超声波对污染土中铅特定形态转化的影响

土壤重金属污染是当今亟须解决的环境问题之一,现有研究发现超声波辅助能够提高污染土壤中重金属的浸出率,影响土中重金属的形态转化,但研究尚未涉及具体转化方向。通过MBCR连续浸提法制得4种铅初始形态差异的土样,再分别对其进行超声处理,处理后测定土中的铅形态分布,通过与初始土样铅形态分布差异的对比分析,探究超声波单独作用对铅特定形态转化的影响。研究发现超声波处理可使土样中铅弱酸可提取态、可还原态含量增加,可氧化态、残渣态含量减少。说明超声波影响铅污染土壤中铅的特定形态转化,且效果与其作为辅助手段时增加重金属浸提量作用方向一致。     

腐殖酸对污灌土壤中Cu、Cd、Pb、Zn形态影响的研究

选用白银地区污灌土壤为供试样品,在土样中分别加入腐殖酸、EDTA、柠檬酸三钠和乙酸,采用连续浸提法对比研究了外源腐殖酸对污灌土壤中有毒重金属不同形态的影响.实验结果表明,在污灌土壤中添加腐殖酸可改变土壤对重金属不同形态的吸持能力,使具有直接生物毒性的重金属可溶态急剧减少60%~80%,重金属氧化物结合态、碳酸盐结合态及有机结合态增加,从而降低重金属在土壤中的流动性、活性和生物可利用性.     

酒石酸淋洗过程中重金属形态变化

在实验室条件下,研究了酒石酸淋洗前后污染土壤过程中镉、铅、铜、锌四种重金属离子形态的变化.结果表明,不同形态的重金属具有不同的环境风险,淋洗前土壤中镉主要以交换态形式存在,铅主要分布在残余态中,锌主要分布在氧化物结合态和残余态中,铜主要分布在有机态和残余态中.酒石酸淋洗能有效去除交换态、碳酸盐结合态和氧化物结合态部分重金属,从而大大降低了原污染土壤的环境风险.     

中药渣生物炭对污染土壤中Cu的修复

以中药渣为原料,采用限氧控温炭化法在300℃和500℃温度下制备生物炭,将其分别加入重金属污染土壤探究其对土壤中Cu的作用效果。土培实验结果表明:施加1%土重的生物炭后土壤中重金属Cu的形态发生迁移,主要是由有效态向残渣态转化,与对照相比,300℃和500℃生物炭培养下残渣态分别提高22.38%和20.11%,土壤中p H、有机质、CEC及碱解氮、速效磷的含量,脲酶、磷酸酶的活性在一定培养时间内有所增加,继而出现下降趋势。土壤阳离子交换量能较好地指示中药渣生物炭对污染土壤中Cu的钝化效果。300℃条件下制备的生物炭优于500℃条件下的生物炭。     

基于高炉渣的土壤重金属稳定/固化剂

通过测定土壤中重金属有效态降低量、正交实验法和扫描电镜方法,研制一种以高炉渣为主要原料的土壤重金属稳定/固化剂。研究结果表明:随着基础配方稳定/固化剂HMS-1的添加量的增加,修复土壤有效态重金属质量分数均降低越多,当HMS-1与土壤的质量比为1:4,液固比为0.28:1 L/kg,室温下养护7 d,有效态锌、镉和铅的质量分数分别降低40.23%,56.68%和48.33%。在HMS-1的基础上,采用正交实验,优化了HMS-1各组分配比,优化后的固化剂命名为HMS-2,即高炉渣、添加剂、石灰石和激发剂的质量分数比等于65:15:2:15。用HMS-2修复土壤,在添加量、液固比、养护温度不变的条件下养护90 d,修复土壤的p H接近原土壤,有水化产物低钙硅质量比的C—S—H凝胶生成,土壤内部结构致密,有利于吸附或共沉淀、包裹和固化重金属,有效态锌、镉和铅的质量分数分别降低了64.08%,66.37%和57.15%。     

腐殖土对活性污泥中重金属形态分布的影响

分别投加0,0.5,1,2,3和5g腐殖土(HS)于1000mL活性污泥中充分搅拌20d,采用Tessier五步提取法对其中锌、镍、铜、铅元素的形态分布进行分析研究,结果表明,投加腐殖土能明显改变活性污泥中重金属的形态分布.对锌元素,可交换离子态(F1)锌,碳酸盐结合态(F2)锌和铁锰氧化物结合态(F3)锌含量与HS投加量有显著负相关性(0.9266,0.9310,0.9144,置信度P0.01),硫化物及有机结合态(F4)含量与HS的投加量有显著的正相关性(0.9304,P0.01);对镍元素,F1镍和F2镍含量与HS的投加量具有显著的负相关性(0.9027,0.9724,P0.01),F4镍和残渣态(F5)镍含量与HS的投加量具有显著的正相关性(0.9188,0.9123,P0.01);对铜元素,F2铜含量与HS的投加量呈负相关性(0.7145,P0.05);对铅元素,F3铅和F4铅含量与HS投加量具有负相关性(0.7027,0.7635,P0.05),F5铅含量与HS投加量具有正相关性(0.7668,P0.05).投加腐殖土能明显降低活性污泥中锌,镍元素的潜在迁移能力.     

某冶炼厂污染土壤中铜的赋存形态及生物有效性研究

采用化学连续浸提法对冶炼厂污染土壤中铜的赋存形态进行了比较分析,并且计算了铜的生物有效性系数.结果表明,铜生产区铜的形态分布(质量分数)顺序为:残渣态>碳酸盐结合态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>可溶态、可交换态;而锌生产区铜的形态分布(质量分数)顺序为:残渣态>有机结合态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>可溶态、可交换态;铜主要是以较稳定的残渣态为主,铜生产区达63.4%,锌生产区为38.5%.根据计算铜生产区、锌生产区重金属的生物有效性系数大小顺序分别为:K3>K2>K1,K2>K3>K1.     

多组分重金属复合体系在高岭土中的吸附差异

重金属环境污染问题日趋严重.针对利用黏土矿物高岭土治理多组分重金属环境污染的问题,本文研究了三种重金属离子镉(Cd2+)、铅(Pb2+)和铜(Cu2+)在土壤中广泛存在的高岭土于不同理化条件下(包括吸附时间、pH值、离子强度、重金属离子初始浓度)的吸附行为特性,以及两相与三相多组分重金属之间的竞争吸附行为.研究结果表明...     

污泥中铜、锌元素有效态和形态受酸碱度影响的研究

为研究污泥中重金属的迁移性,采用室内试验研究了酸碱度对污泥中铜、锌有效态和形态的影响。试验结果表明:低pH值可以促进重金属铜、锌的释放,高pH值促进重金属铜、锌的沉淀。重金属铜在污泥溶液中主要以氧化态和残渣态为主,稳定性强,迁移性和生物活性较弱,重金属锌在污泥溶液中酸溶态/交换态和还原态含量较高,其迁移性和生物活性较强,随着溶液pH值的升高,重金属铜、锌逐渐向氧化态和残渣态转化,稳定性增强,迁移性和生物活性有所降低。     

重金属Cd,Pb,Zn在油唛菜中的富集和分布

通过露天盆栽实验,研究了轻壤中镉、铅、锌复合污染对油唛菜的影响.结果表明油唛菜根部吸收重金属的能力大于地上部(可食部),油唛菜对重金属的吸收能力顺序为镉>铅>锌;在两个生长期分别采集数据,生长期短时油唛菜吸收重金属的能力强,在后期生长过程中,则表现出稀释效应,同时可交换态重金属随时间向其它形态转变,使得油唛菜对重金属的吸收能力有所下降.     

干湿循环下钢渣微粉水泥改良膨胀土强度特性试验研究

膨胀土作为一种非饱和黏性土,因其吸水膨胀失水收缩的特性而成为一种具有危害性的地质土体,尤其在干湿气候交替变化的环境中,更会因其湿胀干缩产生变形导致工程事故的发生。通过使用钢渣粉作为新型固化剂,与水泥组合改良膨胀土,研究改良膨胀土在干湿循环条件下的强度特性变化规律。通过室内试验研究了纯膨胀土(Es)、水泥改良膨胀土(Es-C)、钢渣粉-水泥改良膨胀土(Es-SSP-C)和钢渣粉-水泥-NaOH改良膨胀土(Es-SSP-C-N)在不同养护龄期以及不同干湿循环次数作用下其无侧限抗压强度变化规律。试验结果表明:3种改良土体的强度都随养护龄期的增加而增大,并且在干湿循环作用下四种土体都有不同程度的强度损失,但在强度上总是呈现出Es-SSP-C-NEs-CEs-SSP-CEs的规律,意味着在改良效果上Es-SSP-C-N更优于另外两种方案。     

干湿循环下粉砂土改良膨胀土强度特性分析

干湿循环作用对膨胀土地基有较显著的影响,以黄泛区粉砂土改良膨胀土为研究对象,为研究改良膨胀土的强度受干湿循环作用的影响,设计并进行了不同含水率和干湿循环次数对改良膨胀土作用的直剪试验。试验发现：反复的干湿循环作用后,土体由于干缩产生裂隙,试件结构被破坏,整体稳定性下降,强度降低。改良膨胀土的抗剪强度和干湿循环次数呈负相关;前三次干湿循环作用时,土体粘聚力下降较迅速,随后几次干湿循环粘聚力下降幅度较小;随干湿循环次数的改变,内摩擦角基本没有较大幅度的变化。     

矽卡岩型铜尾矿蒸压制品水化过程及其强度发展

通过对尾矿蒸压制品试块的强度测试、X 射线衍射分析和扫描电镜观察,探讨了矽卡岩型铜尾矿-矿渣-硅砂-熟料-石膏体系的试块在静停期、高温高压蒸养阶段和出高压釜后的常温养护中发生的水化反应,研究了原料中钙质组分和硅质组分掺量变化对反应生成水化产物的种类和数量以及这些水化产物对试块强度的影响。发现蒸压制品制备过程中各个阶段的强度取决于生成的水化产物种类和数量,而水化产物的种类和数量主要取决于原料中钙质组分的含量和硅质组分的含量及存在形式。     

干湿循环条件下秸秆灰渣改良膨胀土试验研究

膨胀土是遇水较为敏感的特殊土,所以研究膨胀土在干湿循环条件下的抗剪强度特征非常重要,尤其是对改良膨胀土的研究更有实际的工程意义。通过室内直接剪切试验,研究了膨胀土及秸秆灰渣改良土的抗剪强度特征。试验证明,膨胀土的抗剪强度随着灰渣含量的增加而增加,在灰渣含量为17%时强度及黏聚力达到最大值;而改良土的内摩擦角随着灰渣含量的增加而增加,同时改良土强度随着竖向力及养护龄期的增加而线性提高;干湿循环试验证明,膨胀土随着秸秆灰渣含量的增加抗剪强度衰减程度逐渐减小,试样的抗剪强度在第1次干湿循环时衰减较大;4次干湿循环后膨胀土黏聚力从37.0kpa,衰减到4.0 k Pa,内摩擦角衰减范围是28.3~11.64,17%秸秆灰渣改良土黏聚力衰减范围是74.16~57.43,内摩擦角衰减范围是46.05~42.25;直接剪切试验表明17%秸秆灰渣改良土为最佳配比。     

电渗作用下高岭土的元素及矿物成分变化

为研究电渗对土的化学成分及矿物的影响,以高岭土为试样进行室内电渗固结试验。取一维电渗固结试验前后的土样及排出水样,采用X射线衍射及X射线荧光光谱分析测定土样的矿物组成及化学成分,通过ICP-MS测定水样的化学成分。土样及排出水的化学成分变化以及电渗过程中不同元素的迁移现象表明:高岭土的主要矿物成分中,地开石含量的变化幅度较大,而石英、高岭石、珍珠陶土的变化幅度很小;土体的主要化学成分SiO_2、Al_2O_3经过电渗作用后没有明显变化,变化幅度较大的化学成分为CaO、MgO、Na_2O、K_2O,其中CaO的变化明显强于其他成分;Na、K容易以离子形式发生迁移流入水中,Ca、Mg则反应生成氢氧化物沉淀而不易被检测出来,表现为"消失"。     

干湿循环条件下水泥改良红砂岩土的力学特性试验研究

为研究水泥改良红砂岩土受到干湿循环作用各项力学性质的变化规律,将未改良与掺入不同水泥剂量的红砂岩土试件进行干湿循环,并开展室内三轴试验,研究干湿循环后土体应力-应变曲线、破坏面形式、峰值强度、弹性模量的变化规律。研究结果表明:水泥作为改良剂不改变红砂岩土的应力-应变曲线,但在曲线的各个阶段,水泥对红砂岩土的受力特征均有一定改善;水泥使红砂岩土的破坏形式由塑性破坏向脆性破坏转变;掺入不同剂量的水泥,红砂岩土的峰值强度和弹性模量均有明显提高。随着干湿循环次数的增加,经水泥改良的试件弹性模量和峰值强度呈先降低后提高的趋势;采用指数函数关系式对弹性模量和峰值强度进行多元非线性拟合,建立弹性模量和峰值强度关于干湿循环次数、围压与水泥剂量的关系式,拟合效果理想。     

工业及建筑废弃物固化盐渍土的力学性能和路用性能影响

为探讨各试验因素及固化剂种类对固化盐渍土的力学性能和路用性能影响,采用单掺与双掺水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物作为固化方案,以初始含水率、养护龄期、固化剂掺量为试验因素,通过无侧限抗压试验研究固化盐渍土力学性能,并进行干湿与冻融耐久性试验、承载比试验,以评估固化盐渍土路用性能,采用扫描电镜试验对固化盐渍土进行微观结构分析,揭露其固化机理。结果表明：初始含水率、养护龄期、固化剂掺量、固化剂种类是影响固化盐渍土的力学性能和路用性能主要因素;养护28 d,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的力学性能与路用性能最佳,抗压强度达到3 227.40 KPa,干湿、冻融循环后残余强度分别达到2 924.60 KPa、2 243.49 KPa;从微观分析可知,废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的土体结构变得密实且稳定。可见,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土用作于盐渍土地区公路路基与路面基层的建设,具有一定的工程意义与经济价值。     

考虑黏土矿物影响的湿相-非湿相置换实验

通过天然岩心与人工岩心的岩心渗吸实验结果分析,黏土矿物的存在对渗吸作用存在影响.利用玻璃管填充不同比例黏土矿物和石英砂,可视化观察和测量湿相置换量和气-液界面前缘突进速度,实验采用2％、3％、5％含量黏土矿物和纯石英砂填充做对比发现,纯石英砂湿相置换量为88.96％,5％含量黏土矿物湿相置换量为69.22％.黏土矿物含量为5％时,所需要的置换时间为纯石英砂的2.29倍,湿相置换量为纯石英砂的77.8％.黏土矿物在接触去离子水后发生膨胀,湿相置换量随着黏土矿物含量的增加而减少.在湿相中加入KCl可有效抑制黏土矿物发生膨胀,并提高湿相置换率,实验结果显示5％黏土矿物填充管实验中,湿相加入40 g/L浓度KCl溶液,最终湿相置换率接近纯石英砂湿相置换率.可见,非湿相中存在不同含量的黏土矿物,对湿相-非湿相置换过程存在影响,而湿相中加入KCl可有效避免黏土膨胀.     

棉花秸秆纤维水泥土在干湿循环下抗压强度变化研究

研究掺入棉花秸秆纤维的水泥土经过数次干湿循环后的抗压强度变化。对不同次数干湿循环后的纤维水泥土进行无侧限抗压实验研究,结果表明:(1)随着干湿循环次数的增加,纤维水泥土的抗压强度先升高后降低;(2)养护7 d后的试样进行干湿循环,其最高抗压强度要高于正常养护28 d后的抗压强度,说明水泥的水化作用在干湿循环过程中依然发挥着重要的作用;(3)干湿循环30次后纤维依然存在一定的加筋效果,可应用于一定期间内的工程支护体系。