湘西岩溶区土壤剖面Cd的超常富集行为及其环境影响评价

选择湘西永顺县王村镇一条白云岩发育的土壤剖面(WC),通过对剖面中Cd的地球化学特征研究,结合质量平衡计算、基岩动态淋溶实验以及土壤层活性态Cd的提取,获得了以下主要认识。1)贫Cd碳酸盐岩(0.095 mg/kg)的酸不溶相中,Cd显著富集(2.12 mg/kg),质量分数是其在基岩中的22倍;另一方面,基岩中80%以上的Cd赋存在碳酸盐相。因此,碳酸盐岩风化成土过程中,Cd呈现出低背景、强亏损、高富集的特征。2)Cd在WC剖面紧挨岩-土界面土层的超常富集(13.24 mg/kg),可能主要源于岩-土界面作用中残余的富Cd酸不溶物基础上,叠加了从土壤层长期演化中进一步淋滤下渗的Cd。3)土壤层中Cd的质量分数不仅高于或显著高于农用地土壤Cd污染风险筛选值,而且在土壤层底部还明显超过Cd污染风险管制值,甚至活性态Cd的质量分数都高于Cd污染风险管制值。     

EDDS 在模拟酸雨条件下对紫色土 Cd，Hg 淋溶风险研究

通过模拟试验添加乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS)后,研究在酸雨淋溶下紫色土中Cd,Hg的溶出风险.研究发现,施加EDDS后土壤中Cd的溶出量显著提高.相同EDDS用量下,单次施加(T1)对土壤Cd浓度为2mg/kg的Cd的溶出量略高于多次施加(T2),分别为1.294mg/kg和1.212mg/kg,溶出率为64.7%和60.6%.施加EDDS后,淋溶初期Cd浓度对环境有较高风险,20d后,随EDDS降解,Cd的溶出量迅速下降.未施加EDDS(T3)条件下,Cd的单次溶出量维持在0.001~0.006mg/kg较低水平.在土壤Hg浓度为2mg/kg情况下,3种处理使土壤中Hg累积溶出量分别为36.242,30.507和16.121μg/kg,溶出率不足2%.酸雨淋溶下,添加EDDS能促进Cd、Hg向易迁移的形态转化,使得Cd及Hg更易随淋溶液释放出来,增大了对下层土壤甚至地下水的环境风险.等量EDDS在不同添加方式不会对土壤中残留Cd,Hg形态造成显著差异.     

岩溶区土壤中重金属的富集机制及环境影响:以黔中平坝剖面为例

选择黔中地区一条白云岩发育的土壤剖面(平坝剖面),通过对基岩酸不溶物提取,并结合重金属在剖面中的分布特征和质量平衡计算,初步讨论了土壤中重金属的富集机制及其环境影响。1)碳酸盐岩风化过程中,无论重金属是否强烈亏损,在其发育的土壤剖面中均明显富集,这种现象主要源于基岩中碳酸盐充分溶解导致酸不溶残余物体积的巨大缩小变化,进而使赋存期间的重金属显著残余富集;2)由基岩酸不溶物累积发育而成的土壤剖面中,重金属的进一步带入/带出引起质量比上的增加/减少,具有一般土壤剖面的演化特征;3)贫重金属碳酸盐岩发育的土壤中,大多数重金属质量比大于农用地土壤污染风险筛选值,存在潜在的环境风险,应引起重视。     

基于土柱模拟降雨对铜尾矿重金属淋溶进入下伏土壤的生态风险研究

为探究铜尾矿重金属释放对环境的影响,通过动态淋溶实验,配置初始pH=7.2的人工模拟雨水为淋滤液,采用柱状淋溶装置进行尾矿重金属淋出实验,探究中卫某铜尾矿重金属的淋溶释放特征,评估尾矿重金属淋溶的生态风险.结果表明,尾矿中Cu、Zn、As、Cd和Pb平均质量含量分别为2 130.30、105.10、234.41、0.72和64.57 mg·kg^-1,均超出宁夏土壤重金属元素背景值.淋溶10次后,尾矿中Cd、Zn、Pb、As、Cu等重金属的释放率分别为1.98%、0.32%、0.30%、0.15%、0.01%,即Cd的释放率最高.淋溶后,尾矿重金属质量含量明显下降,其中0～5 cm深度尾矿重金属含量下降最多,As的释放量最大,重金属向下层迁移明显.尾矿中Cu、Pb、Cd和Zn主要淋失碳酸盐结合态,As主要淋失可交换态,As和Cd的淋溶风险较高.Cu是尾矿重金属中关键的生态风险因子,尾矿中Cd和Cu为高风险,As、Zn和Pb为中风险.     

杨麦间作系统硝态氮淋失的原位研究

利用田间原位淋溶装置研究了杨麦间作系统中林分密度和施氮量对小麦田土壤60 cm深处硝态氮淋失浓度和淋失量及0～80 cm土层硝态氮分布特征的影响。施氮量设不施氮(N0,0 kg/hm2)、常规施氮(N140,140 kg/hm2)、减量施氮(N70,70 kg/hm2)、增量施氮(N210,210kg/hm2)4个处理。结果表明:对照地淋溶水量与降水呈显著正相关关系;杨麦间作系统能显著减少淋溶水量。土壤硝态氮淋溶量随施氮量的增加而上升,对照地60 cm处N210处理下硝态氮淋溶量最大,为13.89 kg/hm2。杨麦间作系统L1(2 m×5 m)小区距树0.5 m处淋溶量比对照麦地减少了60.27%;相同处理距树1.5 m处比对照地减少了50.11%,不同林分硝态氮淋失量不同,但差异不明显。分析认为,杨麦间作系统能有效减少硝态氮在土壤中的淋溶和累积,且存在明显的空间变异性。     

复合胁迫下复羽叶栾树对Cd和Pb的吸收富集研究

通过盆栽(紫色土)试验,研究复合胁迫下, 2年生复羽叶栾树实生苗对Cd和Pb的吸收富集特征.结果表明:在复合胁迫下(Cd胁迫质量比不高于50 mg/kg, Pb胁迫质量比不高于2 000 mg/kg),植株内的Cd和Pb质量比随土壤Cd和Pb质量比的增加而增大;复羽叶栾树对Cd的吸收能力与转运能力均大于Pb;地上部对Cd和Pb的富集系数分别在0.102～0.548和0.061～0.406之间;随着土壤Cd质量比增大,复羽叶栾树对Cd的富集系数逐渐减小,对Pb的富集系数先增大后减小,对Cd和Pb转运系数均先减小后增大;在土壤Cd质量比50 mg/kg, Pb质量比500 mg/kg时,整株植物对Cd的累积量最大,为每株0.461 mg;在土壤Cd质量比10 mg/kg, Pb质量比2 000 mg/kg时,整株植物对Pb的累积量最大,为每株35.495 mg.     

龙葵修复不同浓度土壤镉污染研究

通过温室试验，设置不同浓度镉(Cd)处理(0、20、40、80 mg/kg和160 mg/kg),研究龙葵(Solanum nigrum L.)对不同浓度Cd的富集特征和修复性能.结果表明：龙葵对Cd具有较强的耐受性，株高随Cd浓度的增加先升高后降低，生物量无明显变化；龙葵对Cd的富集量随Cd胁迫浓度增大而增加，且主要分布在地上部；不同处理龙葵的富集系数、转运系数和Cd去除率均随处理浓度的提高呈先上升后下降的趋势，在土壤总Cd含量为20 mg/kg时均达到最大.可知，龙葵对土壤Cd污染具有良好的耐受性和吸收、富集能力，对低浓度的Cd污染土壤修复效果较好.     

三种常见食用菌对重金属镉的富集作用研究

本文以平菇、香菇、鸡腿菇三种食用菌为富集的生物载体对重金属Cd进行富集,实验结果表明:三种食用菌随cd浓度的升高,菌丝体中重金属cd的含量也随之升高,但是高浓度Cd对菌丝体生长具有较强的抑制作用,表现为菌丝体干湿重逐渐减少.在供试三种食用菌中以平菇对Cd的富集作用最强,当Cd浓度为6.0 mg/ml时菌丝体中Cd含量高达284.8 mg/kg,总体来看富集能力由强到弱为平菇＞香菇＞鸡腿菇.     

施氮对砖红壤铵态氮淋失特征的影响

以海南省海口市观澜湖采集的砖红壤为研究对象,采用室内土柱淋溶模拟试验方法,研究了不同氮肥种类及施用量对可变电荷土壤铵态氮淋失特征的影响.结果表明:1整个淋溶过程中,模拟试验各处理NH4+淋失浓度的平均值随模拟淋溶时间的增加而增加,各处理NH4+浓度表现大小顺序为:硫酸铵,硝酸铵,尿素,N0;而增幅却随模拟淋溶时间的增加而减小.2将硫酸铵,硝酸铵和尿素整个淋溶过程的NH4+平均淋失浓度与施肥量做相关分析得线性方程:y=0.001 8 x+2.102 4(R2=0.739 9),y=0.00 3 x+1.211 1(R2=0.937 4)和y=0.004 2 x+0.565 7(R2=0.971 5),可得硫酸铵,硝酸铵和尿素在不同施用量下砖红壤铵态氮的淋失速率分别为0.18%,0.30%和0.42%.     

Cd胁迫黄土中施用污泥对小麦生长的影响及吸收Cd的效应

以黄土和小麦为材料,采用盆栽试验研究了Cd胁迫下施用污泥对小麦生长及富集迁移Cd的特征变化.结果表明:黄土中低水平的Cd胁迫可促进小麦的生长,高水平的Cd胁迫抑制小麦的生长;土壤中Cd临界质量分数在5 mg/kg附近.小麦各部位的Cd质量分数与土壤中的Cd质量分数呈显著正相关关系,且根系最大,茎叶次之,籽粒最小,小麦各部位对Cd的富集能力随着Cd胁迫水平的升高而先增加后减小,籽粒和茎叶的迁移能力变异性较大.     

不同比例羟基磷灰石对沉积物中重金属形态影响的比较

通过考察模拟污染沉积物中重金属的形态分布规律,研究不同比例的羟基磷灰石对污染沉积物中不同重金属的固定化效果.结果表明:羟基磷灰石掺杂后重金属残渣态的质量分数变化不大,但随掺杂比例的加大,Pb,Cd,Zn由可交换态向其他结合态转化的质量分数增加,Cu由碳酸盐结合态向其他结合态转化的质量分数增加.羟基磷灰石的掺杂导致可交换态和碳酸盐结合态Pb的质量分数之和下降,当掺杂物质的量比为6时,质量分数为25.5%～36.1%的可交换态和碳酸盐结合态的Pb转化为其他较稳定的结合态,但对Cd,Cu,Zn的影响较Pb小.     

从碱性炼铋渣中选择性浸出钠盐和钼

采用常温和较高温分阶段浸出铋精矿低温碱性熔炼渣.研究结果表明:Na2S2O3和Mo主要进入常温浸出液中,而Na2CO3主要进入热浸液中.在温度为300K,液固比为0.75及时间为1h的条件下,进行两段逆流循环浸出后,Mo和Na2S2O3的浸出率分别为82.28％和75.03％,而Na2CO3的浸出率仅为33.13％;常温浸液中n(S2O32-)/n(CO32-)为1.97,实现了Na2S2O3和Na2CO3的初步分离;在温度为313～363 K,液固比不小于l,时间为lh的条件下进行热水浸出,Na2CO3,Na2S2O3及Mo的热浸率分别为94.0％,94.3％和69.0％;它们的两段总浸出率分别为95.99％,98.58％及94.51％.     

Extraction of vanadium from vanadium slag by high pressure oxidative acid leaching

To extract vanadium in an environment friendly manner, this study focuses on the process of leaching vanadium from vanadium slag by high pressure oxidative acid leaching. Characterizations of the raw slag, mineralogy transformation, and the form of leach residues were made by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. The result shows that the vanadium slag is composed of major phases of fayalite, titanomagnetite, and spinel. During the high pressure oxidative acid leaching process, the fayalite and spinel phases are gradually decomposed by sulfuric acid, causing the release of vanadium and iron in the solution. Meanwhile, unreacted silicon and titanium are enriched in the leach residues. With the initial concentration of sulfuric acid at 250 g·L-1, a leaching temperature of 140℃, a leaching time of 50 min, a liquid-solid ratio of 10:1 mL·g-1, and oxygen pressure at 0.2 MPa, the leaching rate of vanadium reaches 97.69%.     

静态浸出测试评价飞灰及其处理产物的局限性

采用我国(GB)和美国(TCLP)静态浸出测试方法,评价生活垃圾焚烧飞灰及其稳定化产物的浸出毒性,并借助有效浸出测试、连续提取程序和动态(柱浸出)浸出测试方法,以两性重金属Pb为对象,探讨了静态浸出测试方法鉴别飞灰重金属浸出风险的局限性.结果表明:飞灰浸出液pH值对重金属浸出浓度有显著影响,使GB和TCLP评价结果不能有效预期飞灰稳定化产物随浸出环境而变化的长期浸出风险;由于静态浸出测试有较长的反应平衡时间,磷酸盐稳定化飞灰中的Pb在GB和TCLP测试中均达标,但在柱浸出测试初期却会因未达到足够的反应平衡而大量浸出,因而静态浸出测试会低估废物瞬时浸出风险.     

峰峰煤矿塌陷区典型农田土壤剖面重金素元素化学风化规律

采集峰峰煤矿塌陷区典型农田剖面土壤,通过测定分析不同埋深土壤重金属元素(As、Cu、Ni、Pb、Cr、Cd、Zn和Hg)分布特征,利用质量平衡理论进行化学风化规律研究,探究塌陷驱动下剖面土壤重金属元素化学风化过程.结果 表明:峰峰煤矿塌陷区典型农田剖面土壤重金属元素Pb、Cd和As的含量超过国家农用地土壤污染风险管控标准,最大超标倍数分别为3.86、59.77、3.82;元素Cu、Ni、Zn、Cr和Hg未超标.重金属元素Cd和As可能在塌陷驱动下,受地表径流和雨水淋滤下渗影响,使得其含量自表层向下逐渐增加.表层土壤元素Cu、Pb、Cr、Hg迁入富集,元素Ni、As、Zn和Cd迁出淋滤;犁底层元素Cu、Ni、Zn和Pb迁出淋滤,Hg迁入富集,其余元素规律变化不明显.累积元素存在潜在风险,需要监控;淋滤元素存在直接风险,需要高度管控.实验结论为全面评估煤矿开采对土壤化学性能的影响,防治流域水土流失和保护区域生态环境提供科学依据.     

Study on mechanisms of different sulfuric acid leaching technologies of chromite

The extraction of chromate from chromite via the sulfuric acid leaching process has strong potential for practical use because it is a simple and environmentally friendly process. This paper aims to study the sulfuric acid leaching process using chromite as a raw material via either microwave irradiation or in the presence of an oxidizing agent. The results show that the main phases in Pakistan chromite are ferrichromspinel, chrompicotite, hortonolite, and silicate embedded around the spinel phases. Compared with the process with an oxidizing agent, the process involving microwaves has a higher leaching efficiency. When the mass fraction of sulfuric acid was 80% and the leaching time was 20 min, the efficiency could exceed 85%. In addition, the mechanisms of these two technologies fundamentally differ. When the leaching was processed in the presence of an oxidizing agent, the silicate was leached first and then expanded. By contrast, in the case of leaching under microwave irradiation, the chromite was dissolved layer by layer and numerous cracks appeared at the particle surface because of thermal shock. In addition, the silicate phase shrunk instead of expanding.     

对贵州红粘土成因的再探讨

贵州红粘土是覆盖于碳酸盐岩系地层之上,由碳酸盐岩系地层中的不溶杂质为物质来源而形成的特殊红土.岩溶作用决定了红粘土的成土早期和物质来源的特点不同于其它岩石形成的土类;岩溶残余堆积物后期又经历红土化作用,造就了红粘土的基本特征.从成土过程中的主要地质作用来讨论红粘土的成因,指出以上两个成土阶段及其相互间的联系是红粘土成因的最主要环节,并分析了成因对红粘土特性形成的控制作用.     

生活垃圾焚烧飞灰的污染特性

垃圾焚烧会产生含重金属等污染物的烟气净化系统飞灰 .根据上海浦东新区生活垃圾焚烧厂飞灰的重金属和溶解盐测试分析结果 ,以及国外对飞灰中二口恶口英等有机污染物的研究 ,分析了我国垃圾焚烧飞灰的污染特性 .研究结果表明 :按我国危险废物浸出毒性鉴别标准 ,飞灰属危险废物 ;Pb ,Cd ,Hg和Zn是飞灰中的主要重金属污染元素 ;可浸出部分Cd主要以离子交换态和酸溶态形式存在 ,而Pb和Zn主要以酸溶态形式存在 ,因此在酸性环境条件下飞灰的重金属污染风险会显著增加 .飞灰溶解盐为 2 2 .1% ,主要为氯化物 ,其存在会增大其它污染物的溶解度 ;飞灰处置时可能会污染地下水体 .飞灰含少量二口恶口英和呋喃等有机污染物 ,有污染环境和危害人类健康的风险