废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤淋洗修复效果研究

采用不同浓度的EDTA溶液对废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染的土壤进行土柱淋洗修复试验,研究在不同浓度、不同淋洗速率和不同淋洗时间条件下,EDTA淋洗剂对土壤中重金属的去除效果,并采用连续分级的方法研究淋洗前后土壤中重金属的形态变化.结果表明:(1)用EDTA溶液对表面积为350 cm2,高度为15 cm,重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)含量分别为462.76、2 043、3 260 mg/kg的土壤进行淋洗修复,当淋洗剂浓度为0.01 mol/L、淋洗速率为1 mL/min、淋洗时间为24 h时,淋洗效果最佳,对Cu、Pb、Zn的去除率分别达到57.01％、47.5％、61.6％.(2)用EDTA溶液对重金属污染的土壤进行淋洗,能有效去除土壤中的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机结合态重金属,平均去除率分别为76.02％、60.9％、57.69％;而对残余态重金属的去除效果不太明显.由于以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在的重金属的移动能力及生物有效性都比较高,对环境危害大,EDTA淋洗可以有效去除这几种形态的重金属.因此,用EDTA溶液淋洗法修复重金属污染的土壤是切实可行的.     

不同电压对重金属污染河涌底泥电动修复效果的影响

选用重金属污染严重的河涌底泥作为试验材料,设计了电压分别为20、25和30 V的3组试验,运行5 d,研究了电动修复过程中电压对修复效果的影响.结果表明:增加电压对电动过程中电渗流的影响不大,但提高了处理电流,所有电动修复后底泥的pH低于处理前.在不同电压处理下,阳极附近底泥中Zn、Cu、Ni去除率分别达80%、10%和64%以上.此外,3种重金属在阴极附近底泥中富集,富集程度分别为24%、10%和33%以上,重金属的富集影响总的去除率.考虑去除效果和能耗,25 V电压处理比较合适,阳极附近底泥中Zn、Cu、Ni的去除率分别高达94%、74%和87%,但底泥的总体去除率较低,分别为23%、4%和17%.电动修复对各种形态的重金属都有不同程度的去除,对弱酸态的去除最明显.     

叶酸和蛋氨酸辅助提升单一螯合剂去除土壤重金属的研究

为探究辅助剂在土壤重金属浸提过程中对单一螯合剂的提升效果,通过振荡浸提法分别研究了叶酸(FA)和蛋氨酸(Met)作为辅助剂提升柠檬酸(CA)、柠檬酸铵(AC)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)对铅锌矿区土壤重金属的去除率及影响因素。结果表明:与单一螯合剂浸提相比,FA或Met的加入可显著提高螯合剂对重金属的去除率(P0.05)。在酸性条件下,FA对CA去除土壤Cd和Zn的提升率最高,分别可达10.45%和12.08%,对AC去除Pb的提升率最高,达19.65%;Met对PBTCA去除土壤Cd、Pb和Zn的最大提升率分别为0.22%、8.60%和7.09%。复合浸提剂对土壤Cd、Pb和Zn的去除率随时间增加先上升然后趋于平稳。当混合浸提液pH为4、浸提时间为120 min时,3种重金属的去除率最高可达61.98%、76.57%和49.20%。复合浸提通过显著降低酸溶态、可还原态和部分可氧化态的重金属(P0.05),实现高效修复。研究表明,FA和Met可辅助改进螯合剂的浸提效果。     

微波强化EDDS淋洗修复重金属污染土壤研究

为了快速去除土壤中的重金属污染,采用微波强化[S,S]-乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS,简写为EDDS)淋洗方法,做了微波时间、功率对Cd、Pb、Zn去除效率影响的实验,并用BCR连续提取法分析了微波强化EDDS淋洗对土壤中重金属形态的影响.结果表明,在微波功率900W,时间10 min条件下,EDDS对Cd、Pb、Zn的去除率分别达到29％、89％、71％,比未引入微波时淋洗的各重金属的最高去除率分别提高8％、26％、33％,且明显缩短了处理时间(从6h缩短为10 min).与处理前原土壤相比,土壤在微波辐射淋洗处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态明显降低(其中Cd降低34％,Pb降低90％、Zn降低83％),残渣态增加,从而有效降低了土壤中毒害污染重金属元素含量和重金属可利用性,减轻了污染土壤的生态风险.微波辅助淋洗修复可作为一种重金属污染场地的快速修复技术.     

EDTA强化盐生植物修复Pb、Cd和盐渍化复合污染土壤

为修复重金属和盐渍化复合污染土壤,采用温室盆栽实验,研究了EDTA强化盐生植物景天三七(Sedum aizoon L.)和翅碱蓬(Suaeda salsa)对土壤中Pb、Cd和盐分阴离子(NO_3~-、Cl-、SO_4~(2-))的去除效果。结果表明,EDTA能够促进盐生植物吸收和富集污染土壤中的Pb、Cd,当添加4 mmol·kg~(-1)的EDTA时,对于Pb、Cd中度污染土壤,景天三七对2种重金属的去除率分别为32.59%和36.47%,翅碱蓬分别为22.93%和29.36%;对于Pb、Cd和盐分阴离子复合污染土壤,景天三七对轻度污染土壤中2种重金属的去除率分别为41.37%和47.25%,翅碱蓬对中度污染土壤中2种重金属的去除率分别为36.42%和41.48%,景天三七对3种盐分阴离子的去除率表现为NO_3~-Cl-SO_4~(2-),而翅碱蓬对盐分阴离子的去除效果差异较小。景天三七的生物量明显大于翅碱蓬,植物抗逆性指标显示景天三七耐受Pb、Cd和盐分阴离子的能力更强。EDTA强化景天三七修复实际污染土壤,Pb、Cd的去除率分别达到37.87%和41.61%,NO_3~-、SO_4~(2-)和Cl-分别为59.22%、42.11%和51.65%,能够有效修复重金属和盐渍化复合污染土壤。     

复合淋洗剂对镉污染土壤的淋洗效果

[目的]探讨复合淋洗剂对重金属的淋洗效果。[方法]以镉污染土壤为材料,采用振荡淋洗法研究了CA+CaCl_2、CA+FeCl_3及CA+CaCl_2+FeCl_3组合试剂对土壤中镉的去除效果。[结果]几种试剂在组合条件下对镉的去除率均要高于单一试剂淋洗的去除率,且CA+FeCl_3对土壤中镉的去除效果最好,去除率为86.31%~89.61%。从淋洗前后的镉有效态含量来看,CA+FeCl_3(3∶1)中镉有效态含量最高,达1.794μg/L。形态分析结果表明,经淋洗剂淋洗后,土壤中的可交换态镉大部分被淋洗出来,其所占比例大大降低,可氧化态和残渣态含量比例增加,土壤中活性态镉减少,生物毒性大大降低。[结论]CA+FeCl_3(3∶1)对土壤中镉的去除效果最好,去除率达89.61%。     

长期施肥对砂姜黑土重金属形态特征的影响

在31年的长期定位试验研究基础上,分析了5个不同施肥处理下土壤重金属Cu、Zn、Cd、Pb的含量变化及其分级特征。施肥处理包括CK、NP、M、MNP(等N)及HMNP(高氮)。结果表明,不同施肥处理Cu、Zn含量差异显著,尤其NP处理大幅度提高了土壤中锌的含量。而不同处理对Cd、Pb含量影响不大。5个不同施肥处理下的Cu、Zn、Cd、Pb均以残留态的含量为主,平均占总量为44.4%、45.6%、35.4%以及80.3%。不同施肥处理影响了重金属在各个形态间的分配比例和顺序。Cu、Zn的各个形态的含量表现为残留态>碳酸盐结合态>铁锰氧化态>有机态含量>可交换态,Pb的各形态分配顺序与Cu、Zn完全不同,依次为残留态>有机态>可交换态>酸盐结合态>铁锰氧化态,不同施肥处理影响到各个形态分配的量。不同施肥处理对Cd的形态分配影响较大。在长期NP、MNP施肥下,Cd的含量高低依次为残留态>有机态>铁锰氧化态>碳酸盐结合态>可交换态,而在其它施肥处理下,Cd的含量高低依次为残留态>碳酸盐结合态>有机态>铁锰氧化态>可交换态。     

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。     

长期施肥对砂姜黑土重金属形态特征的影响

在31年的长期定位试验研究基础上,分析了5个不同施肥处理下土壤重金属Cu、Zn、Cd、Pb的含量变化及其分级特征。施肥处理包括CK、NP、M、MNP (等N) 及HMNP（高氮)。结果表明,不同施肥处理Cu、Zn含量差异显著,尤其NP处理大幅度提高了土壤中锌的含量。而不同处理对Cd、Pb含量影响不大。5个不同施肥处理下的Cu、Zn、Cd、Pb均以残留态的含量为主,平均占总量为44.4%、45.6%、35.4%以及80.3%。不同施肥处理影响了重金属在各个形态间的分配比例和顺序。Cu、Zn的各个形态的含量表现为残留态>碳酸盐结合态>铁锰氧化态>有机态含量>可交换态,Pb的各形态分配顺序与Cu、Zn完全不同,依次为残留态＞有机态＞可交换态＞酸盐结合态＞铁锰氧化态,不同施肥处理影响到各个形态分配的量。不同施肥处理对Cd的形态分配影响较大。在长期NP、MNP施肥下,Cd的含量高低依次为残留态＞有机态＞铁锰氧化态＞碳酸盐结合态＞可交换态,而在其它施肥处理下,Cd的含量高低依次为残留态＞碳酸盐结合态＞有机态＞铁锰氧化态＞可交换态。     

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%。     

含磷物质原位化学钝化重金属污染土壤的研究进展

重金属含磷物质原位化学修复是通过添加不同的含磷物质钝化土壤中重金属元素,改变重金属在土壤中赋存状态,降低其生物有效性的一种有效方法。由于操作方便、效果迅速和价格低廉,含磷物质进行重金属污染土壤原位修复被认为是目前有效的修复措施。对目前国内外利用含磷物质钝化重金属污染土壤研究现状进行了综述,就含磷物质种类、修复化学作用机制、影响因子以及其在重金属修复方面的局限性等方面进行了探讨,并提出研究方向。     

杭州市城市土壤重金属的积累和释放潜力及其空间分异

为探明杭州市城市土壤中重金属元素的分布、与土地用途之间的关系以及环境风险,采集杭州城82个样点土壤,分析其重金属含量、形态和释放潜力.结果表明,该市城市土壤中重金属均有不同程度的积累,重金属含量一般以商业区和工业区最高,农业区较低;居民区土壤重金属的积累随居民区建成时间的增加而增加.城市土壤中Cd、Co、Cr和Ni主要以残余态占优势,Cu、Pb和Zn主要以可提取态为主,土地利用方式对土壤重金属形态也有一定的影响.城市土壤重金属的稀酸提取量主要与提取平衡液的pH有关,但大部分研究土壤中酸可提取的重金属量较低.杭州市城市土壤重金属污染具有显著的空间分异特征,严重污染区域大致呈西北-东南走向,包括了城北的大部分地区、市中心和城东南一些地区.     

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。     

太湖沉积物中重金属的垂向分布特征及迁移转化

为了解太湖沉积物中重金属污染的变化特征和迁移规律,选取太湖柱状沉积物为研究对象,测定Cd、Pb、Cu、Cr 4种重金属的总量及赋存形态,分析重金属在垂向上的分布状况及污染程度。结果表明,金属Cd、Pb、Cu、Cr的含量随着深度的增加而降低,并在1950年和1980年出现拐点,其中1980年污染最为严重;湖区分布特征表现为西北部梅梁湾、竺山湾和贡湖湾的重金属污染最为严重,湖心次之;重金属的赋存形态均以残渣态为主,Cd、Pb、Cu、Cr的残渣态分别占59.74%、81.67%、77.81%、97.56%,除残渣态外,Cd和Cu的可交换态含量较高,分别占15.81%、13.62%,而Pb的铁锰化物结合态所占比例较高,平均为11.36%。通过计算淋失比可知,重金属在上层沉积物中的迁移率较高,而下层沉积物中的重金属较稳定,迁移性较弱;分析重金属的形态迁移可知,表层沉积物中重金属的可交换态较多,由细颗粒物质等吸附直接沉淀在表层沉积物中,随着泥沙的运动逐渐向下迁移;随着沉积物中铁锰化物的积累、AVS(酸可挥发性硫化物)积累等环境条件的变化,可交换态向铁锰化物结合态、有机物及硫化物结合态转化。     

鄱阳湖湿地土壤中Cu Zn Pb Cd的形态研究

针对乐安河上游铜矿开采带来的鄱阳湖湖体东部重金属污染的问题，采用Tessier法对鄱阳湖湿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的化学形态以及重金属形态与植物富集的相关关系进行了研究。结果表明。鄱阳湖土壤中Cu、Pb、Zn主要以有机结合态和残渣态为主，水溶态和交换态等生物有效性态含量很少。Cd的水溶态、交换态和铁锰氧化物态较其他元素高。相关分析和偏相关分析均显示植物中重金属含量与其生存环境中的重金属含量直接相关．植物对重金属的富集能力表现出Zn〉Cu〉Cd〉Pb的趋势。     

种植模式对南方旱地重金属含量及其迁移规律的影响

以玉米和大豆为试验材料, 研究了单种、套种对土壤重金属含量及迁移转化规律的影响。试验结果表明, 试验区土壤中Pb、Cd和Zn含量均超过土壤环境质量二级标准(GB 1518-2008).套种时, 非根系和根系土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn含量呈下降趋势, 但与单种无显着性差异, 种植模式对土壤重金属形态影响显着不同, 且根系土壤与非根系土壤差异显着。根系土壤和非根系土壤中Zn、Cu、Fe和Mn以残渣态为主, 占50%以上, 而Pb以铁锰结合态为主, 非根系土壤中铁锰结合态Pb的比例约为40%,而根系土壤约为50%.根系土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd的比例分别占土壤中Cd总量的14.01%~15.82%和9.56%~9.90%,与根系土壤相比, 非根系土壤中可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd的比例分别高0.63~0.85倍和1.38~1.48倍。研究还发现, 大豆和玉米对Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn吸收富集能力显着不同, 且种植模式对植物吸收富集重金属能力也有显着性影响。在试验区土壤中种植大豆和玉米, 重金属在土壤-植物系统中的迁移率都比较高, 从而使作物可食部分重金属含量较高, 大豆中Pb和Cd含量分别超标48.0~53.5倍和24.8~30.8倍, 玉米中Pb和Cd含量分别超标47.2~51.8倍和9.7~15.8.所有试验结果显示, 在试验区种植粮食作物存在较大的健康风险, 且水改旱不能实现试验区土壤重金属污染治理的目的。     

尾矿库尾砂及周边农田土壤重金属形态分布及其生物有效性

采用BCR(community bureau of reference)连续提取法对大宝山矿山槽对坑尾矿库尾砂和周边农田土壤重金属Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了分析.结果表明.尾砂中Cd、Pb、Cu和Zn残渣态占绝对优势,占其总量的百分数均在85%以上.农田土壤中Cd、Cu和Zn都以残渣态为主,分别占其总量的60%、60%和90%以上,Pb以残渣态和可还原态为主,占其总量的93.44%.农田土壤重金属有效性较尾砂大,尾砂和农田土壤重金属生物有效性均以Pb为最高.     

无公害蔬菜生产中的重金属污染及防治

重金属主要以水溶态、交换态、有机结合态等多种形态存在于未经过去毒处理的生活垃圾和工业生产废弃物、工业污水、化学农药之中,土壤累积也会使耕地重金属严重超标。重金属不仅影响蔬菜生长,也给人类健康造成危害,改变重金属的有效态,利用生物技术、换土等方法,可减轻重金属的污染和危害。