皂角苷对几种生活污泥中Cu和Zn的去除

为探讨皂角苷对污泥中Cu和Zn去除的机制,采用化学淋洗的方法研究皂角苷浓度(0~7%)、p H(2~6)、振荡时间(0~48h)、温度(10、25、40℃)和提取次数(1~4次)对四种生活污泥中Cu和Zn去除率的影响,分析去除前后重金属的形态,并监测去除过程中浸出液p H的变化。结果表明,单次淋洗条件下,皂角苷对Cu的去除率大于Zn;皂角苷溶液的p H对Cu的去除没有显著影响,而Zn的去除率在p H下降到2时明显增加;Cu经过6~12 h的振荡就能达到最大去除,Zn则需要经过较长时间的振荡(48 h)才能达到较好去除;提高振荡温度,Cu的去除率降低而Zn的增加;随着提取次数的增加,Cu和Zn的去除率均增加,Cu的去除以第1次提取为主,Zn的4次提取均有较好效果,用3%的皂角苷溶液连续4次提取后,Cu和Zn的累积去除率最大分别达到32.61%和39.32%;增加振荡时间、提高振荡温度、增加提取次数以及降低皂角苷溶液p H均能降低浸出液的p H。经过3%的皂角苷溶液的提取,污泥中各形态Cu的含量均减少,其中66%以上的酸溶态被去除;而Zn的酸溶态含量减少不明显,可还原态、可氧化态和残渣态均有所降低,但以残渣态的减少为主。     

低分子有机酸去除猪粪中铜锌的效率研究

为探究低分子有机酸对猪粪中重金属的去除效果,通过振荡浸提法研究了柠檬酸、酒石酸、草酸和苹果酸在不同浓度、时间、pH值和固液比条件下对猪粪中Cu和Zn的去除效果。结果表明,猪粪中Cu、Zn的去除率均随有机酸浓度的增加呈线性上升趋势。当有机酸浓度为0.20 mol·L-1时,草酸作用下的Cu和Zn去除率分别为42.37%和47.63%,而柠檬酸作用下二者分别为27.19%、77.17%。动力学试验表明,猪粪中Cu、Zn去除率随反应时间的延长呈倒数上升趋势,在240 min时二者均达到较高去除率;Cu、Zn的去除主要在酸性条件下进行,在pH值为2.00时它们的去除率分别高达41.89%和68.14%,而后随pH值增加而迅速降低;固液比为1∶10时二者均可达到较高去除率。此外,猪粪经有机酸浸提后呈酸性,且TP和TK含量显著降低,分别为8.97~10.87 g·kg~(-1)和4.97~6.23 g·kg~(-1),但其TN含量无显著变化,且有机质含量相对略微增加。由此可知,低分子有机酸是一种能有效修复猪粪Cu、Zn污染的潜力材料。     

有机酸对猪粪中重金属的浸提

为了解有机酸对猪粪中重金属的去除效果,以天津某畜禽养殖场猪粪为研究对象,利用化学浸提法,考察了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸四种有机酸对去除猪粪中重金属Cu、Zn和Mn的影响,确定了最佳有机酸种类和运行条件,并分析了有机酸的浸提成本和后续猪粪的农用性能。结果表明,柠檬酸和草酸对重金属的去除效果较好,在最佳条件下,柠檬酸对重金属Cu、Zn和Mn的去除率分别为57.90%、73.76%、79.56%,草酸对重金属的去除率分别为62.72%、59.39%、40.04%。有机酸以去除有机结合态Cu为主,而碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态的Zn、Mn重金属浓度都显著降低。重金属去除成本随固液比的降低而升高,固液比为1∶5时,柠檬酸和草酸对重金属的处理成本分别为126.07、384.24元·t~(-1)。浸提后猪粪中有机质、氮、磷、钾含量分别约为815.80、17.61、5.49、0.36 g·kg~(-1)。研究表明,柠檬酸和草酸浸提能较为有效地去除猪粪中的重金属,且浸提后的猪粪仍具有较高的营养价值和肥力。     

堆肥对猪粪中Cu Zn在土壤中形态分布的影响

Cu、Zn制剂等饲料添加剂的广泛使用,导致猪粪中高浓度Cu、Zn的残留,给土壤环境造成潜在污染风险.通过室内培养实验,研究了猪粪及其堆肥在菜园土和矿山土中Cu、Zn的形态分布特征,探讨了堆肥对猪粪中Cu、Zn在土壤中形态分布的影响.结果表明,猪粪经过堆腐后,Cu的酸提取态和可还原态分别降低9.2%和17.2%,Zn分别降低了17.4%和29.1%,而可氧化态和残渣态Cu、Zn比例增加,并且主要以町氧化态形式存在.施加猪粪或猪粪堆肥后,菜园土中的Zn主要以可还原态和残渣态形式存在,分别占到总量的45%左右和25%～43%,在矿山土中残渣态Zn显著高于其他3种形态,但两种土壤中残渣态及可氧化态Zn有向酸可提取态及可还原态转化的趋势,并且经过堆腐的猪粪会更加促进Zn从残渣态向其他形态转变;而猪粪堆肥中的Cu在土壤中的稳定性却明显高于未经堆腐的猪粪,无论在矿山土还是菜园土处理中,施入猪粪堆肥的土壤中残渣态和可氧化态Cu的比例显著高于施用未经堆腐猪粪的处理.这表明,猪粪经过堆肥化处理对cu的稳定化具有明显作用,可以降低其土壤污染风险,但是对猪粪中Zn的作用与此相反.     

EDTA、皂素及其混剂淋洗去除猪粪中Cu、Zn的研究

为了解皂素、EDTA用作淋洗剂对畜禽粪便中重金属的去除效果,以某规模化养殖场的猪粪为研究对象,进行振荡提取实验,研究了单一和混合淋洗剂在不同淋洗剂浓度、pH、液固比、反应时间等条件下对猪粪中Cu、Zn的浸出效果,并对处理前后的重金属形态和农用性能进行了分析。结果表明：EDTA和混剂对重金属的去除效果较好,EDTA在浓度为0.1 mol·L^-1,液固比25：1,反应时间30 h,淋洗液原始pH值的条件下,对Cu、Zn去除率分别为75.28%和89.26%;0.05 mol·L^-1 EDTA和2%皂素组成的混剂在液固比25：1,反应时间为12 h,淋洗液原始pH时,对Cu、Zn去除率分别为81.44%和91.27%。皂素主要去除离子可交换态和部分碳酸盐结合态,EDTA和混剂可以有效去除离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态。淋洗后猪粪中有机质、全氮、全钾、全磷的平均含量分别为897.93、20.15、0.64、8.66 g·kg^-1。研究表明：EDTA和混剂对猪粪中Cu、Zn的去除效果非常好,可以实现非稳定形态的高效去除,处理后猪粪中Cu和Zn的含量远低于限量标准,毋需后续固化处理,且淋洗后的猪粪仍有很高的营养价值和肥力。     

曝气池活性污泥胞外聚合物对pb2+、Zn2+、Cu2+的吸附研究

[目的]研究曝气池活性污泥胞外聚合物对Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的吸附能力。[方法]以曝气池活性污泥提取的胞外聚合物（EPS）作为吸附剂,研究了吸附时间、pH、EPS投加量、不同初始金属浓度以及Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋3种金属离子共存等因素对其吸附Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的规律。[结果]吸附时间对EPS吸附Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的影响均为随着时间的延长,去除率不断增加,分别在30、60和20 min处达到吸附平衡。pH对其的影响均表现为在酸性条件下随着pH的上升,去除率先上升后又下降,当pH=6时,去除率均达最大,分别为52.17%、39.83%和65.45%,之后去除率均随pH的升高先下降后上升。随着EPS投加量增加,Pb2＋的去除率先增大后降低,其吸附量呈逐渐下降的趋势;Zn2＋的去除率和吸附量均逐渐减少,而Cu2＋的去除率和吸附量均逐渐增加。随着初始金属离子浓度的增加,EPS对Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的吸附量均逐渐增加,而去除率均逐渐减小。3种金属离子共存时,EPS对Pb2＋的去除率随着EPS投加量的增加先增加后降低,Zn2＋的去除率是逐渐降低的,Cu2＋的去除率先降低后上升,当EPS投加量〉17 ml后,Cu2＋的去除率远远高于Pb2＋和Zn2＋。[结论]该研究为含重金属废水处理提供理论依据。     

几种植物对城市尾水中重金属的去除效果研究

为了筛选适合吸收城市尾水中重金属的植物品种,研究了酸模(Rumex acetosa L.)、莎草(Cyperus glomeratus L.)和空心菜(Ipomiea aquatica Forsk)3种植物对城市尾水中重金属Zn、Cu、Pb和Cd的去除效果,并以酸模为材料,研究其对人工模拟重金属Cd和Pb污染水体的适应性。结果表明:酸模、莎草、空心菜3种植物对城市尾水中Zn、Cu、Cd、Pb的去除率分别为74.33%、60.43%、45.45%、36.43%,其中酸模对重金属的去除效果最好,其次是莎草和空心菜。酸模对尾水中Zn、Cu、Cd、Pb的去除率分别达到了86.63%、90.37%、76.81%、66.67%。Cd和Pb含量分别在0.5～2.0mg/L和0.2～0.4mg/L时酸模有较好的耐性。因此,酸模更适合于城市尾水中重金属的吸收修复,且对一定质量浓度Cd和Pb表现出较好的去除效果。     

猪粪及蚓粪对Cu和Zn吸附行为的比较研究

采用室内试验方法,比较研究了猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附、解吸规律及吸附动力学行为.结果表明,在试验浓度范围内,猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附量均随着Cu2+、Zn2+呻农度的增加而增加,蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附固定能力明显高于猪粪.猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附等温线与Freundlich和Henry方程均有较好的拟合性.猪粪和蚓粪中Cu2+、Zn2+的解吸量随着吸附量的增大而增加,在相同初始浓度条件下,猪粪吸附的Cu2+更易被解吸,而猪粪和蚓炎对Zn2+的解吸能力相近.猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附速率均较快,10～30 min之内可以达到平衡后吸附总量的90%以上;一级动力学方程是描述Cu2+、Zn2+在猪粪和蚓粪中吸附动力学过程的最优模型,且蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附速率明显高于猪粪.     

施用不同预处理猪粪对菜园土壤pH、胡敏酸含量及Cu、Zn活性的影响

通过为期30 d的室内模拟试验,研究了风干新鲜猪粪(FM1)、风干堆肥猪粪(FM2)、干式发酵床废弃垫料猪粪(FM3)3种不同预处理方式的高铜、高锌猪粪施用对菜园土壤p H、胡敏酸(HA)含量和Cu、Zn含量及其活性动态变化的影响。结果发现,不同预处理猪粪的施入使土壤p H和HA、全Cu、全Zn含量均显著提高。第1、10、20、30 d的取样测定表明,随着时间的推移,HA含量逐渐降低,水溶态Cu、Zn含量显著降低,而HA结合态的Cu、Zn含量则显著增加,其中FM2处理下HA-Cu、HA-Zn含量的增加最为显著。第30 d时,3种处理的HA-Cu含量占Cu总量的比例分别比第1 d增加了12.67%、21.23%、7.73%,HA-Zn含量占Zn总量的比例分别比第10 d增加了9.68%、21.90%、9.74%,但HA-Zn含量占Zn总量的比例低于第1 d,说明FM2处理对Cu和Zn的活性下降影响最大,Cu易与HA结合,HA对Cu的固定能力强于Zn。     

长期施用猪粪源有机肥对蔬菜-土壤系统重金属积累的影响

为了解长期施用由集约化养殖场畜禽粪堆制的有机肥对蔬菜地土壤与蔬菜中重金属积累的影响,设计了对照（化肥）、化肥+猪粪堆肥、猪粪堆肥和2 倍猪粪堆肥等4 种施肥方法,进行了为期3 年的田间小区蔬菜试验。结果表明：施用猪粪堆肥可促进蔬菜地土壤养分的提高,减弱土壤酸化。但试验也表明虽然施用的猪粪堆肥符合中国有机肥的行业标准(NY 525—2012),当猪粪堆肥被单独作为肥源用于蔬菜地时,其可显著增加土壤和蔬菜中重金属的积累,重金属含量随猪粪堆肥用量和施用年限的增加而增加。连续施用猪粪堆肥3 年后土壤中Cu、Zn 和Cd 含量分别比试验前提高了31.2%、27.3%和14.0%,蔬菜中Cu、Zn、Pb 和Cd含量也均显著高于对照处理;连续施用2 倍猪粪堆肥3 年后,土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As 含量分别比试验前增加了67.4%、53.0%、13.1%、24.4%、25.9%和13.8%,蔬菜中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As 含量均显著高于对照处理;但化肥+猪粪堆肥配合施用的蔬菜产品中重金属含量与对照处理无显著差异。研究建议重视化肥与有机肥配施;在蔬菜地中应用富含有Cu和Zn 等重金属的畜禽粪时应严格控制用量,避免长期、连续施用富含有Cu和Zn等重金属的畜禽粪。     

不同有机物料对灌漠土重金属累积特征及作物效应的影响

【目的】 探讨长期施用有机物料对灌漠土中重金属含量、形态赋存特征及作物重金属含量的影响,为有机物料农业安全利用及土壤有机培肥中重金属累积控制提供理论依据和技术支持。【方法】 利用田间长期定位试验,研究鸡粪、牛粪、猪粪、菌渣、污泥和沼渣对灌漠土几种典型重金属元素含量、赋存形态及小麦植株中重金属含量的影响。【结果】 长期（7年）施用鸡粪、猪粪、污泥的处理显著增加了灌漠土中Cu、Zn含量,增加量为猪粪＞鸡粪＞污泥,其中Cu含量分别增加了62.20%、20.10%和10.26%,Zn含量分别增加了79.98%、39.24%和18.31%,并与施用年限呈显著正相关关系。3种有机物料施用下Cu平均每年累积速率为4.16、1.25和0.97 mg·kg ^-1·a ^-1,Zn平均每年累积速率为11.04、4.86和2.59 mg·kg ^-1·a ^-1。但施用上述3种有机物料对Cd、Cr、Pb和Ni含量没有显著影响。施用牛粪、菌渣和沼渣对灌漠土中重金属含量亦无显著影响。施用鸡粪、猪粪、污泥还显著影响了土壤中Cu、Zn赋存形态,增加了土壤中Cu、Zn各有效赋存形态的含量和占总量的比例,显著提高了灌漠土中Cu、Zn有效态的含量,显著增加了小麦根和秸秆中Cu、Zn的含量,其中猪粪影响最大。【结论】 猪粪、鸡粪、污泥长期施用可导致灌漠土中Cu、Zn快速累积并提高Cu、Zn的生物有效性,其中猪粪的作用尤为明显。在施用有机物料培肥土壤时,要特别关注其中Cu、Zn的含量,以确保土壤健康和可持续利用。     

畜禽粪便有机肥中重金属在不同农田土壤中生物有效性动态变化

通过石灰性和酸性土壤施用鸡粪和猪粪并预培养不同时间,采用生物盆栽试验方法研究了不同畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性差异及其随培养时间的动态变化。试验结果表明,石灰性和酸性土壤上施用鸡粪和猪粪后6个月内,鸡粪和猪粪中Cu、Zn、Cd的生物有效性显著低于等量重金属无机盐或与之相当。鸡粪中Pb的生物有效性也显著低于等量Pb无机盐,猪粪中Pb的生物有效性前5个月显著低于等量Pb无机盐,6个月时则显著高于等量Pb无机盐。2种土壤施用鸡粪和猪粪后的不同时间段,畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb的生物有效性也存在显著性差异;在施用后6个月内呈现先下降后上升的规律,施用后2个月时生物有效性最低,为等量相应重金属无机盐的3.4%~47%。     

超声波协同有机酸去除城市污泥中的重金属

利用超声波协同乙酸和柠檬酸处理城市污泥,就超声波条件对有机酸去除污泥重金属的影响进行了研究．结果表明,随着超声波处理时间的延长,两种酸对污泥重金属的去除率相应增加．在以0．1mol／L乙酸和0．1mol／L柠檬酸酸化后,经超声波处理20min,对污泥中cu的去除率较单独酸化处理分别增加了4．0％和4．6％、对Zn的去除率分别增加了13．3％和12．2％、对Pb的去除率分别增加了3．6％和15．9％,表明超声波作用强化了两种酸对重金属的提取,具有明显的协同效应．在重金属提取过程中,有机酸的作用是主要的,而超声波是协同手段,其协同贡献率因重金属不同而不同,其中以对Pb去除的协同贡献最高,为15．9％．对重金属去除条件优化分析表明,超声波处理20min明显有利于重金属的溶出,相同浓度条件下柠檬酸对重金属的提取能力强于乙酸．     

我国部分城市畜禽粪便中重金属含量及形态分布

通过对部分城市集约化养殖场的畜禽粪便取样调查,分析了其中重金属含量状况及其形态分布。结果表明,畜禽粪便中重金属Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr、Pb和Hg含量分布差异较大,其平均值分别为377.5、1 610.4、0.72、7.79、9.77、22.51、6.31 mg·kg-1和0.06mg·kg-1。不同类型畜禽粪便比较,猪粪中Cu、Zn、Cd、As含量显著高于鸡粪、鸭粪和牛粪,而鸡粪中Cr含量则高于猪粪和牛粪。参照国家农用污泥污染物控制标准,猪粪中Cu、Zn的超标率分别达59.84%和95.08%,As超标率为3.28%,而Cd、Ni、Cr、Pb和Hg的含量则均低于控制标准。根据畜禽粪便安全使用准则中在蔬菜地使用限量标准,猪粪中Zn、Cu、As超标率分别为78.69%、74.59%和9.84%,鸡粪、鸭粪中Zn、Cu、As含量也存在超标现象。对乳猪粪、育肥猪粪和种猪粪的重金属含量和形态分析发现:乳猪粪中Cu和Zn含量高于育肥猪粪,而种猪粪则较低;育肥猪粪中As含量高于乳猪粪和种猪粪;种猪粪的Cd含量高于乳猪粪和育肥猪粪。猪粪中Cu、As水溶态含量分别占总量的30.47%和12.19%,EDTA提取态Cu、Zn含量分别占总量的35.96%和48.93%,猪粪中Cu、Zn、As较高的活性会在一定程度上增加其向环境中流失的风险。     

不同钝化剂对猪粪中重金属Cu Zn Mn钝化效果的研究

为降低猪粪中重金属的生物可利用性,探讨了硫化钠、凹凸棒土、粉煤灰、熟石灰4种钝化剂对猪粪中重金属钝化效果的影响。钝化28 d的实验结果表明,在4种钝化剂投加量分别为1%、10%、10%、10%的情况下:硫化钠对猪粪中Cu的钝化率可达86.84%,对Zn的钝化率为65.64%;凹凸棒土对Cu的钝化率为87.86%,对Zn的钝化率为32.82%;粉煤灰对Cu的钝化率为74.70%,但对猪粪中的Zn是活化作用;熟石灰对Zn的钝化率为26.59%,但对猪粪中的Cu是活化作用。在这4种钝化剂中,硫化钠、凹凸棒土和粉煤灰对猪粪中Mn起到一定的钝化作用,熟石灰则是活化猪粪中的Mn。综上所述,硫化钠和凹凸棒土作为钝化猪粪中重金属的添加剂,可以有效降低猪粪中重金属的生物可利用性。     

蚯蚓与植物联合去除猪粪中的Cu,Zn污染研究

由于饲料添加剂的使用,畜禽粪便中的重金属污染已非常普遍,尤其是Cu,Zn污染最为显著。为此,利用蚯蚓对腐熟猪粪进行处理,再通过植物对蚓粪中Cu,Zn吸收的方法,进行了消除猪粪中重金属的研究。结果表明,蚯蚓对猪粪Zn有较强的吸收能力,富集系数为1.43;而对Cu的吸收能力相对较弱,富集系数为0.61。植物对Cu,Zn的吸收贡献不大,但可以作为饲料返回到动物体内,从而减少饲料添加剂中Cu,Zn的含量。通过蚯蚓与植物的联合处理,能有效地降低腐熟猪粪中Cu,Zn的含量。