农田土壤镉污染的原位钝化修复及持久性研究

农田镉(Cd)污染一直是人们关注的热点,通过室内盆栽实验和野外田间实验相结合,研究了不同钝化剂对小麦根部与籽粒中Cd富集量的影响,同时采用野外实验考察了2013年至2016年四年收获期内钝化剂的持久性.结果表明:盆栽实验中,施加固定剂后对土壤中Cd均有不同程度的钝化作用.田间实验中,刚施加固定剂后的第一季小麦中,各组固定剂均使小麦根和仔粒中Cd浓度有较为显著的降低,这和盆栽实验中结果基本一致.随着时间的推移,固定剂在土壤中对重金属的钝化作用逐渐降低,各处理组中钝化持久性效果最好的是钙镁磷肥及其配施石灰组和磷矿石配施石灰组,并且这三种钝化剂处理方式的有效性一直持续到2015年的第三季小麦.当时间持续到2016年第四季小麦时,各钝化剂处理组相对于空白对照之间已经没有显著性的差异.综上,在钝化修复农田土壤Cd污染时,可以优先选择钙镁磷肥配施石灰的钝化剂,同时需要跟踪监测钝化效果,必要情况下需要复施以确保固定剂的效果稳定.     

可生物降解螯合剂GLDA土柱淋洗修复镉锌污染土壤

为了降低重金属污染土壤的风险,需要研究有效的修复技术.采用可生物降解螯合剂谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)为淋洗剂,通过开展土柱淋洗实验,考察了GLDA对Cd和Zn的修复效果和对土壤理化性质的影响.研究结果表明：GLDA对Cd、Zn的淋出率(61.7%、22.3%)与乙二胺四乙酸(EDTA)的相近,酸可提取态和可还原态的Cd和Zn显著减少,Cd、Zn迁移性和环境风险有效降低.FeS沉淀淋洗液中的Cd和Zn,可以实现GLDA回收利用,再生与新鲜的GLDA对Cd、Zn具有相近的提取能力.GLDA淋洗后采用水冲洗土壤,可以减少GLDA的使用量,也会降低GLDA在土壤中的残留.GLDA淋洗对土壤pH、速效磷、速效钾均有不同程度的改变,并显著增加土壤细颗粒的比例,对土壤结构和质地会造成一定的影响.     

阴-阳离子改性沸石处理染料废水

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性天然沸石制备阴-阳离子改性沸石.通过X-衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)表征阴-阳离子改性沸石的结构,探讨阴-阳离子改性沸石对亚甲基蓝染色废水的去除效果.结果表明:当溶液pH为8、常温、振荡时间为100 min、改性沸石用量为20 g/L时,阴-阳离子改性沸石对浓度为160 mg/L的亚甲基蓝的去除率达99.32%,残余浓度远远低于国家排放标准.阴-阳离子改性沸石对亚甲基蓝的吸附规律较好地符合Langmuir吸附等温式,吸附过程符合准二级动力学方程.     

麦饭石对污染土壤铜镉的钝化效果

采用黑麦草盆栽实验,以麦饭石为污染土壤化学钝化修复剂,探讨麦饭石对铜镉污染土壤-黑麦草小生境的修复效果。通过测定土壤的生理生化指标及土壤Cu、Cd各化学形态变化用以表征麦饭石对污染土壤环境质量的影响,并结合测定黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力及黑麦草地上、地下部分Cu、Cd含量,用以指示验证修复效果。结果表明:与对照相比,麦饭石施加后提高了土壤p H和阳离子交换量,降低了土壤Cu、Cd的生物有效性,土壤Cu由弱酸提取态向可氧化态、残渣态转化,土壤Cd弱酸提取态向残渣态转化;明显降低黑麦草体内的Cu、Cd含量,提高黑麦草的产量,黑麦草地上、地下部分Cu含量分别降低74.35%和42.02%,Cd含量分别降低61.28%和38.27%。土壤酸性磷酸酶活性和脲酶活性的提高及黑麦草叶绿素含量和根系活力的提高均有效的指示这一结果。可见,麦饭石可被推荐作为铜镉污染土壤修复的一种化学钝化修复材料,不会为供试土壤引入新的重金属污染物,避免二次污染。     

土壤钝化剂与叶面阻控剂修复酸性镉污染土壤

为了比较钝化剂及叶面阻控剂对酸性镉(Cd)污染土壤的修复效果，采用为期2年的田间小区试验比较了叶面硅肥、铁基生物炭、生石灰(CaO)单一或联合处理对Cd污染粮田土壤的基本理化性质、土壤及玉米籽粒Cd含量、玉米各部位富集和转运系数的影响.结果表明：铁基生物炭、生石灰单一处理及联合处理均能显著降低土壤有效Cd含量，其中联合处理效果最佳，有效Cd含量最大降幅达到了45.44%,生石灰发挥了主要作用；联合处理能够有效降低Cd在玉米根中的富集及在籽粒中的积累，籽粒Cd含量降幅为34.55%～37.83%;Cd低积累品种玉米在保持低水平籽粒Cd含量的基础上，对土壤中的Cd具有较强富集能力，相较而言，春茬富集效果更佳.综上，根据阻控效果及机制，种植Cd低积累品种玉米基础上进行生石灰-铁基生物炭-叶面硅肥联合处理，在酸性轻度Cd污染旱田修复中具有较好的应用前景.     

三种提取剂对凤丹根际土壤重金属提取效率的影响

土壤重金属有效态含量更适合表征土壤重金属对环境的影响能力。采用人工外源添加方式配制Cu、Pb、Cd单一污染土壤,并选用3种提取剂[乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)和(HCl)]进行单独提取,以研究不同提取剂对凤丹根际土壤中重金属的提取效率,为铜陵尾矿区土壤重金属污染修复治理提供科学依据。结果表明:3种提取剂对重金属Cu、Pb和Cd提取量和提取率由大到小依次为EDTA-2Na、HCl、DTPA;就3种提取剂下凤丹根际土壤不同重金属的提取效率而言,EDTA-2Na适合对Pb的提取;HCl和DTPA适合对Cd的提取,EDTA次之;DTPA较适合对Cu的提取。     

不同提取剂提取土壤中重金属能力的对比研究

为比较不同浸提剂的提取能力, 采用去离子水(DI)、硫酸-硝酸(AA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、醋酸缓冲溶液(TCLP)、氯化钙溶液(CC)对Cu、Ni、Pb、Cd复合污染土壤中的有效态重金属进行提取, 同时采用欧共体标准物质局提出的BCR连续提取法(BCR)和TESSIER提出的SEP连续提取法(Sequential Extraction Procedures)对污染土壤中的重金属进行形态分析, 探究了不同多级提取法中重金属形态分布的关系以及浸提剂浸出的重金属质量分数与多级提取法中重金属形态分布的关系.研究结果表明:各浸提剂的浸提能力从强到弱依次是:DTPA、TCLP、CC、AA、DI; 对于Cu和Ni元素, BCR法提取的活跃形态的质量分数与SEP法提取的活跃形态的质量分数相近; TCLP浸出重金属的质量分数与BCR连续提取法中重金属的形态存在紧密联系, TCLP浸提剂能提取出弱酸可提取态的重金属; DTPA浸出重金属的质量分数与SEP连续提取法中重金属的形态也存在紧密联系, DTPA浸提剂能提取出可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态的重金属.本研究结果可为重金属污染土壤修复评估标准提供参考依据.     

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。     

石灰用量和培养时间对红壤镉形态转化的影响

石灰是酸性镉(Cd)污染土壤修复的主要钝化材料.通过室内培养试验,研究了石灰不同用量对镉污染红壤土壤pH、阳离子交换量和Cd赋存形态的影响,并探讨Cd形态间与土壤pH和阳离子交换量的关系.结果表明,与对照比,施用石灰显著提高了 土壤的pH和阳离子交换量,且随施入量的增加而效果明显.培养期间土壤Cd形态主要以可交换态为主...     

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.