施污土壤重金属有效态分布及生物有效性

以城市污泥为研究对象,将城市污泥与土壤按照一定的质量比配成污泥混合土壤.采用6种不同性质提取剂(0.05mol/L EDTA、0.1 mol/L CH3 COOH、0.01 mol/L CaC12、1 mol/L CH3COONH4,0.05 mol/L NaHCO3和0.05 mol/L Tris-HCl)分别对污泥混合土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)的螯合态、酸溶态、中性交换态、中性结合态、碱性交换态和蛋白质结合态进行提取,考察污泥的添加对土壤中不同形态重金属的消长规律.通过黑麦草盆栽试验,探究污泥混合土壤中不同形态重金属的植物可利用性.结果表明:污泥混合土壤中重金属螯合态比例较大,占总量的20.3％-40.0％;其次为酸溶态和中性结合态,而中性交换态、碱性交换态和蛋白质结合态的含量较低.污泥的添加促进了黑麦草对Cd、Cu和Zn的吸收,在污泥添加率为44.4％时根部对其吸收量达最大,分别较CK处理增加了0.3、2.3和6.5倍.抑制了对Pb的吸收,在污泥添加率为37.5％时,根部对Pb的吸收较CK处理下降0.4倍.Pearson相关系数分析结果表明:污泥混合土壤中以螯合态、酸溶态和中性结合态存在重金属可被黑麦草吸收利用.     

利川土壤-水杉系统中重金属的分布特征

为全面弄清利川市水杉母树管理站水杉幼苗中重金属的富集现状,对利川土壤和水杉中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等5种重金属含量进行了测定分析.结果表明,利川土壤有重金属污染.单污染指数法得出Cd具有轻度污染,其他4种无污染.多因子综合指数法得出整体污染等级为轻污染.水杉中Cd、Cr的次生相富集系数较高,其他3种较低.重金属元素在水杉不同器官中含量具有Zn＞Cr＞Cu＞Pb＞Cd的基本规律.水杉根部各种重金属含量均大于茎叶中的含量.     

广州市南沙经济区土壤重金属形态分布研究

采用HCl-HNO3-HF、HClO4硝化法和BCR（Community Bureau of Reference）连续提取法对广州南沙经济区土壤中重金属Zn、Pb、Cd、Ni、Cu、Cr的含量及形态分布进行分析。结果表明,南沙经济区土壤中,重金属Zn、Cd、Ni、Cu的含量超过了国家土壤环境质量二级标准,但污染程度较轻;与广东省土壤元素背景值相比、南沙经济区土壤中的Zn、Pb、Cr、Ni、Cu、Cd含量均超出背景值,分别为背景值的9.49、4.9、1.7、4.29、5.68、11.06倍。土壤中,Zn、Cu、Cr元素主要以残渣态和可氧化态的形式存在,分别占其总量的52.39%、48.34%、66.23%和23.30%、41.96%、27.67%;Pb元素主要以可氧化态和残渣态的形式存在,分别占其总量的46.88%和31.48%;Ni元素主要以残渣态的形式存在,占其总量的72.45%;Cd元素主要以弱酸提取态和可离子交换态的形式存在,分别占其总量的41.81%和27.55%,其活性明显高于其他重金属元素,对环境造成污染的风险最高。     

林下参土壤中重金属形态分布及生态风险评估

为了解林下参护育土壤中重金属的形态分布,采用Tessier逐级提取法提取土壤中可交换态(S1)、碳酸盐结合态(S2)、铁锰氧化物结合态(S3)、有机结合态(S4)和残渣态(S5)含量,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定土壤中5种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Zn)含量,并通过地累积指数法和潜在生态风险指数法评价林下参土壤环境风险。结果表明:林下参土壤中Cd含量为0.410 mg·kg-1,超过国家二级标准限值0.30 mg·kg-1(pH0.65),其他元素在国家一级标准限值内,其中Cr、Cu和Zn的平均值虽低于国家一级标准限值,但部分样点最大值接近或超过国家一级标准限值,如Cr的最大值为105.623 mg·kg-1(限值为100 mg·kg-1),Cu最大值为32.554mg·kg-1(限值为35 mg·kg-1),Zn最大值为93.447 mg·kg-1(限值为100 mg·kg-1),需要引起注意;土壤中重金属形态百分比组成均以残渣态最高,Cu和Zn的总含量虽较高,但有效态含量低,毒性较强的重金属As、Cd和Cr,只有Cd的有效态百分比最高,含量为0.282mg·kg-1,接近国家二级标准限值,需特别警惕;土壤pH、有机质和重金属总量均影响重金属形态分布,特别是有机质与毒性较强的Cd达极显著正相关(P0.01),相关系数为0.757。对林下参土壤中重金属潜在环境风险评估发现,土壤中重金属危害指数RI值为85.45,远小于低环境风险限定值150,但是单个元素Cd达中等风险水平。林下参土壤中重金属形态分布由土壤中pH、有机质及土壤中重金属总量共同决定,林下参土壤整体没有受到重金属污染,但仍需慎重选地,防止重金属Cd的积累。     

太原市小店区污灌土壤重金属形态分布特征

在太原小店污灌区,采用田间试验,系统研究了污灌土壤中不同形态重金属Pb,Cr,Cd的含量和在1 m土壤中的垂直分布规律,以及玉米、小麦和大豆对Pb,Cr,Cd的吸收分布特性。结果表明,试验区土壤中全量Pb,Cr,Cb含量均为太原市环境背景值的2~5倍;Tessier法浸提态Pb,Cr,Cb含量均随土壤深度增加而逐渐减少,种植玉米、小麦和大豆对其分布规律没有影响;污灌土壤中Pb和Cr以残渣态为主,Cd以有机物结合态和铁锰氧化物结合态为主。     

河南烟区土壤及烤烟重金属含量研究

为了研究河南烟区土壤和烤烟中As,Zn,Cr,Pb,Cu,Ni和Cd 7种重金属的状况,考察了河南4个主要烟区土壤及其所产烤烟中的重金属含量。采用内梅罗指数法对土壤污染水平进行评价,结果表明,河南91%烟区中的重金属状况属于安全等级,只有9%烟区的重金属情况属于尚清洁等级。采用富集倍数法考察了烤烟对各金属的富集情况,结果显示,烤烟对于As,Pb,Cr和Ni属于无富集植物,对于Zn和Cu属于轻微富集植物,只有对于Cd属于中度富集植物。比较4个烟区烤烟发现,许昌烟区和平顶山烟区烤烟富集系数整体较低,但Cd富集系数偏高;而三门峡烟区和洛阳烟区烤烟的富集系数整体偏高。进一步考察烤烟中各金属含量与所种植的土壤中重金属的相关性,结果表明,烤烟中的重金属含量与土壤中该重金属含量呈显著正相关,说明土壤中重金属元素是烤烟中重金属元素的重要来源。     

污灌区土壤-植物系统中重金属的分布与迁移转化特征研究

采用田间调查与室内分析相结合的方法,研究了河北省栾城县洨河两岸污灌区土壤-小麦系统中重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的分布与迁移转化特征。结果表明：污灌区土壤和小麦籽粒重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的平均含量明显高于清灌区。随着土层深度的增加,污灌土壤重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的含量呈明显的下降趋势。而清灌土壤各重金属含量在0～60 cm土层通体变化不大。污灌区小麦籽粒中Cd和Zn的平均含量分别是清灌区的3.96倍和1.30倍。相比Pb、Cr和Cu元素,Cd和Zn更容易向小麦籽粒转移。     

泰山土壤重金属元素及砷的分布特征

土壤重金属元素铜、锌、铅、镉、铬、汞及类金属砷是环境污染元素,其含量是土壤环境质量评价的重要指标之一。研究土壤重金属含量及其分布特征,为保护土壤环境质量,保障土壤生态平衡,确     

白及不同种植年限下土壤-植株系统重金属含量及富集特征研究

为了解白及种植土壤及其块茎中重金属含量随种植年限的变化规律,以为白及生产种植过程中的重金属污染防治提供理论依据.本研究对白及不同种植年限土壤及其块茎中的重金属含量进行分析检测,探究土壤-植株系统重金属及其与种植年限间的关系.结果表明,除重金属Cr,Cd、Pb、As及Cu含量的最大值均出现在种植3年的土壤中;As和Cu以...     

鲁西粮食主产区耕地土壤重金属元素富集与空间分布研究

结合GPS采用网格法,对山东省聊城市耕地进行了136个样点11种重金属元素的测定.对各样点进行了重金属元素的富集指数计算,并利用GIS中的空间插值法将重金属元素富集程度进行空间分布研究.结果表明:聊城市土壤重金属元素富集程度从大到小依次为:Cu>Hg>V>Zn>Ni>Cr>Co>As>Mn>Pb>Cd.As、Co、Hg、Cu、Ni、Mn的最大富集值及Cd、Zn、V的最小富集值都出现在东阿县.不同重金属元素在各县市的富集程度存在着一定的差异.     

不同接种量下生物沥滤去除污泥中重金属的研究

采用污泥的硫细菌混合菌液以2%、5%、10%和20%的接种量,序批试验研究了污泥中重金属的生物沥滤.结果表明,沥滤初期污泥pH的下降幅度和速率随混合菌液接种量增大而增大,而第4日后,4种接种量的污泥样品pH相差不大,最终稳定在1.4左右;污泥中硫细菌对硫的利用,使SO42-浓度迅速上升,同时也有少量的重金属硫化物被硫细菌利用.硫细菌接种液可明显促进污泥中Cu、Pb和Zn的沥滤,缩短沥滤周期;接种量越大,沥滤启动越快,Zn的沥滤启动快于Cu和Pb.达到最高沥滤效率后,Cu和Zn的沥滤效果均较为稳定,而Pb则有明显的持续降低趋势.选用2%硫细菌混合菌液接种量,沥滤时间控制在5～6 d,Cu、Pb和Zn的沥滤效果可达到最佳,沥出率分别为96.5%、41.4%和82.9%.     

城市污泥生物沥滤过程中抑制作用的研究

对好氧剩余污泥重金属生物沥滤过程中可能存在的抑制作用进行了系统研究.结果表明,丽华污泥(取自常州丽华污水处理厂)和城东污泥(苏州城东污水处理厂)及其上清液对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的生长及Fe2 氧化作用均具有强烈抑制作用,而乙酸和丙酸是引起上述抑制作用的主要因子.采用不同固体含量污泥悬液进行模拟培养试验,结果证明污泥中的乙酸和丙酸主要来源于浓缩池内污泥有机质的厌氧分解.在污泥生物沥滤过程中,乙酸和丙酸的存在对Zn的溶出效率没有不利影响,但污泥的酸化速率显著下降,丽华污泥和城东污泥中Cu的沥滤时间分别比对照延长6 d和2 d,严重影响生物沥滤工艺的总体效率.     

Selecting and optimizing of the heavy metal inactivator in sewage sludge composting

In sewage sludge composting,adding ash from stove(FA20)inactivated active Cu effectively and the results were significantly better than control.For Zn,Mn,Pb and Cd,satisfying results was achieved by adding ash from stove and phosphorite powder(FA20,PR10),phosphorite powder and lime(PR15,CL10),ash from stove and phosphorite powder(FA10,PR10),and ash from stove and peat(FA20,PT10).Based on their effects of inactivating available forms of heavy metals,ash from stove,phosphorite powder and peat were supposed to be effective inactivators with optimum percentages of 20%,15% and 10%(FA20,PR15,PT10).     

4种菊科植物对重金属吸收的比较研究

本研究以潼关县黄金生产区及附近地区菊科植物萎蒿(Artemisia selengensis)、小飞蓬(Conyza canaden-sis(L.)Cronq.)、叉枝蒿(Artemisia divaricata(Pamp.)Pamp)、茵陈蒿(Artemisia capillaries)为研究对象,采用火焰原子吸收光谱法测定植物体内铜、镉和锌等重金属含量,以便确定建立人工生态系统的植物种类.结果表明:4种植物中,小飞蓬对Cu和Zn的吸收效果最好,对Cu的富集系数为1.39,对Zn的富集系数为14.5,Cu和Zn主要储藏在植物的根部和叶片中.萎蒿对Cd的吸收能力强于其他3种植物,茎中Cd含量高于根系和叶片.茵陈蒿对3种重金属的吸收能力均较弱.筛选富集植物对3种金属元素的吸收时,小飞蓬为首选植物,茵陈蒿被排除.     

Accumulation and bioavailability of heavy metals in a soil-wheat/maize system with long-term sewage sludge amendments

A long-term field experiment was carried out with a wheat-maize rotation system to investigate the accumulation and bioavailability of heavy metals in a calcareous soil at different rates of sewage sludge amendment. There are significant linear correlations between the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil and sewage sludge amendment rates. By increasing 1 ton of applied sludge per hectare per year in soil, the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil increased by 6.20, 619, 92.9, 49.2, and 0.500 μg kg–1, respectively. For Hg, sewage sludge could be safely applied to the soil for 18 years at an application rate of 7.5 t ha–1 before content exceeded the soil environmental quality standards in China(1 mg kg–1). The safe application period for Zn is 51 years and is even longer for other heavy metals(112 years for Cu, 224 years for Cd, and 902 years for Pb) at an application rate of 7.5 t ha–1 sewage sludge. The contents of Zn and Ni in wheat grains and Zn, Cu, and Cr in maize grains increased linearly with increasing sewage sludge amendment rates. The contents of Zn, Cr, and Ni in wheat straws and Zn, Cu, and As in maize straws were positively correlated with sewage sludge amendment rates, while the content of Cu in wheat straws and Cr in maize straws showed the opposite trend. The bioconcentration factors of the heavy metals in wheat and maize grains were found to be in the order of ZnCuCdHgCr=NiPbAs. Furthermore, the bioconcentration factors of heavy metals in wheat were greater than those in maize, indicating that wheat is more sensitive than maize as an indicator plant. These results will be helpful in developing the critical loads for sewage sludge amendment in calcareous soils.     

污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区重金属污染土壤的钝化修复效果研究

通过钝化实验研究了在污泥中添加不同质量比（0、5%、10%、15%、20%、25%、30%）的凹凸棒石后制备的污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区污染土壤中重金属的控制效应。结果表明：在矿区重金属污染土壤中添加污泥-凹凸棒石共热解生物炭后,土壤pH值随凹凸棒石添加量的增加而呈增加趋势,土壤电导率和阳离子交换量也整体呈现出上升的状态。加入污泥-凹凸棒石共热解生物炭钝化处理后,矿区污染土壤中Cu、Cd、Ni、Zn、Cr的TCLP提取态重金属含量均呈现下降趋势,钝化效率分别为94.71%、95.60%、91.75%、99.03%、96.65%;除Cu的DTPA提取态含量增加了5.93%~24.97%外,Cd、Ni、Zn、Cr的DTPA提取态含量也均有所降低,钝化效率分别为94.32%、94.75%、86.63%、90.02%、92.54%。酸溶态的Cd、Cu、Ni、Zn、Cr也向更加稳定的残渣态转化,其修复效率分别为42.50%、33.87%、57.92%、33.74%、42.36%,重金属的4种形态之和与重金属总量具有良好的一致性,一致率为82%~105%。根据土壤管控标准风险等级,重金属污染土壤钝化处理后,Cd、Cu、Ni、Zn、Cr均保持在低风险水平。Cd、Cu、Ni和Zn的潜在风险指数降低,虽然Cr的潜在风险指数有所升高,但是在所有处理条件下Cr的污染等级均为轻度。研究表明,在污泥中添加凹凸棒石增强了污泥生物炭对重金属的钝化性能。     

电动技术去除剩余污泥中重金属

电动技术去除污泥中重金属受到多种因素的影响,因此非常有必要探讨适宜的修复参数。本论文系统研究了电解时间、介质pH、强化剂种类、电压和超声振荡时间等因素对电动力学去除剩余污泥中重金属Cu、Zn、Ni、Cr的影响。结果表明,最适宜的电解时间为12 h,最佳介质pH为2,最适电压为1.5 V·cm^-1,最适宜的超声振荡时间为1.0 h。添加EDTA对剩余污泥中Ni的去除效果最佳,最佳添加浓度为0.20 mol·L^-1;添加柠檬酸对剩余污泥中Zn的去除效果最佳,最佳添加浓度为0.25 mol·L^-1;酒石酸对剩余污泥中Cu的去除效果最佳,最佳添加浓度为0.25 mol·L^-1。研究为电动技术去除剩余污泥中重金属的实践提供了理论参考。     

蚯蚓黏液联合竹炭堆肥对污泥中重金属的影响

重金属积聚于生活污泥中限制了其利用价值,为削弱污泥中重金属有效性和提升其可利用性,向污泥中添加蚯蚓黏液和不同比例竹炭（2%、4%、6%和8%）,以污泥单独堆肥为对照组,探究黏液联合竹炭对堆肥后污泥的理化性质和重金属行为的影响。结果表明,相比污泥单独堆肥,添加黏液提升了污泥pH、电导率（EC）和降低了总氮（TN）、总磷（TP）,添加竹炭后,污泥弱酸性环境进一步改善,有机质（OM）和EC提高,但营养元素仍存在一定流失。在单独黏液堆肥时,重金属总量（Pb、Ni、Cu、Zn和Cd）降低,Pb、Ni、Cd的交换态和碳酸盐结合态向残渣态转化,降低其有效性,随着污泥中添加黏液和不同比例竹炭,重金属总量进一步降低,Pb、Ni、Zn交换态和碳酸盐结合态逐渐向残渣态转化,而Cu有机结合态逐渐向交换态、碳酸盐结合态和残渣态转化,降低Pb、Ni、Zn和升高Cu的有效性。通过相关、回归和主成分分析可知,黏液联合竹炭主要改变EC和OM,分别影响污泥中有效Cu和有效Zn、Pb、Ni。黏液+8%竹炭处理在降低污泥中多数重金属有效性的效果最为显著。     

动电技术对污泥中主要重金属的去除效果研究

选择较理想的电压降,在不同络合剂条件下对污泥中主要重金属的动电去除效果进行研究。结果表明在1.0 V.cm-1电压降条件下,污泥中铬的去除效果以柠檬酸处理最好,其去除率高达67.52%,分别比ED-TA、乳酸处理的高6.31%和6.79%,而这3种络合剂对污泥中铅和镉的去除效果差异不大,去除率分别在60%和80%左右。在1.0 V.cm-1电压降、柠檬酸条件下,污泥中铬、铅和镉的去除率均随时间延长而逐渐增加,处理时间144 h,污泥中铬、铅和镉的去除率均达总去除率的98%以上。经动电技术处理后污泥中铬、铅和镉总量分别为599.84 mg.kg-1、128.88 mg.kg-1和3.38 mg.kg-1,均低于国家污泥农用的重金属控制标准。