两种先锋植物对铅锌废渣生境改善及重金属迁移的影响

为了研究自然定居的先锋植物对铅锌废渣的生态修复效应,通过野外采样及室内分析,研究了典型的黔西北土法炼锌废渣堆场上自然着生的2种先锋植物(土荆芥及类芦)对废渣基质养分积累、酶活性改善状况,并分析了2种先锋植物生长对炼锌废渣中特征重金属Cu、Cd、Zn、Pb的吸收积累特征及先锋植物根际微域中重金属赋存形态的影响。结果表明,与对照(无植被修复的裸露废渣)相比,自然定居在铅锌废渣堆场上的土荆芥和类芦可显著(P0.05)改善植物根际废渣基质的养分(N、P、K、有机质)、酶活性(碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)及微生物活性(呼吸作用强度);2种自然定居植物对Cu、Cd、Zn、Pb的赋存形态特征具有明显影响,植物生长促进根际废渣基质中残渣态Cu、Cd、Zn、Pb向可交换态转化进而增加废渣基质中重金属的生物有效性。土荆芥对Cu、Cd、Zn、Pb和类芦对Cu、Zn、Pb的转运系数均小于1,但类芦对Cd的转运系数达到2.02,表明类芦对Cd具有较强的吸收转移能力;两种植物均能在极端的废渣环境中生长,表现出对铅锌废渣较强的耐性和抗性。土荆芥和类芦的自然定植及生长对土法炼锌废渣堆场重金属污染有一定的修复作用,可作为先锋优势植物应用于铅锌废渣植被重建或生态修复工程实践的前期修复工作中。     

贵溪市污灌水田重金属元素的化学形态分布

采用化学连续浸提试验研究了贵溪市污灌水田污染元素(Cd、Cu、Zn、Pb)的化学形态分布。结果表明，土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点：Cd以离子交换态最高(80％)，而残渣态比例较低；Cu以有机物结合态最高，残渣态最低；Zn以残渣态为主，有机物结合态最低；Pb以残渣态为主，水溶态最低。由冶炼厂废渣污水引起的土壤重金属污染的重要特征是元素生物可利用性较高；Cd、Cu、Zn、Pb各形态间存在明显的转化能力。此外，通过研究确定了研究区内主要污染元素是Cd和Cu，其次是Zn，而Ph的影响较小。     

大气PM2.5中重金属在模拟酸雨中的释放特征

通过模拟酸雨溶出试验发现,在模拟酸雨浸提作用下大气细颗粒物PM2.5中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr都有不同程度的释放,且溶出率随模拟酸雨pH降低而增加,说明酸性加强能加速PM2.5中重金属元素的释放。在同一pH模拟酸雨作用下,2007年春样品中各重金属的溶出率均比2006年秋高,2007年春重金属不稳定态比例普遍比2006年秋高,说明在酸性条件下吸附在颗粒物中的不稳定态重金属更容易释放出来,酸雨会增加大气颗粒物中重金属在环境中的迁移性和污染能力。     

模拟酸雨对菜园土壤施用猪粪后重金属释放的影响

    采用平衡培养方法,研究模拟酸雨对菜园土壤施用富含重金属猪粪后重金属释放的影响结果表明,pH 36的模拟酸雨培养10 d可导致菜园土壤明显酸化,土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb等重金属浓度和累积释放量显著高于pH 56的对照溶液,其中Zn和Cd的差异尤为明显,As的情况则相反尽管施用富含重金属的猪粪能缓解土壤的酸化,但菜园土壤培养液中重金属浓度显著高于对照,尤其是Zn和Cd可见,在酸雨沉降频繁的地区大量施用富含重金属的畜禽粪便,将会增加重金属对蔬菜和生态环境污染的风险     

土壤中酸可提取态重金属释放特征研究

采用模拟酸雨土柱淋洗实验,研究了不同土壤中酸可提取态重金属释放特征。结果表明,随着模拟酸雨pH值下降,土壤中酸可提取态重金属释放强度明显增大,各元素的释放量与酸雨pH值呈显著负相关。Zn释放主要集中在pH4.5～3.5之间;Cu释放主要集中在pH6.5～3.5之间;Cd的释放没有较集中的范围;而Cr和Pb,不同土壤集中释放的pH值范围不同。不同处理水平对酸可提取态种金属的释放有显著影响。     

不同pH条件对城市污泥中重金属生物有效性的影响

[目的]探索不同pH条件对城市污泥中重金属生物有效性的影响。[方法]通过对春、夏两季经稳定化处理后的城市污泥进行人工pH梯度模拟,研究不同pH条件下城市污泥中重金属元素的形态分布规律及不同pH条件对重金属生物有效性的影响。[结果]不同重金属元素在污泥样品中的含量差异比较明显,Zn最高,其次是Cu,Cd最低。城市污泥中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的生物有效性与pH值有所关联,对于同种元素而言,pH值越低的污泥,其所含重金属的可交换态在总量中所占的比例越高。污泥的pH值大小顺序正好与污泥中重金属的生物有效性的强弱顺序相反。[结论]该研究为城市污泥的资源化利用提供了理论依据。     

海南清澜港红树林湿地沉积物中重金属形态及生物有效性

【目的】分析了沉积物各形态和沉积物部分理化性质间的相关性,并讨论了沉积物中形态特征和生物有效性,旨在为合理预防和治理红树林湿地沉积物重金属污染提供依据。【方法】以海南清澜港红树林湿地沉积物为研究对象,采用改进的BCR连续提取法并测定沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素形态和含量。【结果】各重金属之间具有不同程度的相关性,Cd和Pb之间呈显著相关,二者存在一定的伴生关系,具有同源污染物质的可能;沉积物重金属各形态中Cu和Cd形态中含量最高的是弱酸提取态,Pb在可还原态中含量较高,Zn的残渣态含量较高,说明研究区沉积物中Cu、Cd、Zn的潜在危害大;沉积物重金属Cd、Cu、Zn、Pb的各形态之间具有显著相关性;沉积物pH值与Cd弱酸提取态、Cd可还原态、Cu弱酸提取态、Cu可还原态之间呈显著正相关关系。【结论】沉积物中这4种重金属生物有效态含量较高,具有较强的生物活性,易于被植物吸收和利用,同时也表明研究区沉积物中Cd、Cu、Zn、Pb具有较高的释放风险,应该引起足够重视。     

电解锰废渣重金属对周边农田土壤的污染及模拟酸雨作用下的溶出特性

为综合评估电解锰废渣堆场在酸雨作用下溶出的重金属对周边农田造成的环境污染程度,采用定点取样和实验室分析相结合的方法对废渣堆场周边不同范围土壤进行了现场污染调查和采样分析,用不同pH溶液模拟酸雨对电解锰废渣进行浸出和淋溶试验。结果表明:渣场周边5m处土壤中Se、Cr、Zn、Ni、Pb含量均高于电解锰废渣与底泥;在渣场50m处农田土壤中Mn含量为287mg/kg,超过《土壤环境质量标准》中规定阈值250mg/kg;Cr浓度为233.7mg/kg,已接近标准规定的阈值250mg/kg。Mn、Se、Zn、Cr、Ni、Pb等重金属的浸出浓度随pH的升高而降低,pH为4.5时,浸出液中Mn、Se浓度达到729mg/kg和14.05mg/kg,分别超过《污水综合排放标准》中规定的阈值552倍和10.13倍;在酸雨淋溶前期约100min内,电解锰废渣中重金属随淋溶液溶出明显,酸雨pH值的降低会加剧电解锰废渣对周边环境的影响。     

污泥炭化温度和时间对重金属形态及作物累积的影响

【目的】降低污泥土地利用的重金属环境风险.【方法】采用不同炭化温度和时间研究污泥炭化产物重金属含量和形态,并结合盆栽玉米试验研究不同污泥炭化产物对玉米植株生长和重金属吸收的影响.【结果和结论】炭化温度是影响炭化产物重金属含量和形态的主因子,随着温度的升高,炭化产物重金属总量升高,Cu、Zn、Pb、Ni在350~500℃时增幅最大,而Cd和Cr在200℃时增幅最大;炭化产物中环境风险较大的可交换态和碳酸盐结合态重金属比例随温度的增加显著降低,但含量并非温度越高越低,炭化温度350℃对重金属Cu、Zn、Cd、Ni的钝化最佳,而对于含Pb毒性大的污泥则需采用500℃的炭化温度;盆栽试验结果表明,施用炭化污泥对玉米生长有显著促进作用,在等量施用条件下,炭化温度越高、炭化时间越长的产物促生效应越明显;与施用原污泥相比,施用经适宜的炭化时间和温度处理的炭化污泥能显著降低玉米植株体内重金属的累积量,降低重金属进入食物链的风险.     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

石灰修复重金属污染土壤及其对水稻效应

[目的]探讨石灰对实际污染土壤的修复效果,为重金属污染土壤的治理提供科学依据。[方法]研究不同浓度石灰水溶液(0.025%和0.050%)淋洗受铅锌矿尾矿严重污染的水稻土对水稻的影响。[结果]石灰水溶液可以将土壤中的Cu、Zn和Pb等重金属淋洗出来,淋洗次数越多,土壤中重金属含量越低。土壤中Pb的含量降幅最大,其次是Zn,最低为Cu。低浓度石灰溶液(0.025%)淋洗6次以上、高浓度(0.05%)淋洗5次以上对去除土壤中的Pb、Cu、Zn重金属效果明显。水稻能在经石灰淋洗过的土壤上生长,发芽率和生物量随着淋洗次数的增多而增加,但石灰水溶液浓度过高或淋洗次数过多则降低水稻发芽率和生物量,还导致植株Pb含量升高。[结论]利用石灰修复铅锌尾矿污染的农田土壤是可行的,但石灰用量要适当。     

不同浸提剂pH对工业污水污泥中重金属浸出的影响

在研究工业污水污泥中6种重金属（Zn、Cu、Pb、Cr、Mn、Ni）含量的基础上,应用固体废物浸出毒性的浸出方法（GB5086．2-1997）以不同pH值的浸提剂对污泥中重金属的浸出特性进行了实验研究。结果表明：污泥中Mn和Zn含量较高,其次为Cu和Ni,而毒性较大的Pb和Cr含量较低。浸提剂的pH对污泥中重金属的浸出具有重要的影响,其中污泥中的Zn、Mn、Ni、Cu最大浸出量在pH为7左右,而Fe则有较大的波动。不同pH值中金属的浸出量有很大的差异,这可能与浸提过程中的吸附一解吸过程、络合一解离过程和溶解一沉淀／共沉淀等因素有关。     

铅锌矿区先锋植物野艾蒿对重金属的吸收与富集特征

采用野外采样系统分析法,研究了不同年限废弃地野艾蒿对Cu、Zn、Pb、Cd的富集与分布.结果表明,不同年限废弃地土壤中重金属的含量随着废弃年限的增加而减少,野艾蒿对zn和Pb的富集量较大,不同年限废弃地中野艾蒿和土壤Cu、Zn和Pb的含量之间呈极显著正相关,野艾蒿对重金属的吸收、富集有随土壤中重金属含量升高而增加的趋势.野艾蒿的不同部位在不同年限废弃地中累积不同重金属的能力不同,除3 a废弃地野艾蒿中Pb的含量地上部分小于地下部分外,其他环境中重金属含量都表现为地上部分大于地下部分.野艾蒿对4种重金属都有不同程度的转运能力,Cu在不同年限废弃地的生物富集系数均为最大,野艾蒿对Cu、Cd转运能力较强.野艾蒿根系对Pb有弱的滞留效应为36.59%,对Cu、Cd、Zn没有滞留效应.综合分析结果表明,野艾蒿能吸收富集多种重金属并且具有耐重金属的特性,基于其具有生物量较大、生长速度快的特点,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景.     

宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染研究

通过野外采样和实验室分析,在分析土壤基本理化性质的基础上,重点研究宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤中重金属元素的含量和形态特征,并进行了污染评价.结果表明,宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr的平均含量分别为31.8、41.3、102.6、704.6、14.4、37.4、83.2 mg· kg-1,均高于陕西省和全国土壤元素背景值,尤其是Cu、Pb和Zn.土壤中Cu、Zn、Ni和Cr主要以残余态的形式存在,Pb、Mn和Co主要以可还原态和残余态的形式存在,重金属的迁移顺序为Mn(63.91％)＞Pb(60.08％)＞Co (51.70％) ＞Ni (37.12％) ＞Zn (32.09％) ＞Cr( 30.58％) ＞Cu( 19.95％),其中,Mn、Pb和Co有50％～65％可以发生迁移,易被生物体利用,危害较大.评价结果表明,宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤主要受到了Pb的轻度污染.     

酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害

为探讨在气候特征较特殊区域的赤泥堆场溃坝后,赤泥中重金属对土壤及地下水的影响,以我国普遍存在的联合法赤泥为研究对象开展土柱模拟实验。结果表明:赤泥经酸雨淋溶后,溶出的As、Cr、Cd、V、Mo 5种重金属主要累积在表层(0~20 cm)土壤中,平均浓度分别达到17.71、42.31、0.79、57.77、29.76 mg·kg-1,与原始浓度相比分别增加了5.83、1.36、2.21、2.34、1.89倍;Pb与Zn在0~60 cm深度土壤累积明显,平均浓度分别达到18.67、58.52 mg·kg-1,分别增加了8.76、3.86倍,Cu、Ni在土壤中含量有微量增加,累积现象不明显;赤泥经酸雨淋溶后,As、Ni酸可提取态平均占比较高,可迁移性强,Cu、Cr、Mo主要以可氧化态和可还原态存在,Pb、Zn、V主要以可还原态存在,具有较大的潜在迁移性;渗滤液中仅检出较低浓度的Mo、V、Pb、Cu,说明赤泥经酸雨淋溶后,溶出的重金属主要滞留在土壤中,对土壤造成较大的潜在危害。     

土法冶炼铅锌矿废弃地重金属污染及优势植物相关分析

从地球化学特征探讨土壤重金属及其与植物中重金属污染的相互关系。通过生物地球化学的方法,测定土壤与植物重金属含量。野马川和妈姑镇废弃地均受到重金属严重污染,Zn、Cd和Pb的污染相对严重,含量特征表现为ZnPbCuAsCd。植物体内重金属离散程度顺序为ZnPbCuAsCd,与土壤重金属含量顺序一致。植物中重金属元素与土壤中重金属元素的含量呈正相关关系(P0.05)(元素As除外)。土壤受重金属污染,优势植物节节草(Hippochaete hiemale)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii)中重金属含量最高,在重金属污染区生态恢复过程中可作为重点推荐植物。     

上海城镇污水厂污泥中Zn的形态及其发酵转化与淋溶风险

重金属已经成为制约污水处理厂剩余污泥农用的关键因素之一,锌(Zn)是我国城镇污水处理厂污泥中含量最高的重金属元素之一。本文以上海市2个典型城市污水处理厂的脱水污泥为研究对象,在对其Zn污染状况进行分析的基础上,系统研究了2种污泥在好氧和厌氧发酵处理过程中Zn的形态变化,以及在模拟酸雨条件下未发酵和发酵污泥中Zn的溶出情况。结果表明,污泥样品中,Zn的总量在2种污泥中均达到1 500mg/kg以上,远高于污泥农用的国家标准最高限值,环境风险较高。Zn在污泥中主要以铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态存在,分别约占总Zn量的35%、16%和48%左右。经过好氧发酵后Zn的残渣态含量先降低后升高,而厌氧发酵无显著形态变化。Zn在以生活污水为主的污泥中比工业污水和生活污水混合型污泥中更易溶出,而且受到硝酸型酸雨影响比硫酸型酸雨大。