有机酸和FeCl3复合浸提修复Cd、Pb污染农田土壤的研究

采用振荡浸提方法,研究了有机酸(柠檬酸、酒石酸)与Fe Cl3复合浸提对Cd、Pb污染农田土壤重金属的去除效果和影响因素,测定了浸提前后土壤中重金属形态和浸提液中常量元素含量。结果表明,柠檬酸(100 mmol·L-1)和Fe Cl3(20 mmol·L-1)复合浸提,对土壤中Cd、Pb的去除效率分别达到了40.7%和20.9%,酒石酸(100 mmol·L-1)和Fe Cl3(20 mmol·L-1)复合浸提,对Cd、Pb的去除效率分别达到了42.6%和16.5%,均高于相同浓度有机酸、Fe Cl3单独浸提的去除效率。有机酸-Fe Cl3对重金属的去除率随p H值升高而减少。液固质量比为5∶1、浸提时间为24 h、浸提3次比较适宜;有机酸-Fe Cl3对Cd的去除主要是交换态(77.3%~79.8%)和铁锰氧化态(86.7%~87.0%),有机结合态几乎没有变化;对Pb的去除主要是铁锰氧化态(70.0%~70.8%)和有机结合态(58.8%~66.0%),交换态显著增加至24.2%~24.5%,Cd、Pb碳酸盐结合态几乎消失,残渣态无变化。污染土壤中的Pb经过多次浸提,去除率可显著提高,连续3次浸提达到47.0%~48.2%。     

不同有机酸对2种污染土壤Cd和Zn的浸提效果

选用4种低分子天然有机酸(柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸)和人工合成的有机酸EDTA(乙二胺四乙酸)作为浸提剂,分别在5种浸提浓度(0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0mmol/L)下对采自广东省乐昌市的2种铅锌矿废水污染的土壤(分别为中性土壤和酸性土壤)进行浸提试验,比较不同有机酸对土壤重金属Cd和Zn的浸提效果。结果表明,4种天然有机酸浸提的Cd量和Zn量与浸提浓度均呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系。在较高浸提浓度(10.0mmol/L)下,对中性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸苹果酸草酸酒石酸;对酸性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸苹果酸草酸;对中性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸酒石酸草酸苹果酸;对酸性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸≈苹果酸草酸。土壤酸碱度对酒石酸浸提土壤Cd和Zn的影响较大,酸性条件有利于提高酒石酸对土壤Cd和Zn的浸提率。     

低分子有机酸去除土壤中重金属条件的研究

采用化学萃取实验,以湖南郴州柿竹同和湖南衡阳水口山矿区的重金属污染农田土壤为研究对象,采用柠檬酸、草酸、酒石酸作为低分子有机酸萃取剂,在一定的条件下对污染土壤中重金属进行萃取实验,确定各个单因素的适宜条件.结果表明,对于湖南郴州和衡阳两个污染地区土壤运用化学萃取技术萃取重金属来进行土壤修复是实际可行的;柠檬酸、酒石酸、草酸对各种土壤中的重金属都表现出了良好的萃取能力,是高效的土壤重金属萃取剂;单因素的适宜萃取条件为100 mmol·L-1有机酸溶液,固液比1:5,恒定温度35℃,pH为3,反应时间24 h,且萃取率随着电解质浓度的增大而提高;土壤中重金属存在形态与萃取效果有一定的相关性,稳定态(残渣态、硫化物和有机结合态、铁-锰氧化物结合态)金属含量高,表现为较低的萃取率;反之,萃取率高;柠檬酸、草酸、酒石酸3种萃取剂均能有效地降低衡阳污染土壤中的重金属浓度,3种萃取剂的萃取效率依次为酒石酸>草酸>柠檬酸.     

有机酸对污染土壤重金属的淋洗效果研究

以湖南水口山某铅锌选矿厂附近受Zn、Pb、Cu、Cd严重污染土壤为对象,采用振荡淋洗技术,研究了有机酸在不同浓度、时间和液固比条件下对重金属的去除效果。实验结果表明,柠檬酸和酒石酸对重金属具有很好的去除效果,而草酸的去除能力很低;柠檬酸和酒石酸对Cd的去除效果最好,分别为61.5%和55.25%。随着时间的增加,有机酸对重金属的去除效率逐步提高,8 h效果最好。柠檬酸和酒石酸对重金属的去除能力均依次为Cd>Zn>Pb>Cu,柠檬酸对重金属的去除率分别为59.5%、49.33%、43.48%、26.25%,酒石酸对重金属去除率分别为58.75%、46.4%、35.86%、34.4%。实验还发现固液比对重金属的淋洗效果影响很小。     

不同碳材料增强有机酸对土壤重金属的去除及对土壤化学性质的影响

为了解碳材料和有机酸去除土壤重金属的效果,通过振荡淋洗法分别研究4种碳材料与柠檬酸、乙酸以及它们的复合淋洗剂对土壤重金属的去除。结果表明,单一纳米碳黑、水稻秸秆生物炭、木屑生物炭和果壳生物炭对重金属的去除率均低于0.5%。总体上,碳材料对柠檬酸去除重金属效果的提升作用高于乙酸,其中纳米碳黑对有机酸去除重金属的提升率最高,可达10.1%~11.1%,水稻秸秆次之,果壳和木屑生物炭对两种酸的提升率均低于5.8%。碳材料的加入,主要使酸溶态、可还原态和部分可氧化态的重金属在复合淋洗后显著降低(P0.05),相对于单一有机酸淋洗,复合淋洗更有利于减缓有机酸对土壤速效养分的损失。研究结果表明,纳米碳黑和水稻秸秆生物炭是能改进有机酸淋洗效果的两种材料。     

螯合剂在重金属污染土壤植物修复中的应用研究进展

重金属污染土壤的植物提取修复强化途径主要有2种,一是提高植物生物量,二是提高植物体内重金属含量.从螯合剂的作用机理,常用螯合剂种类,不同种类螯合剂对土壤中目标重金属的活化效果,以及螯合剂诱导下植物对目标重金属的吸收和积累效应,螯合剂使用对生态环境造成的负面影响等方面综述了重金属污染土壤螯合诱导强化植物提取修复技术的研究进展,同时对植物修复后的评价以及螯合诱导植物修复技术今后的发展方向进行了探讨.     

土壤重金属(CuZnCd)复合污染的研究现状

从土壤重金属复合污染对植物生长的影响、重金属复合污染的表征方式及重金属污染土壤的防治措施3个方面进行较全面的阐述 ,并对今后研究的发展方向提出一些看法     

重金属和酞酸酯复合污染对土壤酶活性的影响

探讨了重金属与酞酸酯复合污染对脲酶和过氧化氢酶活性的影响,旨在为研究利用土壤酶活性评价土壤重金属复合污染的可行性提供科学支撑,以土壤环境中的2类典型污染物:重金属(Cd、Zn、Pb)和酞酸酯(DMP、DnBP、DEHP)为研究对象,采用均匀试验设计,通过室内试验的方法,观察6种不同性质的无机与有机污染(Cd、Pb、Zn、DEHP、DMP、DnBP)复合污染。影响土壤脲酶活性的主要因子依次为:Cd>DnBP×DMP>Pb×DMP>DMP×Zn>DnBP>Zn;影响过氧化氢酶活性的主要因子依次为:Cd>Pb>DMP×Zn>DnBP×Pb>DMP>Zn。复合投加2类污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制,且抑制率随时间的推移而下降,重金属和酞酸酯复合污染与污染物的浓度密切相关,但脲酶活性较过氧化氢更为敏感。     

重金属和酞酸酯复合污染对土壤酶活性的影响

探讨了重金属与酞酸酯复合污染对脲酶和过氧化氢酶活性的影响,旨在为研究利用土壤酶活性评价土壤重金属复合污染的可行性提供科学支撑,以土壤环境中的2类典型污染物:重金属(Cd、Zn、Pb)和酞酸酯(DMP、DnBP、DEHP)为研究对象,采用均匀试验设计,通过室内试验的方法,观察6种不同性质的无机与有机污染(Cd、Pb、Zn、DEHP、DMP、DnBP)复合污染。影响土壤脲酶活性的主要因子依次为:Cd>DnBP×DMP>Pb×DMP>DMP×Zn>DnBP>Zn;影响过氧化氢酶活性的主要因子依次为:Cd>Pb>DMP×Zn>DnBP×Pb>DMP>Zn。复合投加2类污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制,且抑制率随时间的推移而下降,重金属和酞酸酯复合污染与污染物的浓度密切相关,但脲酶活性较过氧化氢更为敏感。     

混合淋洗剂对污染土壤中重金属的去除及植物生长的影响

以重金属污染水稻田土壤为研究对象,采用盆栽试验,研究EDTA和混合试剂(EDTA、GLDA、柠檬酸)7次淋洗后土壤理化性质、重金属含量、赋存形态等的变化,并在淋洗后的土壤中种植三季作物。通过分析各季作物生物量以及地上部和地下部重金属含量,评价其农用价值,以期达到多种重金属污染农田土壤的修复及安全农用目的。结果表明:与EDTA处理相比,混合试剂(MC)对土壤中Cd、Pb、Cu和Zn也有较好的去除率,分别为44.30%、28.78%、26.44%和11.49%,且第二次淋洗土壤中重金属去除率最高;此后重金属的去除率随着淋洗次数的增加持续降低。淋洗处理降低了小白菜生物量,提高了小白菜地上部和地下部重金属含量。与对照相比,淋洗处理玉米的生物量差异不显著,然而玉米地上部Cd、Pb和Zn含量显著降低,所有处理两季玉米地上部重金属含量均低于国家饲料卫生标准。研究表明,与EDTA处理相比,MC处理土壤重金属乙酸铵提取态含量较低,对植物生长影响较小,是一种修复多种重金属污染土壤的较为温和的淋洗剂。     

绿带对公路两侧土壤重金属含量的影响研究

在316国道华容至鄂州临江段，通过对不同绿带后0～20 cm土层的土壤铅、铜。锌含量的测定，结果 表明：①0～150 m范围内 3种重金属元素含量的平均值为双行绿带区＜单行绿带区＜元绿带对照区。绿带对公路 旁土壤中的重全属污染有根好的防护作用，可有效地降低污染程度、缩小污染范围，双行绿带的防护作用优于单行 绿带必上壤中铅、铜、锌的含量均随距公路距离的增加而降低，其中锌含量与采样距离呈极显著的负相关关系。 ③3种重金属元索间均呈正相关关系，其中铜与锌呈极显著的正相关关系。     

腐植酸淋洗对重金属污染土壤微生物群落结构影响研究

为阐明腐植酸淋洗残留对土壤重金属形态分布、土壤理化性质与微生物群落结构变化的影响,本研究基于室内土壤淋洗实验与高通量测序技术,研究了腐植酸淋洗前后土壤重金属形态、pH、氨氮（NH₄⁺-N）和土壤有机碳（SOC）含量变化特征,揭示了土壤微生物群落结构组成和多样性的变化规律与主要环境影响因素。结果表明,腐植酸淋洗可去除土壤中的Cd和Zn,对Pb的去除效果较差。淋洗后土壤中的Cd和Zn被活化,可迁移性提高; Pb的可氧化态和残渣态比例升高,可迁移性降低。在土壤微生物群落结构变化方面,淋洗后30 d内细菌群落丰富度先降低后升高,群落多样性提高。淋洗后Chloroflexi、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Fibrobacteres、Armatimonadetes等菌群的相对丰度增加,Actinobacteria、Firmicutes等菌群的相对丰度降低。腐植酸淋洗后土壤微生物的相互作用和网络复杂性提高;土壤微生物将会更高效地进行物质传输和利用,同时抵御环境扰动的能力也更强。腐植酸淋洗改变了土壤理化性质,驱动微生物群落结构改变的主要环境因子是酸提取态Pb、Zn含量和NH₄⁺-N含量。腐植酸可以有效淋洗出Cd和Zn,但会活化土壤中残留的Cd和Zn,降低微生物群落多样性;后期培养过程中腐植酸残留可以钝化重金属,并提高微生物群落多样性、改善微生物群落结构。因此,腐植酸淋洗剂具有良好的土壤重金属去除和微生物群落结构改善能力,是一种高效且环境友好的土壤淋洗剂。此外,本研究还可为评价淋洗后土壤的微生态响应提供科学指导。     

污染土壤中有机质和重金属互相作用的模拟研究

    为了解污染土壤中有机质积累与重金属积累之间的相互影响,在供试土壤中添加不同等级的有机物料和重金属元素Pb与Cu,在培养条件下研究有机物对土壤重金属稳定性的影响及不同重金属添加量对土壤生物呼吸强度和有机质矿化的影响.结果表明,随着重金属添加量的增加,土壤微生物生物量和有机质矿化速率显著下降,添加的有机物料残留增加,促进了土壤有机碳的积累.同时,有机碳的积累又增加了土壤对重金属的吸附固定,增加了土壤中重金属的稳定性,降低了其淋溶性,有利于重金属在土壤中的积聚.分析结果表明,颗粒态有机质中重金属的富集是土壤有机质矿化减弱和重金属稳定性增加的主要原因.由此推断,污染土壤中重金属和有机质可通过形成重金属-颗粒态有机质复合体发生相互促进稳定或积聚的作用.     

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     

功能纳米材料在重金属污染水体修复中的应用研究进展

重金属污染对水体生态和人体健康会造成严重危害,通过纳米材料来去除重金属是一个简单便捷的方法,受到了广泛的关注以及研究。本文主要综述了纳米零价铁、铁氧化物、硫化铁、碳纳米管、石墨烯、锰氧化物、铝氧化物、二氧化钛、聚合物纳米材料和壳聚糖纳米材料等几种纳米材料对水中重金属污染修复研究进展。对它们去除重金属的机理也进行了探讨,纳米材料对重金属的去除机理主要包括物理吸附、化学吸附、氧化还原、光催化还原以及共沉淀等。并通过表格的形式对它们的优缺点、机理以及改进方法进行了总结归纳。同时,本文对影响重金属去除的几个因素(溶液pH值、重金属浓度、吸附时间、温度、纳米材料性能、离子强度以及共离子影响)进行了归纳总结。最后,对未来纳米材料在修复重金属方面的研究进行了展望。     

可降解螯合剂及微生物强化植物吸收重金属的研究

添加不同微生物、不同比例的螯合剂(EDDS:EL),进行五因素四水平的正交试验,研究龙葵和羽叶鬼针草时复合污染型土壤中Cd和Pb的吸收能力.结果表明,龙葵对铅和镉具有超富集作用,适宜的螯合剂比例、微生物种类有利于提高植物对镉、铅的吸收能力.当土壤中镉投加浓度为60 mg· kg-1,铅投加浓度为1 800mg·kg-1...     

低分子量有机酸及其共聚物去除土壤重金属研究

为探究低分子有机酸以及其共聚物对土壤中重金属的去除效果,通过振荡淋洗法研究了富马酸和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物在不同浓度、pH和时间条件下对土壤中Cd、Pb和Zn的去除率,并采用传统人工螯合剂乙二胺四乙酸做对比。结果表明,土壤中Cd、Pb和Zn的去除率随着有机酸浓度的增加呈现先上升后趋于平稳的趋势。丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物和富马酸在浓度为10 g·L-1时对Cd、Pb和Zn的去除率分别为54.75%、69.60%、51.42%和42.03%、55.00%、46.97%,乙二胺四乙酸对Cd和Pb的去除率与富马酸趋于一致,但其对Zn的去除率显著低于富马酸(P0.05),仅为34.11%。两种有机酸对重金属去除率受pH的影响较大,其在pH为4~5时能有效去除土壤中Cd、Pb和Zn;富马酸在60 min时达到最大去除率,而丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物在大于120 min时去除率最高。此外,经过两种有机酸和人工螯合剂乙二胺四乙酸淋洗后,土壤中Cd、Pb和Zn的可交换态和碳酸盐结合态含量大幅度下降。因此,富马酸和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物对重金属污染土壤具有潜在修复能力。