硅藻土对重金属离子的吸附作用及其用于环境重金属污染修复的研究评述

硅藻土拥有独特的物理和化学性质，在工业生产中已经得到十分广泛的应用，但作为环境矿物材料用于环境污染治理，研究尚处于探索阶段。本文重点评述硅藻土对重金属离子的吸附作用及其用于环境重金属污染修复的研究进展。硅藻土表面覆盖着一层硅羟基（Si-0H），构成了硅藻土表面最主要的活性基团。硅藻土对水体中重金属离子的吸附受温度和pH值的制约。一般来说，温度和ph值越低，硅藻土对重金属离子的去除能力越差。改性硅藻土可以大大提高对重金属离子的吸附能力。使用金属氧化物对硅藻土进行表面处理是比较常用的改性方法，这可以一定程度提高硅藻土的比表面积和表面负电荷。     

重庆市垃圾焚烧飞灰中重金属含量及浸出毒性分析

采用筛分法研究了重庆市春、秋季生活垃圾焚烧飞灰的粒径分布,分析了各粒径颗粒中Cu,Zn,Mn,Pb,Cd,Ni,Cr和Hg的总量.并研究了在GB5085.3-2007和USEPA-TCLP浸出条件下不同粒径范围内的重金属浸出量的差异.结果表明,秋季飞灰粒径相对春季较小,春秋两季90%以上的飞灰粒径小于250μm,其中春季飞灰粒径为83～105μm的最多,约占总量的40%,而秋季飞灰粒径为105～149μm的最多,约占总量的45%.飞灰中除Ni以外,其他重金属总量随粒径减小呈先减小后增大的趋势,其中秋季飞灰重金属总量除Fe和Zn外均比春季含量高.国标GB5085.3-2007体系下飞灰的浸出毒性鉴别显示重庆市春秋两季垃圾焚烧飞灰中Cu,Zn和Ni以及春季Cr未超出浸出毒性限值,Pb,Cd和秋季Cr分别超出国家标准.TCLP浸出体系下春秋浸出毒性鉴别结果Pb,Cr和Cd均超出标准限值,表明不同浸出方法对重金属的浸出量影响很大.     

垃圾焚烧飞灰中重金属高温挥发工艺特性研究

试验采用温州某城市生活垃圾焚烧厂飞灰为原料,对飞灰中重金属挥发工艺的特性进行了高温热处理研究,主要探讨了温度、时间、载气等工艺参数对重金属的挥发效果的影响,并优化了工艺参数.试验运行结果表明,温度和时间是影响重金属挥发的最主要参数,在以空气为载气(进气流量600mL/min)的条件下,其最优参数分别为1 000～1 050 ℃和120 min,此时重金属Cd和Cu挥发率分别为89.7%和77.9%,Zn仅为53.2%,而Pb高达99.7%;载气气氛对重金属挥发率的贡献率较小;除Pb外,各重金属挥发率均随着飞灰样品厚度的增加而呈显著下降趋势.     

改性硅藻土对重金属离子的吸附规律

 利用CaCO3对硅藻土矿物进行改性. 研究结果表明: 单组分体系中CaCO3改性的硅藻土对Cu2+,Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附动力学规律均符合伪二阶动力学模型, 吸附热力学规律符合Langmuir模型; 在混合组分体系中, Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附速率降低, Cu2+的吸附速率增加, 对金属离子的吸附动力学规律仍然符合伪二阶动力学模型, 但对金属离子的吸附量均明显降低, 仅Pb2+的吸附热力学规律符合Langmuir模型.     

垃圾焚烧烟气中重金属排放特征与影响因素的研究意义

由于我国城市生活垃圾数量急剧增长,传统填埋法造成＂垃圾围城＂困境,焚烧法在我国势在必行,然而焚烧法带来的重金属污染问题不容小觑。本文对国内外各种关于垃圾焚烧烟气中重金属排放规律的影响因素做了详细而系统的论述,分析了现行研究中的盲点。同时指出了以江苏省为典型代表,开展垃圾焚烧重金属风险源调查,弄清生活垃圾焚烧烟气中重金属的排放特征,并分析出影响焚烧烟气中重金属含量的影响因素有着十分重要的意义。     

磷酸洗涤对垃圾焚烧飞灰热稳定性和重金属固定的影响

为抑制垃圾焚烧飞灰中重金属的溶出,研究了磷酸洗涤对重金属固定和飞灰热稳定性的影响。进行了水洗、磷酸洗涤、重金属的化学结合形态分析和焚烧飞灰的热分析试验。结果表明:水洗虽能有效去除焚烧飞灰中大部分可溶性氯盐,但会导致水洗液中Pb、Zn的浓度超标;磷酸洗涤后Zn的溶出率由水洗时的112.65mg/kg降低至2mg/kg左右,Pb的溶出浓度未检出,固留在灰样中重金属的残留态和有机态的比例都有不同程度的提高。结论是:磷酸洗涤不但能有效抑制重金属的溶出,还有助于改善重金属的化学稳定性和飞焚烧灰的热稳定性。     

磷酸洗涤对垃圾焚烧飞灰热稳定性和重金属固定的影响

为抑制垃圾焚烧飞灰中重金属的溶出,研究了磷酸洗涤对重金属固定和飞灰热稳定性的影响。进行了水洗、磷酸洗涤、重金属的化学结合形态分析和焚烧飞灰的热分析试验。结果表明:水洗虽能有效去除焚烧飞灰中大部分可溶性氯盐,但会导致水洗液中Pb、Zn的浓度超标;磷酸洗涤后Zn的溶出率由水洗时的112.65 mg/kg降低至2 mg/kg左右,Pb的溶出浓度未检出,固留在灰样中重金属的残留态和有机态的比例都有不同程度的提高。结论是:磷酸洗涤不但能有效抑制重金属的溶出,还有助于改善重金属的化学稳定性和飞焚烧灰的热稳定性。     

澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属淋溶研究

本文采用ICP—MS和ICP—AES技术来研究澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属的淋溶,以探讨其可能的环境行为和潜在的生态与健康风险．结果表明,该底灰淋溶出来的重金属元素：铝（Al）、锰（Mn）、钴（Co）和汞（Hg）的浓度都低于0．01mg／L,铁（Fe）、铜（Cu）和钼（Mo）的浓度低于0．1mg／L,而铬（Cr）、锌（Zn）、锶（Se）、（Sr）、钡（Ba）和铯（Cs）的浓度在0．11～2．19mg／L范围内,但铅（Pb）的量异常高,最高达19．06mg／L,超过了美国相关标准的上限（5mg／L）;溶解作用和淋溶液的pH值是影响该底灰中重金属淋溶行为的主要因素之一;联系澳门特殊的地理环境和气候条件：填埋后,该底灰中的毒害重金属可被大量淋溶出来,而暴露于生态环境．     

垃圾焚烧中硫化合物对Cd、Pb迁移和转化的影响

采用管式炉和模拟垃圾对垃圾中不同硫化合物对重金属Cd、 Pb迁移分布特性的影响进行了研究,使用ICP-AES(美国EPA消解方法)、 SEM/EDS和XRD分析技术对重金属浓度、灰渣表面形貌及成分和灰渣X射线衍射成分等进行了分析.结果表明: 硫化合物对Cd、 Pb迁移分布特性有着显著影响,它易与Cd形成金属硫化物和硫酸盐,从而使Cd更多地向底渣分布;同时使Pb更易向飞灰分布.另外,随着S和Na2S加入量的增加, Pb在底渣中的分布越来越少;但是随Na2SO4加入量的增加, Pb却会增加.     

垃圾焚烧厂周围优势植物的重金属污染特征研究——以深圳市清水河垃圾焚烧厂为例

以深圳市清水河垃圾焚烧厂为例,研究城市垃圾焚烧厂周围不同植物类别(乔木、灌木和草本)的重金属污染特征,探讨工作区重金属污染环境植物修复的物种选择方案及群落构建模式。采集了垃圾焚烧厂周围22个科34个物种的叶片样品,分析重金属Hg,Cr,Cd,Pb的含量和富集系数。结果表明:该垃圾焚烧厂周围优势植物在一定程度上受到了重金属的污染,不同植物类别受重金属的污染状况不同。乔木主要受Cr的污染,灌木和草本的Hg污染状况较为严重。乔-灌、乔-草之间的重金属含量及富集系数均存在差异(Pt≤0.028)。不同重金属污染植物修复可供选择的潜在物种分别是:1)Hg:乔木植物大叶相思(Acacia auriculiformis)和柠檬桉(Eucalyptus citriodora);2)Cr:草本五节芒(Miscanthus floridulus)和灌木叶子花(Bougainvillea spectabilis);3)Cd:灌木梅叶冬青(Ilex asprella)和乔木降真香(Acronychia pedunculata);4)Pb:草本酢浆草(Oxalis corniculata)和芒萁(Dicranopteris dichotoma)。构建乔-灌-草多层次的群落结构,对多种重金属复合污染区域的修复具有综合效果。     

焚烧飞灰热处理过程中重金属挥发特性研究

采用可控硅温控模式(708P)的高温熔融管式电炉,在650～1 350 ℃研究了热处理温度、时间以及载气种类(空气/氮气)对垃圾焚烧飞灰中重金属Pb,Cu,Cd和Zn挥发特性的影响,同时收集二次飞灰(凝结的挥发物及烟尘)并对其成分和物相进行了分析.结果发现:温度和时间对重金属挥发影响最为明显;在650～1 350 ℃,重金属Pb,Cd,Cu和Zn的挥发率均随着温度升高而增大,其挥发率从大到小依次为Pb,Cd,Cu,Zn,挥发率最大值出现在1 150～1 320 ℃的范围内;X射线衍射仪和X荧光光谱仪分析表明,二次飞灰成分以NaCl和KCl为主,重金属Pb以双金属氯化物KPb2Cl5形式挥发.     

硅藻土对腐殖酸的吸附动力学研究

利用准一级动力学模型、准二级动力学模型、Elovich模型和双常数模型对硅藻土吸附腐殖酸进行动力学拟合,利用Langmuir、Freundlich、Temkin和Koble-Corrigan模型对硅藻土吸附腐殖酸进行热力学研究.动力学研究结果表明,与其他模型相比,线性准二级动力学模型更适合于描述硅藻土对腐殖酸的吸附,该吸附反应为化学吸附;热力学研究表明,Langmuir方程更加适合描述硅藻土对腐殖酸的吸附行为,ΔH0为正值,表明该吸附反应为吸热反应,ΔG0为负值,表明该吸附过程可自发进行.     

垃圾焚烧工况对重金属分布特性的研究

研究了垃圾焚烧工况对重金属在底渣与飞灰中分布的影响．研究结果表明垃圾焚烧过程中重金属铅、锌、铬、镍的分布与焚烧工况之间存在着密切的关系，锌和铅多存在于飞灰和气相中，镍和铬在底渣中比较容易存在．垃圾焚烧中添加碳酸钙能改变重金属的分布，使更多的重金属铅、镍、铬由飞灰或气相中往底渣中转移．垃圾中水分和氯也对重金属的分布存在影响，在高温焚烧条件下水能与重金属化合物发生作用，引起物质转变，导致更多的重金属由飞灰和气相往底渣转移；而氯却使重金属更易向飞灰或气相中迁移．     

成分对垃圾飞灰熔融过程重金属迁移的影响

熔融处理可以有效控制垃圾焚烧飞灰中的重金属污染 ,飞灰成分对重金属的迁移特性有重要影响 ,研究了飞灰成分和碱度对 6种重金属迁移固化的影响规律。在自行设计的小型实验台上开展飞灰熔融实验 ,飞灰碱度在 0 .6～4 .6范围内变化。为评价多种重金属综合固化效果提出一个简明的评价模型。在 14 6 0℃、空气气氛下熔融处理时 ,加入Ca O后除了 Cd外各种重金属的固化率均下降 ,而加入 Si O2后多数金属固化率增加。存在一个临界碱度值可以实现重金属的最佳固化 ,实验得到的临界碱度在 1.0附近     

不同剂量外源重金属注入对土壤重金属形态分布的影响

以塿土为研究对象,在添加不同剂量重金属盐的条件下,采用改进后的Tessier法测定了土壤重金属的形态,研究了不同剂量重金属盐注入后土壤重金属形态分布的变化规律。结果表明:外源重金属注入剂量的高低对塿土中Pb、Cd形态、分布影响较大,对Zn影响较小。低剂量处理后Pb形态分布为:残渣态有机结合态≈铁锰氧化物结合态交换态碳酸盐结合态;较低剂量、中剂量及较高剂量处理后形态分布为:残渣态铁锰氧化物结合态有机结合态碳酸盐结合态交换态,而高剂量处理后形态分布变为:铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态残渣态有机结合态交换态。Cd盐处理后,低剂量和较低剂量注入后其形态分布为:残渣态铁锰氧化物结合态≈交换态有机结合态碳酸盐结合态,其他剂量注入后各形态分布呈无规律变化。不同剂量Zn盐处理后土壤中Zn形态分布始终为:残渣态铁锰氧化物结合态有机结合态碳酸盐结合态交换态。     

垃圾焚烧厂周边土壤的重金属污染风险评价

为全面评价珠三角某垃圾焚烧厂周边土壤重金属污染的风险,于2016—2019年在其周边采集表层土壤样品, 并分析As、Hg、Pb、Cu、Zn和Cd的质量分数,采用单因子污染指数(P_i)、潜在生态风险指数(RI)和美国环保署风险评价方法(USEPA模型)评价了该区域潜在生态风险和健康风险.各重金属质量分数的平均值均低于GB15618-2018中农用地土壤污染的风险筛选值,但Hg、Pb、Cd和Cu的质量分数平均值分别超过该区域背景值的7.00、0.91、0.15和1.40倍. As、Hg和Zn的P_i值为0.012~0.838,属于低污染(P_i < 1);而Pb、Cd和Cu的P_i范围0.083~1.608,部分属于中度污染(1≤P_i < 3),其中Pb中度污染的样品比例最高,约占50%;潜在生态风险指数RI结果显示为轻微污染,RI范围为8.687~49.983,其中Hg和Pb对RI平均值贡献最大(平均值分别占35.9%和26.2%).非致癌总风险(HI范围0.092~0.731)和致癌总风险(CR范围3.72×10-7~1.56×10-5)结果均在可接受范围,说明健康风险较低.但儿童非致癌风险计算结果的第95百分位值(0.717)与风险安全值(1)较接近,同时Pb是HI中的主要占比重金属(在男性、女性和儿童的HI均值分别占92.2%、69.0%和73.4%).综上,建议对该研究区域的Hg和Pb质量分数进行重点监控和风险管控.     

重庆市生活垃圾中重金属的形态分布研究

用Tessier的分组原则和连续提取方法，对重庆市几个渣场的生活垃圾中Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ni七种重金属的存在形态进行了详细研究，探讨了各元素的形态分布规律和迁移特性。     

施用猪粪农田重金属分布迁移和污染评价

对5个典型的堆肥或施用猪粪尿的农田土壤重金属垂直分布进行了研究。结果显示猪粪的施用可以增加土壤中有机质的含量并使土壤pH值升高。且土壤深度的增加与pH值的升高表现为极显著正相关（p〈0.01）。施用猪粪土壤中Cd和Zn在不同深度土层中呈“峰”型分布．而Cu在不同深度土层中表现为上部富集。Cu，Zn，Cd在农田土壤系统下的迁移能力如下：Cd〉Zn〉Cu。重金属的迁移是个复杂的过程，不但与土壤pH值和有机质含量有关．而且还受其他因素控制。     

微波对垃圾焚烧飞灰重金属稳定影响研究

本文探讨了垃圾焚烧飞灰的消解实验,研究了飞灰中重金属的特性,比较了飞灰稳定前后重金属含量的变化,分析了微波影响重金属稳定化测定的因素。