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。     

堆肥污泥重金属在黄土层中的淋溶迁移试验

采用经强化重金属后的堆肥污泥作为淋溶土柱的重金属来源,通过土柱淋溶试验,研究了堆肥污泥Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 5种重金属在黄土层中的垂直迁移特征,探讨了堆肥污泥施用量及不同淋溶水量对黄土层中重金属迁移分布的影响。结果表明,Cd、Ni的淋溶迁移性较好,Pb、Cu、Zn整体迁移性较差。Cd和Cu随淋溶水量增加淋出作用明显增强,增大淋溶水量对Ni和Pb的淋出影响无明显增强,表层土中Zn、Ni、Pb含量随淋溶水量增大而累积,深层土情况各异。     

土法炼锌区土地复垦的重金属迁移特征

[目的]分析废渣及炼锌区附近污染土壤剖面的Pb、Zn、Ed的分布特征。[方法]在废弃地上和废弃地附近耕地各选择1个点进行分层采样．在每个剖面的同一深度的不同位置采集3个样品,采用客土法进行复垦,在废弃地上设计10个处理,进行废渣重金属迁移模拟试验,研究废渣中Pb、Zn、Cd迁移规律。[结果]废渣表层Pb、知、CA分别为3453、5678、23mg／kg,废渣剖面上重金属含量基本一致。冶炼区附近表层土壤Pb、Zn、CA分别为325、523、9．6mg/kg,污染重金属向下逐渐迁移。废渣重金属向上层土壤没有明显的迁移。Pb向下层土壤几乎没有明显迁移,Zn和Cd向下层土壤有明显的迁移,Cd的迁移性最大。[结论]隔离层能有效控制废渣重金属向下层土壤的迁移。     

3 代木麻黄林系统重金属的分布和迁移特征

对海南岛滨海沙土上3 代木麻黄林生态系统中重金属元素的分布与迁移特征进行研究。结果表明：（1）滨海沙土重金属含量顺序为Cu>Zn>Pb>Ni>As>Cd,3 代木麻黄植物各个部位中,重金属元素分布各异,总体木麻黄林地上部分重金属含量高于地下部分,3 代木麻黄林中Zn、Cu 和Pb 元素含量都位列前3 位;（2）第1、2、3 代木麻黄林对Cd 均有较强的富集能力,Cd 元素的富集系数分别为13.1269、7.0090 和10.8176,远高于其他元素;（3）第1、2、3代木麻黄对Zn 元素的迁移系数和富集系数分别为2.0946、1.7105、3.9634 和3.6745、1.9651、5.7165,木麻黄植株内Zn元素远高于其他元素。     

低分子有机酸淋溶对土壤中重金属Pb Cd Cu和Zn的影响

采用原状土柱进行模拟淋溶试验,比较研究了3种低分子有机酸条件对土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的影响,以及HPO2-4对低分子有机酸淋溶土壤中重金属的影响.结果表明,3种低分子有机酸淋溶液对供试土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有解吸作用.相同低分子有机酸浓度淋溶条件下,在对Pb和Cd的淋溶中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸>草酸.低分子有机酸浓度的增加有利于对土壤中重金属的解吸.重金属形态分析结果表明,土壤中重金属的解吸部分主要来自水溶态、可交换态和碳酸盐结合态3种形态,淋溶过程与重金属的形态分布情况有关.HPO2 4的加入对解吸过程产生抑制作用.     

盐分胁迫下番茄盐分离子和重金属的分布特征

采用盆栽试验方法研究了不同盐分含量处理下番茄不同器官盐分离子(Na+、K+、Ca2+)和重金属离子(Cd2+、Pb2+、Cr2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+)的分布特征,探讨盐分离子对番茄不同器官吸收重金属离子的影响机制,为重金属污染盐渍土壤的农业可利用性评价提供科学依据。结果表明,番茄根、茎、叶和果实Na+含量均随盐分含量增加而增加;番茄根K+含量随盐分含量增加小幅上升,茎K+含量则显著下降,叶K+含量无显著变化;番茄各器官Ca2+含量随盐分含量增加无明显变化。番茄根Cd、Pb、Cr、Zn和Cu含量以及番茄茎、叶Cd含量均随盐分含量增加而增加;番茄根Ni含量、番茄茎叶Pb、Cr、Ni、Zn和Cu含量以及番茄果实各重金属含量受盐分含量变化影响不大。因此,土壤盐分含量的增加对番茄根部吸收重金属(Ni除外)有促进作用。     

脱水污泥堆肥过程中养分、有机质与重金属的变化特征

对城市脱水污泥在堆肥过程中的氮、磷等主要养分、不同有机物以及铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)4种重金属的变化特性开展研究,分析不同有机物与有效态重金属之间的相关关系。结果表明:堆肥结束时,总氮、铵态氮含量分别降低了18.57%、13.93%,硝态氮含量增加了7.69%,速效磷含量增加了100.35%。堆肥期间不同有机物含量的变化趋势不同,堆肥结束时污泥有机质、溶解性有机物含量分别下降了50.92%、12.11%,而腐殖酸、富里酸、胡敏酸的含量分别增加了59.77%、30.85%、218.66%,胡敏酸、富里酸的比值从0.10上升到0.24。在堆肥结束时4种重金属总量都高于堆肥开始时的含量。有效态重金属含量在堆肥结束时最低,此时分别占重金属总量的28.13%、23.76%、11.08%、25.33%。污泥堆肥过程中不同有效态重金属和不同参数之间的相关性存在明显差异。     

覆膜种植下重金属在土壤-莴苣的迁移特征

通过田间种植莴苣试验,研究地膜覆盖对农田土壤中重金属迁移转化的规律。结果表明,地膜覆盖能有效降低重金属向地上部分转移,在同等种植方式下,通过地膜覆盖,Cu、Fe、Zn、Pb 和Cd 以残余态的方式被吸附在土壤中,其在土壤中的含量分别增加了1.5、4.6、3.8、0.2、0.1 mg/kg;而在莴苣植株中的Cu、Fe、Zn、Pb 和Cd 以游离态转移到土壤中,茎内的Cu、Fe、Zn、Pb 和Cd 分别减少0.6、16.8、10.8、0.03、0.01 mg/kg,叶内的分别减少0.09、5.5、2.3、0.16、0.03 mg/kg。结果表明覆膜使重金属以残余态的方式被大量吸附在土壤中,可以提高莴苣的产量,且食用安全性显著提高。     

烟草和卷烟中重金属迁移分配的研究进展

重金属对环境的危害已经受到广泛的重视,烟草的重金属安全性也引起了人们的广泛关注。从烟草中重金属的来源、烟草中重金属的分配积累及其影响因素、卷烟和烟气中重金属的迁移等三个方面进行了综述,指出控制重金属的关键为吸收、分配、加工、过滤和人体吸收等环节,并对烟草重金属控制方法、地域和品种之间的差异、烟株对重金属的吸收分配机理和影响因素、烟草重金属相关限量标准的制定等方面提出建议,以期为控制烟草和卷烟中的重金属提供参考。     

上海市公路雨水径流中重金属的形态及分布特征

对上海市内环高架一段路面的5场降雨径流进行监测,分析了典型降雨-径流事件中固体颗粒物的粒径分布特征和各个颗粒粒径范围内重金属的含量.结果表明:径流中悬浮固体主要由粒径<250μm的颗粒组成;颗粒态重金属是径流中污染物输出的主要形态; SS和重金属都表现出了较强的初期冲刷效应.通过拦截路面径流初期20%～30%的径流量,能够去除路面径流中大部分的SS和重金属等主要污染物.因此,去除固体悬浮物是治理上海公路径流重金属污染的有效途径.     

猪粪沼渣水热炭中重金属浸出特征研究

水热炭化(HTC)是处理沼渣等高含水率废弃物的有效途径,为明确猪粪沼渣(M-R)经HTC后其中重金属的浸出特征,以190℃和250℃制备的猪粪沼渣水热炭(M-190、M-250)为研究对象,探讨其中Zn、Cu、As、Pb和Cd的总量及其在不同pH条件下的浸出特征。结果表明:M-190、M-250与M-R相比,Zn分别增加4.12%、18.99%,Cu分别增加7.00%、14.00%,As分别增加26.57%、289.70%,但Pb和Cd的总量经HTC后有所降低。猪粪沼渣水热炭中溶解态重金属含量显著(P0.001)低于M-R,且M-250显著(P0.001)低于M-190,其中M-250中溶解态Zn、Cu、Pb和Cd的含量较M-190降低了50.99%、95.50%、66.47%、100.00%。pH值为2时,水热炭中重金属浸出量最大,但随着pH的增加浸出量急剧下降,当pH在4~10范围内时,各重金属浸出量维持在相近水平。研究表明,HTC对M-R中的Zn、Cu和As有浓缩作用,适当提高HTC温度可降低猪粪沼渣水热炭中溶解态重金属含量。此研究不仅有利于猪粪沼渣水热炭的安全性评价,而且HTC技术为粪污的无害化处理提供有效途径。     

土壤重金属的醋酸淋洗效果及其对地下水的影响评估

为探究醋酸作为土壤化学淋洗剂去除重金属的效果和对环境的影响,采用土柱模拟耕层原位淋洗的方法,探究了0.8、1.0、1.5 mol·L^-13种浓度的醋酸对4种类型土壤中重金属的去除效果、迁移特性、形态变化,以及对土壤主要理化性质的影响。结果表明：醋酸淋洗对酸性和弱酸性污染土壤的重金属淋洗效果比较好,其中醋酸浓度在1.0 mol·L^-1以上时Cd的去除效果达到40%～60%,但对Pb、Cu、Zn的去除效果较差,各种醋酸浓度下去除率均低于20%。醋酸淋洗主要去除表层土壤中可交换态和可还原态的Cd,被淋洗的Cd在20～40 cm底土层部分截留。以1.0 mol·L^-1的醋酸淋洗土壤不会对土壤主要养分元素含量造成显著影响(P<0.05),但是淋出液Cd、Pb的浓度高于Ⅳ类地下水标准。因此,1.0 mol·L^-1为醋酸淋洗去除土壤Cd的较佳浓度,Cd含量低于0.6 mg·kg-1的轻微污染酸性土壤可望达标,但是淋出液中Cd、Pb存在污染地下水的风险,实践中应当与深层固定等配套技术联用。     

放射性锆在红壤中的淋溶特性研究

采用模拟土柱法研究了放射锆（^95Zr)在两种红壤（泮畈红壤和红黄壤）中的淋溶特性和垂直迁移。结果显示：1）淋溶收庥水中^95Zr的含量甚微，接近于0，且随着总淋溶水量的增加（250-750ml)，淋溶水中^95Zr的总量几乎没有变化，表明^95Zr一旦被土壤吸附，则不易被水流解吸；（2）滞留于土壤中的^95Zr绝大部分分布在土壤表层，泮畈红壤和红黄壤分别有90.05%-97.47%和96.02%-97.16%的^95Zr滞留于0-0.4cm土层范围内，表明二种红壤^95Zr均有较强的吸附能力；比较其变化动态，红黄壤对^95Zr的吸附能力略强于泮畈红壤。     

淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响

采用淹水培养方法研究了不同氮水平(100、200和400 mg/kg,分别记为1、2、3)下普通尿素(PU)、硫包膜尿素(SCU)、树脂包膜尿素(PCU)和硫加树脂双层包膜尿素(SPCU)对污染红壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效性的影响.结果表明,不同包膜尿素对土壤pH值和水溶性SO42-含量有较大影响.各施氮处理红壤pH值随着施氮量的增加(除5d时PU和60 d时SCU)而增加,不同包膜尿素对土壤中水溶性SO42-含量有较大影响,在同一施氮水平下不同包膜尿素处理间土壤pH值和土壤中水溶性SO42-含量差异较大.60 d培养期间PU、SCU、PCU和SPCU处理pH值比对照分别升高0.17-0.38、0.08-0.27、0.07-0.36和0.10-0.21;水溶性SO42-含量PU、SCU和PCU处理比对照分别升高39.5％-157.3％、40.9％-94.5％和7.55％-55.8％,而SPCU处理降低5.67％-90.7％.不同尿素类型和氮肥的施用量对红壤Cd、Pb、Cu和Zn有效性的影响均存在显著差异.60 d培养期间红壤有效态Cd含量以树脂包膜尿素100 mg N/kg下最低,其有效态Cd含量比对照显著降低20.7％-69.8％;有效态Pb、Cu和Zn含量以普通尿素400 mg N/kg下最低,其有效态Pb、Cu和Zn含量比对照分别显著降低17.0％-54.2％、18.5％-34.6％和15.6％-59.5％.随施氮量提高,PU处理有效态Cd含量先升高后降低,有效态Pb、Cu和Zn含量逐渐降低;SCU处理有效态Pb含量逐渐降低,有效态Cd、Cu和Zn含量变化规律不一致;PCU处理有效态Cd含量逐渐升高,有效态Pb、Cu和Zn含量变化规律不一致;SPCU处理有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量逐渐降低.有效态Pb和Zn含量与pH值和水溶性SO42-含量呈显著负相关,有效态Cd与水溶性SO42-含量呈显著正相关.在多重金属污染红壤中,可考虑不同控释氮肥的配合使用,降低土壤中重金属的有效性.     

不同矿物药材中重金属、有机质和浸出物含量的分析

【目的】系统测定和分析8种矿物药材生品和煅制品中的重金属、有机质和浸出物含量,为矿物药材的质量控制提供科学依据。【方法】以自然铜、花蕊石、鹅管石、海浮石、银精石、金精石、金礞石和青礞石为供试矿物药材,采用原子吸收光谱法、原子荧光光谱法测定其重金属(Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As)含量,采用重铬酸钾氧化-外加热法测定有机质含量,按照药典中规定的浸出物测定方法测定浸出物含量。【结果】矿物药材样品中重金属、有机质和浸出物的含量在不同药材间以及同种药材的生品与煅制品间差异显著,其中8种矿物药材生品中Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As含量分别为1.58~10 646.35,7.16~267.95,1.87~79.15,0.00~32.52,0.004~0.799,7.62~134.54 mg/kg,煅制品中的含量分别为2.21~2 357.54,6.50~135.47,2.00~16.23,0.00~28.22,0.000~0.177,4.56~192.81mg/kg;8种矿物药材生品和煅制品中有机质含量分别为2.10~115.32和0.89~9.36 g/kg;8种矿物药材生品和煅制品中水提冷浸法获得的浸出物含量分别为0.25%~4.99%和0.50%~3.24%,水提热浸法分别为0.37%~3.92%和0.25%~3.26%,醇提冷浸法分别为0.23%~1.45%和0.16%~1.29%,醇提热浸法分别为0.20%~1.47%和0.19%~1.53%。【结论】重金属、有机质、浸出物含量在8种矿物药材中差别很大,且各指标含量之间并不具有特定的规律性,需进一步结合相应的药理试验结果,才能科学合理的制定出矿物药材的质量标准。     

典型固废处理处置场周边土壤重金属污染特征和成因分析

为探讨典型固废处理处置场周边表层土壤重金属污染特征和污染来源,以浙江两家典型危废处理处置场和一家生活垃圾处理处置场周边作为研究区域,采集并测定表层土壤样品中5种重金属(Cd、Hg、As、Pb、Cr)的含量。运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对重金属的污染特征进行评价;采用多元统计法分析重金属来源。结果表明:研究区土壤中Cd为首要污染物,三家固废处理处置场分别有56.25%、50.00%和58.82%的点位达轻度污染等级及以上;多元统计分析表明,不同处理处置场周边重金属来源不同,其中危废处理处置场周边Cd、Hg、As和Pb主要受处置危废种类、处置模式等因素影响,Cr主要受自然因子和历史原因影响。研究区土壤Cd潜在生态风险程度最高,三场地潜在生态风险指数分别为604.26、1 473.08和165.13,其次为Hg,三场地分别为202.99、441.83和139.64。研究表明,危废处理处置场周边土壤污染比生活垃圾处理处置场周边严重,为重度污染,主要污染物为Cd、As和Cr。危废处理处置场周边土壤潜在生态风险程度较生活垃圾处理处置场高,且分布较不均匀,应引起警惕,予以重视。     

重金属存在下微塑料对环丙沙星的吸附特征及机制研究

为了揭示微塑料在重金属与抗生素共存体系中的吸附特征,以聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)为典型微塑料,以环丙沙星(CIP)作为目标抗生素,以Cu、Cd为重金属代表,通过批量吸附试验研究了重金属存在下微塑料对CIP的吸附行为及机理。结果表明:PA和PVC两种微塑料对CIP的吸附同时符合Langmuir方程和Freundlich方程,由Langmuir方程拟合得到的CIP对PA和PVC的最大吸附量分别为1.846 mg·g~(-1)和1.862 mg·g~(-1)。不同pH下两种微塑料对CIP的吸附呈现先增加再降低的趋势,pH为6时吸附量达到最大。重金属Cu、Cd存在下的吸附等温线更符合Langmuir方程,Cu的存在显著促进了微塑料对CIP的吸附,而Cd的存在抑制了微塑料对CIP的吸附,Cu、Cd没有改变吸附量随pH变化的趋势。PVC对CIP的吸附以物理吸附为主,PA吸附CIP的机制包括酰胺基与羰基间氢键的产生,此外静电相互作用、极性作用也是两种微塑料吸附CIP的重要机制。研究表明,重金属Cu、Cd存在下,可以改变微塑料对CIP的吸附量,但不会对PA、PVC吸附CIP的机制产生影响。     

猪粪中重金属元素含量及其变化特征分析

为研究猪粪中重金属含量及其变化特征,以天津市某猪场为例,连续4年开展猪粪中7种主要重金属的定位监测,分析猪粪中重金属元素含量及其季节性和周年性变化规律。结果表明：猪粪中重金属种类以锌（Zn）、铜（Cu）、铬（Cr）为主,平均含量分别为（1 192.37±153.33）、（188.67±40.53） mg·kg^-1和（83.76±58.79） mg·kg^-1,铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）和汞（Hg）含量相对较低,平均含量分别为（4.51±2.57）、（0.98±0.75）、（0.22±0.04） mg·kg^-1和（0.021±0.004） mg·kg^-1。猪粪中主要重金属含量在不同年份、不同季节均表现出一定的差异性： Zn含量的年度差异在秋季最小、冬季最大;Cu含量年度差异在春季最小、夏季最大;Cr含量年度差异在秋季最小、夏季最大;Pb含量年度差异在冬季最小、夏季最大;Cd含量年度差异在夏季最小、秋季最大;不同季节As和Hg含量的年度差异均表现明显,且在冬季差异最大。研究表明,猪粪中重金属含量受季节、生长阶段、饲料配比以及防病抗病等因素的影响,应从源头严格控制饲料添加剂的用量,确保猪粪的高效资源化利用和粪肥的农田安全利用。