冰后,提取液中Cr(Ⅵ)的还原率达97%. NaCl, NaNO₃,Na₂SO₄对Cr(Ⅵ)的去除效果有微弱的抑制作用.紫外吸收光谱、 X射线光电子能谱、红外光谱和三维荧光光谱测试结果表明,该方法的作用原理为草酸提供H⁺,土壤中的溶解性有机质(DOM)作为还原剂,通过冷冻浓缩效应使土壤提取液中六价铬被还原.可见,纯水提取与草酸冷冻法相结合可用于异位修复Cr(Ⅵ)污染土壤,并可减少化学试剂的用量,有利于维护土壤理化性质的稳定.     

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.     

某铬渣污染场地不同粒径土壤中六价铬的分布特征及其淋洗修复工艺

为研究铬渣污染场地不同粒径土壤占比及其对Cr(Ⅵ)分布特征的影响,探讨铬渣场地修复工艺,采集杭州某化工铬渣污染场地土壤,采用湿筛法分别将渣土(0～0.5 m)、杂填土(0.5～0.8 m)和原土(0.8～4.0 m)3类土壤样品的粒径划分为7个不同等级,分析了渣土、杂填土和原土的土壤粒径组成及Cr(Ⅵ)的分布特征.结果表明,渣土和杂填土粒径分布较均一,但原土各粒径分布存在显著差异,其中粒径0.15 mm的原土占其总量的82.88%.Cr(Ⅵ)在3类土壤各粒径中的分布显示,渣土和杂填土各粒径土壤中的Cr(Ⅵ)含量显著高于原土,而不同粒径原土中Cr(Ⅵ)含量差异较大.湿筛法粒径分级后发现,粒径0.15 mm原土中含Cr(Ⅵ)量接近修复目标值(30 mg·kg~(-1)),采用0.006 mol·L~(-1)柠檬酸淋洗可一步达到修复目标.因此,本铬渣污染场地原土可采用"水力筛分+化学淋洗"组合技术修复.     

基于PHREEQC程序的地下水Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除研究

采用实验探究与程序模拟的双重方法考察地下水中含Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除过程,考察pH、原料投量与共存阴离子对反应进程的影响,并运用PHREEQC 程序对实验结果的内在机制进行解释.结果表明:Fe(Ⅱ)还原去除Cr(Ⅵ)在碱性条件下可以获得较好的去除效果;同时投加的FeSO₄·7H₂O 与Cr的质量比在80∶1时,去除过程达到较经济有效的处理效果.其原因是不同的反应条件影响铬化合物形成的种类与饱和指数(SI),从而影响其去除效果.地下水中存在大量的共存阴离子,其中Cl-易与Cr(Ⅲ)形成不稳定复合物从而对反应进程产生抑制作用;SiO₂3- 因其在不同pH 条件下存在形式不同而对反应进程影响不同,在酸性与中性条件下产生抑制作用,在碱性条件下呈现促进作用.      

MICP技术对Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)污染土壤的修复效果

利用微生物诱导碳酸盐沉积(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术处理Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)污染土及Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)混合溶液,研究MICP技术对重金属污染土的修复效果,重金属离子在土壤修复过程中的竞争关系,以及pH值对已修复土壤稳定性的影响.实验结果表明:经微生物矿化修复后,单一重金属污染土中可交换态锰、铬离子的去除率分别为85.64%和77.56%;经修复的Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)混合污染液中可交换态锰离子的去除率大于铬离子;酸性条件影响污染土的修复稳定性,土壤中可交换态锰、铬离子含量随pH值减小而增加.     

Cr(Ⅵ)浓度对MFC-颗粒污泥耦合体系运行效能及微生态的影响

Cr(Ⅵ)在水体环境中的污染不容忽视，探讨高效处理含Cr(Ⅵ)废水具有重要意义。本文建立了微生物燃料电池(MFC)-颗粒污泥耦合处理含Cr(Ⅵ)废水体系，考察了Cr(Ⅵ)浓度变化对该体系运行效能及微生态的影响。实验结果表明：当进水Cr(Ⅵ)浓度达到80 mg/L时，该体系对COD的去除率与Cr(Ⅵ)生物还原率分别达到92.71%和99.70%;循环伏安法(CV)显示其具有明显的还原峰，电化学阻抗谱(EIS)表明随着进水Cr(Ⅵ)浓度的增加，电荷转移内阻逐渐减小；进水Cr(Ⅵ)浓度增大到100 mg/L时，辅酶F₄₂₀活性最低为0.026 2±0.000 2 mmol/g, INT-ETS活性明显下降，仅为5.20±0.23μg/(mg·h);X射线光电子能谱特征峰结合能表明其主要由Cr₂O₃和Cr(OH)₃组成；高通量测序分析表明，该体系中的优势菌群为Chloroflexi和Proteobacteria,进水Cr(Ⅵ)浓度增大至100 mg/L,属水平的优势菌群由以Methanothrix、Meth...     

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl₃和ZnCl₂改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120 mg·L^-1,反应时间为120 min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R²高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R²为0.987,表明是单分子层反应.     

碱性Cd污染农田原位稳定化修复研究

围绕碱性农田重金属Cd污染原位稳定化修复技术,通过实验室小试筛选出以椰壳生物炭为核心材料的稳定剂应用于修复重金属Cd污染的碱性土壤,并进一步探究了施加稳定剂对于小麦生长的影响.研究结果表明,随着稳定剂施加量的增加重金属Cd钝化效果显著增加,在施加量为2%时,椰壳生物炭对土壤有效态Cd钝化率达到99.08%,远高于木质生物炭、硅肥以及钙镁磷肥.稳定化修复后,土壤中Cd由生物可利用性较高的形态向稳定的结合态转化,降低土壤环境风险.此外椰壳生物炭的施加还可以促进小麦生长,降低小麦体内Cd含量,稳定剂施加量为1.5%时,与对照组相比小麦根中Cd含量降低64.31%,地上部Cd含量降低69.60%.本研究筛选的椰壳生物炭作为稳定剂不仅能够实现Cd污染碱性农田的持效性修复,还能够显著改善土壤结构并提高土壤肥力,促进小麦生长,为以后该技术在我国北方大面积重金属污染碱性农田的修复及规模化应用提供支持.     

废铝电解质浸出液的冰晶石诱导结晶除氟工艺研究

针对当前工艺回收废铝电解质浸出液中有价元素存在须要先除氟且有价元素资源利用率低等问题,提出采用诱导结晶法生产冰晶石,回收浸出液中氟、铝等有价元素。研究结果表明：通过调节pH,可实现浸出液中沉淀产物的调控,pH<5时,浸出液中得到AlF₂OH;pH在5～8范围内,得到Na₃AlF₆和AlF₂OH共沉淀;pH>8时,得到Na₃AlF₆和Al(OH)₃共沉淀。除氟最佳工艺条件为：pH=9,碱液中NaOH质量浓度160 g/L,加碱速度1 mL/min,反应温度50℃;此时,溶液中残余氟质量浓度为59.32 mg/L,氟回收率为98.91%,沉淀含水率达54.92%。加入冰晶石晶种可诱导溶质在晶体表面生长,改善产物及除氟性能;在晶种添加量为4 g/L,陈化时间为2 h条件下,沉淀含水率降低至29.59%,过滤系数提高到30.24×10^-4 cm/s,平均体积粒度增加到105.89 μm,溶液中氟含量降低至48...     

汽油火灾烟气净化碱性发泡液的性能及应用实验

为研究泡泡消烟技术在汽油火灾烟气净化中的有效性,水中添加质量分数1%月桂酰两性基二乙酸二钠(LAD)表面活性剂制备发泡液,并加入Na₂S₂O₃,Na₂SO₃,NaHCO₃,NaOH等碱性添加剂制成碱性发泡液。通过分析发泡液的表面张力、黏度、泡沫性能、pH值及汽油燃烧残留物(炭黑)沉降时间等性能指标,确定最优消烟发泡液为质量分数1%的LAD溶液添加质量分数0.4%Na₂SO₃碱性添加剂;使用自制烟气收集净化装置对发泡液的净烟效果测试发现,汽油烟气被包裹在泡泡中而难以溢散并被泡泡液缓慢吸附、中和,使得反应后溶液的pH值大幅降低;模拟隧道汽油火灾黑烟净化实验测得泡泡喷射作业150 s能使黑烟浓度降低97.8%。碱性发泡液能有效净化汽油火灾烟气。     

EB/g-C3N4/Fe3O4复合光催化剂的制备及其在铬污染土壤中的应用

采用水热法将g-C3 N4和Fe3 O4负载在剥离膨润土(EB)载体上,制备出具有光催化活性的EB/g-C3 N4/Fe3 O4磁性复合材料,进一步将其用于还原土壤中的高价态铬离子,考察了不同土壤pH值、土壤初始Cr(Ⅵ)含量、催化剂剂量等因素对土壤中Cr(Ⅵ)光还原率的影响.实验结果表明:在500 g Cr(Ⅵ)含量...     

复配还原剂对六价铬污染土壤的修复还原效果

探讨多硫化钙(CPS)和糖蜜对土壤中六价铬Cr(Ⅵ)的还原效果.在处理时间60 d条件下,多硫化钙和糖蜜单一还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的去除率分别为99.31%和93.35%;4∶1、1∶1及1∶4的多硫化钙和糖蜜复配还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的去除率分别为99.35%、99.53%和95.14%,对浸出性Cr(Ⅵ)去除率均达到98%以上.多硫化钙和糖蜜协同修复对土壤环境pH影响较小,单一使用多硫化钙可提高土壤pH值,单一使用糖蜜可降低土壤pH值.各处理条件均可使土壤中的铬元素由可交换态向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,同一处理时间内,1∶1的多硫化钙和糖蜜复配药剂更有利于土壤铬从可交换态向难利用残渣态转化,且经济效益较优.     

Mineral transition and formation mechanism of calcium aluminate compounds in CaO?Al2O3?Na2O system during high-temperature sintering

The mineral transition and formation mechanism of calcium aluminate compounds in CaO?Al₂O₃?Na₂O system during the high-temperature sintering process were systematically investigated using DSC?TG, XRD, SEM?EDS, FTIR, and Raman spectra, and the crystal structure of Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀ was also simulated by Material Studio software. The results indicated that the minerals formed during the sintering process included Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀, CaO·Al₂O₃, and 12CaO·7Al₂O₃, and the content of Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀ could reach 92wt% when sintered at 1200°C for 30 min. The main formation stage of Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀ occurred at temperatures from 970 to 1100°C, and the content could reach 82wt% when the reaction temperature increased to 1100°C. The crystal system of Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀ was tetragonal, and the cells preferred to grow along crystal planes (110) and (210). The formation of Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀ was an exothermic reaction that followed a secondary reaction model, and its activation energy was 223.97 kJ/mol.     

复合盐碱胁迫对OT百合生长和生理特性的影响

【目的】揭示百合在复合盐碱胁迫下的生理响应特征。【方法】以OT杂种系百合‘红色宫殿’(Lilium ‘Red Palace’)种球为试验材料,用不同浓度的单盐(NaCl)、中性混合盐[m(NaCl):m(Na₂SO₄)=1:2]和碱性混合盐[m(NaCl): m(Na₂SO₄):m(Na₂CO₃):m(NaHCO₃)=5:23:9:3)进行胁迫处理,蒸馏水为对照(CK)。测定百合叶片及根、茎的形态指标、生物量、根冠比、相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、根系活力、相对含水量以及Na⁺、K⁺浓度变化。【结果】①与CK相比,3个不同盐碱处理组的百合地下生物量、总生物量和根冠比均有所降低,地上生物量和各形态指标均表现出对盐碱胁迫低促高抑的特点。②盐碱胁迫导致百合相对电导率、丙二醛含量上升;低浓胁迫促使百合根系活力升高,可溶性蛋白含量上升。当盐碱浓度高于一定值后,百合根系活力和可溶性蛋白含量均呈下降趋势。③各处理百合幼苗地上、地下的K⁺与Na⁺含量比值(记为K⁺/Na⁺值)均下降,其中碱性混合盐处理下K⁺/Na⁺值比中性混合盐和单盐处理的低。④双因素方差分析表明,盐浓度对各项指标的影响大于盐组合,且盐浓度、盐组合及其交互作用对鳞茎直径、总鲜质量、总干质量、根冠比、根系活力及相对含水量均存在极显著影响。【结论】3个盐碱处理组对百合的胁迫程度由强到弱依次为碱性混合盐>中性混合盐>单盐,这一结果可为选择适宜百合生长的土壤提供一定的理论依据。     

SDBS微乳液制备及其对石油污染土壤清洗效果研究

目的 利用阴离子型表面活性剂、助表面活性剂、无机电解质、有机相与去离子水配制微乳液,研究微乳液的稳定性,利用配置的微乳液对石油污染土壤进行清洗,探究方法可行性以及最佳参数条件。方法 采用Shah法,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂、分别以正丁醇、NaCl、Na₂CO₃、Na₂SiO₃、有机相正庚烷为助表面活性剂制备微乳液,通过绘制拟三元相图研究微乳液体系稳定性;分析该微乳液对石油污染土壤的洗脱率。结果 配制的微乳液Ⅲ对含油量为10.6%的石油污染土壤去除率达到90.47%,清洗后的土壤含油率为1.01%,对比单一表面活性剂SDBS的石油烃脱附效率提高了32.31%。结论 该微乳液脱附效率显著高于单一或其他复配溶液药剂,可作为高浓度石油污染土壤修复的主要备选技术。     

磷酸铵强化硫化蓝铜矿及其对浮选的影响

蓝铜矿是一种重要的氧化铜矿物,采用常规的硫化–黄药浮选法回收蓝铜矿时浮选效果不理想。本研究通过微浮选试验、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)、X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位、接触角、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和紫外–可见光(UV–Vis)光谱检测研究了(NH₄)₃PO₄和Na₂S对蓝铜矿表面的强化硫化效果。微浮选试验表明,(NH₄)₃PO₄和Na₂S同时加入可提高蓝铜矿的可浮性;ToF-SIMS和XPS分析表明,与蓝铜矿–Na₂S体系相比,(NH₄)₃PO₄和Na₂S处理后的蓝铜矿表面硫组分含量较高,Cu(I)组分含量也得到增加;硫化前采用(NH₄)₃PO₄预处理后,蓝铜矿表面Zeta电位呈负偏移,且矿物表面的接触角增大,即(NH₄)₃PO₄的加入增强了蓝铜矿表面的硫化,促进了黄药的吸附;FT-IR和UV–Vis分析表明,在蓝铜矿浮选过程中,(NH₄)₃PO₄的加入增加了矿物表面黄药的有效吸附量,降低了黄药的使用量。因此,(NH₄)₃PO₄有利于蓝铜矿的硫化浮选。     

多孔炭的物理化学性能对其吸附性能的影响

通过多孔炭对酚类化合物、 Cr(Ⅵ)和I₂的吸附, 研究了多孔炭的表面物理化学性能对不同电性物种吸附能力的影响. 发现多孔炭对酚类化合物及Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主, 其中对酚类化合物的吸附由羧基与内酯基的表面密度合量决定, 对Cr(Ⅵ)的吸附由表面官能团中羧基和内脂基含量的合量决定; 多孔炭对I₂的吸附以物理吸附为主, 由孔容决定.     

脒基脲磷酸盐和硅酸钠对木材的阻燃作用

采用锥形量热仪(CONE)法评价木材经阻燃剂脒基脲磷酸盐(GUP)和硅酸钠(Na₂SiO₃)处理后的阻燃性能,结合热重分析法研究GUP和Na₂SiO₃的阻燃机理.实验结果表明:与未加阻燃剂处理的木材相比,Na₂SiO₃ 二次处理木材和GUP一次处理木材的热释放速率(HRR_peak)、总热释放量(THR)、烟释放速率(SPR)、总烟释放量(TSP)和CO₂生成率(Y_CO2)显著降低.Na₂SiO₃ 二次处理木材比GUP一次处理木材显示出更好的阻燃性.从阻燃机理分析,GUP能够加速木材热解过程中的脱水和炭化反应,Na₂SiO₃能够增加纤维素降解反应的活化能,从而增加木材的热稳定性.     

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900 mg/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1 000 mg/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。