不同化学淋洗剂对复合重金属污染土壤的修复机理

化学淋洗技术是一种常用的重金属污染土壤修复技术,化学淋洗剂的选择尤为重要。以乙二胺四乙酸二钠（EDTA）、柠檬酸（CA）和三氯化铁（FeCl3）为化学淋洗剂,采用振荡淋洗法研究淋洗时间与淋洗剂浓度对Cu、Zn、Pb和Cd去除效果的影响,分析重金属污染土壤淋洗前后重金属形态与基本理化性质的变化。结果表明：3种化学淋洗剂对重金属的快速反应阶段基本在60 min内,在240 min达到淋洗平衡,对Pb和Cd的淋洗主要是非均相扩散过程;EDTA、柠檬酸和FeCl3对重金属的去除能力依次为Pb>Cd>Cu>Zn,Cd>Zn>Cu>Pb与Pb≈Cd>Cu>Zn,EDTA的淋洗效率最高,Cd的解吸能力最强;EDTA和FeCl3可有效去除弱酸可溶态与可还原态重金属,柠檬酸能有效去除弱酸可溶态重金属,修复后的土壤仍有环境风险;3种淋洗剂修复后的土壤中总有机碳与粒径分布无明显变化,FeCl3会酸化土壤。综合考虑,EDTA、柠檬酸和FeCl3均为淋洗效果好的环境友好型化学淋洗剂,该研究成果可用于现场淋洗去除土壤中重金属的小试。     

改良剂对重金属复合污染土壤的修复效果

为揭示不同改良剂及其联合施用对重金属复合污染土壤的修复效果,采用室内土壤培养实验和室外盆栽实验相结合,研究不同施用量（10和20 g·kg-1）的蛭石（A）、泥炭（B）和骨粉（C）以及两两组合施用下,改良剂对土壤重金属DTPA有效态、植物（以空心菜为例）生物量、株高以及植物可食部重金属含量的影响。结果表明：不同处理条件下的土壤pH值的提升与空白对照相比变化不显著;单施2%泥炭对土壤重金属Cu、Zn的钝化效果优于其他处理组,相对空白对照组,在第42天2种金属有效态含量分别降低了57.65%和65.55%,而1%蛭石和1%骨粉的混合添加能有效降低土壤中有效态Cd含量,相对空白对照组在第42天有效态Cd含量降低了40.52%;3种改良剂单施和混施对空心菜均具有增产增收的显著效果,且混施改良剂对空心菜增产效果较好;各处理组中空心菜体内Cu、Zn和Cd含量均有显著的降低,其中2%泥炭、1%蛭石+1%泥炭和1%蛭石+1%骨粉处理组分别对空心菜体内Cu、Zn和Cd含量降低效果最好,相对空白对照组分别降低了75.39%、70.75%和75.42%。因此,在该污染类型土壤泥炭、蛭石+泥炭和蛭石+骨粉分别对空心菜吸收土壤中的Cu、Zn和Cd具有较好的阻控效果。     

重金属污染土壤电动力学修复技术

电动力学修复技术是把电极插入受污染的土壤并通入直流电 ,发生土壤孔隙水和带电离子的迁移。土壤中的污染物质在外加电扬作用下发生定向移动并在电极附近累积 ,抽出处理从而被除去。新兴的电动力学原位修复技术去除土壤重金属污染正越来越多地被各国研究人员接受。一系列实验规模的研究和技术已日渐成熟 ,其中Lasagna技术和Electro klean技术已在美国肯塔基州和路易斯安那州等地进行了原位修复     

动电修复不同形态重金属污染土壤效果研究

以钢铁厂附近废地的重金属土壤为对象,研究了动电修复技术去除重金属效果与其各化学形态的关系,讨论了电能消耗。结果表明,同一种重金属,其动电去除效率顺序为交换态碳酸盐结合态Fe-Mn氧化结合态有机结合态残留态,即吸附性越弱的形态,其去除率越高,如交换态去除率95%;吸附性越强的形态,其去除率越低,如有机态和残留态去除率低于29%;对于不同重金属,高移动性和弱吸附性的重金属较弱移动性和强吸附性的重金属去除效果好,即各形态的Cd、Cu和Zn的去除率明显高于相应形态Pb的去除率;能耗分析表明,实验时间超过96 h后,在电能有较大消耗的同时,重金属去除率却提高不明显。     

大豆、龙葵单作和间作对芘污染土壤的修复

土壤多环芳烃(PAHs)污染控制是当前土壤污染防治与保护的热点问题.采用室内盆栽实验,选择PAHs中具有代表性的四环化合物芘(Pyrene)作为研究对象,研究了大豆、龙葵单作和间作对不同浓度芘污染土壤的修复效果.结果表明:低浓度的芘(10 mg/kg)在一定程度上促进了大豆的生长,而高浓度的芘(250 mg/kg)则对大豆的生长有抑制作用;龙葵的生长没有受到芘污染(10~250 mg/kg)的影响;间作对大豆、龙葵的生长均有不同程度的促进作用.污染物芘在大豆和龙葵(成熟期)中的分布情况是:地下部分>地上部分;间作并未对大豆、龙葵中的芘含量造成显著影响.同一污染水平下,不同种植模式的修复效果为:大豆-龙葵间作> 大豆单作 >龙葵单作> 无植物对照.因此,大豆-龙葵间作是一种既能有效修复芘污染土壤,又能充分利用污染土地资源的修复模式.     

重金属与土壤微生物的相互作用及污染土壤修复

阐述了微生物与重金属间的相互作用 ,指出土壤重金属污染影响微生物活性、生物量 ,且重金属对微生物具有一定的生态毒性。可通过微生物的氧化 还原作用、生物吸附富集和溶解作用 ,达到修复重金属污染土壤的目的。     

铬污染土壤的还原稳定化修复

以湖南某工业场地的铬污染土壤为修复对象,投加不同比例的FeSO4·7H2O、FeSO4·7H2O和Ca（OH）2混合物及NaHSO3,通过测定土壤及浸出液中六价铬、总铬以及铬的形态,比较3种稳定剂对该污染土壤的还原稳定化作用。结果表明,FeSO4·7H2O和NaHSO3对铬污染土壤的还原稳定效果都较好,可以有效还原土壤中六价铬并能降低土壤中总铬的浸出浓度。当FeSO4·7H2O投加量为2%时,土壤六价铬和总铬浸出浓度降幅分别达到99.0%和57.5%;当NaHSO3投加量为0.8%时,六价铬和总铬浸出浓度降幅分别达到97.7%和42.2%,与前二者相比,FeSO4·7H2O和Ca（OH）2混合物还原稳定化效果较差。投加FeSO4·7H2O能够将土壤中活性大的可交换态和碳酸盐态铬转化为稳定的有机态和残渣态铬;而NaHSO3主要将可交换态和碳酸盐态铬转化为相对稳定的铁锰氧化态铬,其稳定化效果要差于FeSO4·7H2O。     

土壤重金属污染的植物修复研究进展

详细阐述了植物修复的生理学、分子生物学机制，包括超积累植物对根际土壤中重金属的活化，超量积累植物对土壤重金属吸收及其解毒机理，并就该领域今后的研究方向和存在的问题作了探讨。     

铜污染土壤电动修复研究

应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除。当实验的电场强度为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1%。阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4,而阴极附近则相反,由开始时的6.6逐渐增大到9.1,此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

铜污染土壤电动修复研究

应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除。当实验的电场强度为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1%。阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4,而阴极附近则相反,由开始时的6.6逐渐增大到9.1,此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

不同化学还原体系下铬污染土壤的处理效率

以某场地两种典型铬污染土壤（Soil A和Soil B）为研究对象,探讨了不同药剂对土壤Cr6+的还原效果以及洗脱效果。结果表明,Na2S较FeSO4对土壤中Cr6+有更好的还原效果,还原率和总还原效率均可大于99%;具体工艺参数为：Na2S添加倍数5倍且pH值5~7。FeSO4和Na2S对Cr6+均有很好的洗脱效果,可将两种土壤洗脱液中Cr6+还原完全（未检出）;具体工艺参数：FeSO4添加倍数5倍且pH值5~7或者Na2S添加倍数5倍且pH值5。综合考虑还原和洗脱效果,最优的工艺参数为Na2S添加倍数5倍且pH值5。通过经济性分析,处理1 t污染土壤Soil A和Soil B的药品费用分别为3.55元和59.52元。     

金鱼藻对不同扰动方式下悬浮物的生理响应

以金鱼藻为研究对象,分析悬浮物不同扰动方式(机械扰动和曝气扰动)、扰动强度以及悬浮物浓度对沉水植物生理特性的影响。结果表明,与曝气扰动相比,机械扰动对金鱼藻生理特性影响显著,搅拌强度的增大,金鱼藻叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和POD活性不断下降,60 r/min时下降最快,搅拌强度与POD活性显著负相关。曝气扰动在前期促进金鱼藻的生长,后期抑制其生长,曝气强度4 m3/h时,金鱼藻生理指标降低最大,曝气强度与金鱼藻生理特性相关性不显著。随悬浮物浓度升高,金鱼藻叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量先升高后下降,金鱼藻生长最适悬浮物浓度为0.4~0.8 g/L。     

植物仿生与化学淋洗联合修复Cd污染土壤

采用植物仿生与化学淋洗联合修复技术对重金属Cd污染的工业场地进行修复,使用H2O、1%乳酸、5%乳酸和0.03 mol·L-1 EDTA溶液作为化学淋洗剂进行原位淋洗,通过改变土壤重金属存在形态以增加植物仿生修复技术的效率。同时研究了植物仿生修复装置大小及修复装置填料组成对植物仿生修复技术效率的影响。结果表明,经过3个月的修复,3块实验田Cd含量的降低率分别为81.97%、82.67%和67.67%,均达到国家土壤环境质量标准（GB15618-1995）规定的Cd三级标准。四种淋洗剂中,以EDTA的联合修复效率最高,为82.33%,其余联合修复效率依次为5%乳酸溶液（74.33%）、1%乳酸溶液（71.67%）、H2O（67.67%）。相关性分析表明,土壤Cd含量与乳酸呈负相关,差异显著;与EDTA呈负相关,差异极显著。植物仿生修复3个月后φ=5.0 cm的植物仿生修复装置的修复效率较φ=2.5 cm的高1.21倍;填料中增加5%赤泥对植物仿生修复效率无明显影响。     

Mercury transfer from soil to olive trees. A comparison of three different contaminated sites

Mercury contents in soil and olive tree leaves have been studied in 69 plots around three different source areas of this element in Spain: Almadén (Ciudad Real), Flix (Tarragona) and Jódar (Jaén). Almadén was the world’s largest cinnabar (HgS) mining district and was active until 2003, Flix is the oldest Spanish chlor-alkali plant (CAP) and has been active from 1898 to the present day and Jódar is a decommissioned CAP that was active for 14 years (1977–1991). Total mercury contents have been measured by high-frequency modulation atomic absorption spectrometry with Zeeman effect (ZAAS-HFM) in the soils and olive tree leaves from the three studied areas. The average soil contents range from 182 μg kg^?1 in Flix to 23,488 μg kg^?1 in Almadén, while the average leaf content ranges from 161 μg kg^?1 in Jódar to 1213 μg kg^?1 in Almadén. Despite the wide range of data, a relationship between soil–leaf contents has been identified: in Almadén and Jódar, multiplicative (bilogarithmic) models show significant correlations (R?=?0.769 and R?=?0.484, respectively). Significant correlations were not identified between soil and leaf contents in Flix. The continuous activity of the Flix CAP, which remains open today, can explain the different uptake patterns for mercury, which is mainly atmospheric in origin, in comparison to the other two sites, where activity ceased more than 10 years ago and only soil uptake patterns based on the Michaelis–Menten enzymatic model curve are observed.     

不同洗脱剂对有机氯农药污染场地土壤修复效果比较

为了筛选出能有效修复有机氯农药污染土壤的洗脱剂,选取了16种洗脱剂对2种复合有机氯农药(六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)、氯丹和灭蚁灵)污染场地土壤进行超声洗脱修复。结果表明,对于HCHs和DDTs复合污染土壤,乙酸乙酯和丙酮对HCHs的洗脱率最高,分别为87.6%和87%,其余有机溶剂对其洗脱率也在70%以上。乙酸乙酯和丙酮对于DDT仍为最优,分别为86.9%与78.4%,其余有机试剂对DDT的洗脱率在60%以上。相对于有机溶剂,表面活性剂对HCHs和DDTs复合污染土壤的洗脱效果不好,总洗脱率均低于4%。同样,对于氯丹和灭蚁灵复合污染土壤,有机溶剂的洗脱效果也明显优于表面活性剂。有机溶剂对灭蚁灵的洗脱率,除了正丙醇较低(63.5%)外,其余均在80%左右。对氯丹的洗脱率,除石油醚(59.6%)、正己烷(49.3%)和正丙醇(42%),其余均在70%以上。相同摩尔浓度的表面活性剂中,吐温80对氯丹的洗脱率为54%,环糊精为20%,鼠李糖脂和曲拉通100为13%左右,其余则小于5%,吐温80对灭蚁灵的洗脱率为29.6%,曲拉通100的为12.4%,鼠李糖脂为5.7%,其余则更低。因此,高效低毒的有机试剂,如乙酸乙酯、丙酮和乙醇等可作为有机氯农药污染土壤修复的首选。     

磷石膏渗滤液在不同渗漏运移模式下电阻率分布特征

为评估电阻率法监测磷石膏堆场渗滤液运移过程的有效性,首先采用自制电阻率四极装置测试渗滤液污染土的电性特征,随后针对表层单点渗漏、内部岩溶管道多点渗漏2种模型开展不同时段渗滤液运移监测物理模拟实验,并加入岩溶水进行空白对照实验。结果表明,渗滤液及其污染土电阻率随渗滤液浓度增加呈递减趋势,且低浓度区间变化更为剧烈;在表层单点入渗过程中,渗滤液主要进行横向运移,并逐步形成漏斗状渗漏形态,而管道渗漏模式下渗滤液以四周扩散方式运移;加入岩溶水后,借助电阻率差异能够区分相同含水率下的污染区与未污染区;最后借助一种常用的电阻率法——高密度电法 (ERT) 对贵州省某磷石膏堆场进行实测,得到的低阻体范围与堆场位置存在较好对应关系,验证了前述实验结果。电阻率法可用于监测磷石膏堆场渗滤液在地表及地下管道内的渗漏过程及污染分布。     

不同化学氧化剂对氯苯类污染土壤修复效果比较

采用不同投放方式、不同水土比、不同氧化剂量对比研究高锰酸钾、过硫酸钠、过氧化氢以及Fenton试剂4种常见强氧化剂对土壤中氯苯类污染物的去除效果。结果表明,泥浆化投放方式好于喷洒;水土比的增加对去除效果有促进作用;不同氧化剂对定量氯苯类污染物的去除存在各自的最佳投放剂量。4种常见强氧化剂对土壤中氯苯类污染物去除效果较好的是过硫酸钠与高锰酸钾,高锰酸钾处理后因回收液中含有部分污染物,因而不能有效地将污染物氧化从环境中去除。过硫酸钠以喷洒为投加方式、水土比2∶10、投放剂量0.16 mmol/g时对模拟污染土壤中氯苯类的去除率能达94%以上;过硫酸钠与土壤制成泥浆方式、水土比为10∶1、投加量0.15 mmol/g时,对氯苯类去除率达95%以上,其中氯苯去除率高于邻二氯苯。     

污染场地不同深度土壤有机-矿质复合体中有机氯农药的分布

采用物理方法将某农药厂土壤分成4种粒径的有机-矿质复合体组分,粘粒、粉粒、细砂和粗砂,研究有机氯农药在土壤不同有机-矿质复合体组分中的分布特征及有机质含量对污染物质赋存分布的影响。结果表明,粉粒组分中污染物质六六六含量较高,粘粒组分中滴滴涕含量较高。粘粒和粉粒组分中污染物质的含量与相应的有机质含量间呈现显著相关关系,而在细砂和粗砂中这种相关性不显著。lgKoc值与污染物质含量的相关性分析结果与有机质的相关性分析结果相似。有机质可能是影响场地土壤有机氯农药分布的重要因素之一。本研究的结果可为污染场地的风险控制和环境修复提供基础依据。     

交流电场频率对柳树-东南景天混栽修复镉污染土壤的影响

单一植物吸收的方法修复镉 (Cd) 污染土壤效果欠佳,交流电场联合植物可以更好地提高土壤Cd污染的治理效率。通过优化电场频率等参数可以提高土壤Cd的移动性,促进植物吸收土壤Cd。采用土壤盆栽试验的方法,研究交流电场频率 (50、300 Hz) 对竹柳3号和东南景天混种条件下土壤理化性质、Cd有效性、植物生长和Cd吸收积累能力的影响。与对照 (没有施加电场) 相比,300 Hz电场处理的土壤pH值显著降低了0.13。电场频率的提高显著提升了土壤Cd的有效性,300 Hz频率电场处理的土壤有效态Cd质量分数显著高于对照35.00%。交流电场促进了植物生长,柳树和东南景天的株高、生物量、叶片SPAD值及根系形态指标在外加50、300 Hz交流电场时均得到提高。交流电场降低了柳树各部分和东南景天地下部Cd质量分数,其中50 Hz处理柳树叶片、枝条、树干、根系和东南景天地下部Cd质量分数较对照分别降低22.16%、29.82% (P<0.05) 、1.49%、15.91% (P<0.05) 、31.81% (P<0.05) 。相反,电场频率的提高有利于东南景天地上部Cd质量分数增加,50、300 Hz处理东南景天地上部Cd质量分数较对照分别增加43.37%、55.18% (P<0.05) 。交流电场提高了植物对土壤Cd吸收积累,但不同的电场频率对植物Cd修复效率影响不同,50、300 Hz交流电场下植物地上部分总Cd积累量较对照分别显著增加24.04%、21.24%。从这2种植物上看,50 Hz交流电场更能提高柳树Cd修复效率,300 Hz交流电场更提高能东南景天Cd修复效率。本试验装置成本较低,修复效果较好,对于电场频率增强植物修复Cd效率具有很大参考价值,有较好的应用前景。