生物炭施用对污染红壤中重金属化学形态的影响

采用BCR分级提取的方法研究了2种不同生物炭施用对污染红壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb化学提取形态的影响.结果表明,生物炭施用提高了土壤pH值和有机质含量.实验土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb均主要以残渣态存在(分别为86.11%、63.30%、66.24%、50%),施用鸡粪生物炭(P)后Cu、Cd和Pb的可还原态比例降低,Zn可还原态与Cu、Zn、Cd、Pb的酸可提取态和可氧化态的比例都有所增加.施用木屑生物炭(W)后Zn、Cd和Pb的可还原态比例降低,Cu、Zn、Cd和Pb的酸可提取态,Cu可还原态及Cu、Zn可氧化态的比例增加.总体来看,施用木屑生物炭(W)和鸡粪生物炭(P)后,Cu和Zn的残渣态所占比例分别降低了9.3%、27%,3.7%和16%,而Cd和Pb的残渣态比例分别增加了3.6%、3.0%,4.5%和3.7%,表明施用2种生物炭可以增加Cu和Zn的生物有效性,且施用P生物炭后增加的比例大于施用W生物炭;降低Cd和Pb的生物有效性,但施用2种生物炭后降低的比例相差不大.     

不同比例羟基磷灰石对沉积物中重金属形态影响的比较

通过考察模拟污染沉积物中重金属的形态分布规律,研究不同比例的羟基磷灰石对污染沉积物中不同重金属的固定化效果.结果表明:羟基磷灰石掺杂后重金属残渣态的质量分数变化不大,但随掺杂比例的加大,Pb,Cd,Zn由可交换态向其他结合态转化的质量分数增加,Cu由碳酸盐结合态向其他结合态转化的质量分数增加.羟基磷灰石的掺杂导致可交换态和碳酸盐结合态Pb的质量分数之和下降,当掺杂物质的量比为6时,质量分数为25.5%～36.1%的可交换态和碳酸盐结合态的Pb转化为其他较稳定的结合态,但对Cd,Cu,Zn的影响较Pb小.     

阿哈水库沉积物重金属形态分布及生态风险评价

采用SWB-1型柱状采泥器采集阿哈水库沉积物柱状剖面样,利用BCR连续提取法研究沉积物样品中Cu,Zn,Cd,Pb的赋存形态分布特征,并采用基于重金属形态学研究的次生相与原生相比值法(RSP)对沉积物中4种重金属的潜在生态风险进行了初步评价.结果表明:Zn,Pb,Cu,Cd 4种元素的总量分别为:294.74,43.64,38.68,1.91mg/kg,其中Cu主要以残渣态存在;Zn,Cd主要以弱酸溶态、可还原态和残渣态存在;Pb主要以可还原态和残渣态存在.从RSP污染指数分析,阿哈水库沉积物中4种重金属的潜在生态风险从大到小依次为Cd,Zn,Pb,Cu.     

利用化学萃取法研究长春市土壤重金属化学形态及其影响因素

利用化学萃取法研究长春市土壤重金属化学形态, 分析其化学形态与土壤负荷水平、 理化性质的关系表明, 土壤中Pb和Cu主要以残渣态和有机结合态为主; Cd主要以残渣态和交换态为主; Zn主要以残渣态和铁锰氧化态为主. Cd的活性形态含量最高, 为31.98%. 交换态Cd和Zn含量及活性与土壤重金属负荷水平呈正相关; Cu和Pb铁锰氧化态的含量随负荷水平增加而下降; Zn和Pb碳酸盐结合态与负荷水平无关. 交换态Cd与土壤阳离 子交换量呈显著正相关, 而Cd的活性与土壤阳离子交换量呈显著负相关; 在碱性条件下, Cd, Cu, Pb和Zn的碳酸盐结合态与pH呈正相关; 重金属铁锰氧化态含量随着氧化还原电位的增加而降低, 而残渣态相反. Cu有机结合态与有机质呈显著正相关.     

兰州市城关区街尘重金属的分布特征、赋存形态及环境风险评价

对兰州市城关区地表灰尘中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd 5种重金属的质量分数及存在形态进行分析研究.结果表明:兰州市城关区街尘中的Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的质量分数分别是8.568×10~(-5)、2.274×10~(-4)、9.636×10~(-5)、9.478×10~(-5)、8.40×10~(-7),均高于世界、中国、兰州市土壤元素背景值,但在全国范围内处于中等偏下水平.商业区Cu、Pb、Cr质量分数最高,居民区Zn、Cd质量分数最高,各功能区之间街尘重金属元素的质量分数不存在显著差异.Cu、Zn、Pb、Cr在街尘中主要以残渣态形式存在,Cd以铁锰氧化物形式占比最高.5种重金属的生物有效性为CdZnCu、CrPb.潜在生态风险评价法结果表明商业区、居民区和高校校园街尘重金属达到中等水平潜在生态危害,其中Cd污染贡献最大.     

污泥农用对碱性土壤重金属元素形态分布的影响

采用一种新的连续浸提方法,研究污泥长期(8 a)施用对碱性土壤中Zn、Cu、Ni、Cd和Pb元素的总量及元素形态分布的影响。结果表明:污泥农用显著增加了土壤中Zn、Cu、Cd和Pb元素的总量,而对Ni元素的总量无显著影响;土壤中Zn、Ni、Cd和Pb元素的主要存在形态为残渣态(61%~84%),其次为乙二胺四乙酸(EDTA)提取态,而Cu元素主要为EDTA提取态(42%);污泥农用对土壤中Ni和Pb元素的形态分布无显著影响,但提高了Zn、Cu和Cd元素的EDTA提取态、Zn和Cu元素的有机质结合态以及Cd元素的残渣态比例,而且减小了Zn元素的残渣态、Zn和Cu元素的晶体铁铝氧化物结合态、Cu元素的醋酸-醋酸钠提取态以及Cd元素的可交换态比例;土壤重金属总量、p H和有机质含量是影响重金属元素形态分布的主要因素。     

植物修复收获物热解制备生物炭过程中重金属的稳定性研究

基于重金属污染土壤植物修复过程中产生大量含重金属的生物质收获物,以含重金属芦竹收获物为研究对象,通过在芦竹收获物中添加化学固定材料,研究其热解制备生物炭过程中As,Cd和Pb等重金属的稳定与富集特征。研究结果表明:热解过程中生物质中重金属主要富集在生物炭中,其质量分数及存在形态明显受热解温度、热解时间、固定材料种类及添加量等因素影响;在250℃下添加0.5%(质量分数,下同)的Na OH、热解0.50 h,生物炭产率达到86%;芦竹生物质热解制备生物炭过程中As的稳定适宜条件为在300℃添加2%Na OH,热解2.00 h;Cd的稳定适宜条件为在250℃添加5%Fe Cl3,热解0.50 h;Pb的稳定适宜条件为在400℃添加5%Ca CO3,热解1.00 h;添加Fe Cl3热解得到的生物炭比表面积达到0.31 m2/mg,重金属固定率提高;添加固定材料Na OH后热解制备的生物炭中As主要以残渣态存在,添加Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中As主要以可氧化态存在;添加Na OH,Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中Cd主要以残渣态存在,Pb主要以可氧化态存在。     

干旱区绿洲土壤中Cd,Pb,Zn形态分布与芹菜有效性

以干旱区绿洲耕层土壤为研究对象,通过盆栽试验,利用Tessier连续提取法研究了原状土以及外源可溶性重金属Cd,Pb,Zn加入土壤后重金属形态分布,分析了土壤中重金属不同化学形态与芹菜有效性之间的关系。结果表明:原状土壤中Cd主要以铁锰氧化态和碳酸盐结合态形式存在,Pb和Zn主要以残渣态形式存在;随着重金属负荷的增大,三种重金属各形态质量分数均有不同程度的提高,Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主要赋存形态,Pb和Zn均以碳酸盐结合态和铁锰氧化态为主要赋存形态。实验土壤中,对芹菜Cd吸收量贡献最大的分别为可交换态和碳酸盐结合态,对Pb吸收量贡献最大的分别是碳酸盐结合态和铁锰氧化态,对Zn吸收量贡献最大的分别是碳酸盐结合态和可交换态。     

重金属在油菜秆热解过程中的迁移规律

以含重金属油菜秆为研究对象,采用热重分析仪研究其热解特性,采用管式炉热解装置研究热解温度和热解时间对Cd,Zn,Mn,Cu,Cr和Ni等重金属迁移的影响。研究结果表明:随升温速率增加,油菜秆质量损失率增大,TG和DTG曲线向高温区移动,残余固体质量增大;油菜秆热解产炭中重金属明显富集(Cd除外),且重金属总保留率随热解温度升高呈先升高后降低趋势,而随热解时间延长则逐步降低;在热解温度为500℃、热解时间为10 min时,重金属总保留率最高;各重金属的挥发性存在较大差异,其中Cd为易挥发性元素,Zn和Cu为中等挥发性元素,Mn,Cr和Ni为难挥发性元素。     

山口红树林保护区英罗港表层沉积物重金属形态的分布特征

通过对广西山口红树林自然保护区英罗港红树林湿地表层沉积物粒度和重金属Zn、Cu、Pb、Cd的分析,探讨重金属在红树林表层沉积物中的存在形态和分布规律。本文发现英罗港红树林林内表层沉积物粉砂和黏土所占比例高于光滩,并且林内沉积物Zn、Cu、Pb、Cd含量均高于光滩。表层沉积物中粉砂和黏土所占比例与重金属含量呈显著正相关,符合重金属的粒度效应。英罗港表层沉积物Zn、Cu、Pb、Cd平均含量低于国内其他主要红树林生长区域,表明该地区表层沉积物重金属污染相对较小。英罗港红树林沉积物重金属主要存在形态为残渣态,表明该区域重金属元素生物有效性较小。红树林林内沉积物非残渣态可氧化态重金属所占比例较高,这与红树林沉积物富含有机质和硫化物有关。光滩沉积物可还原态所占比例较高,这可能是光滩沉积物的砂质较多,通气性好,呈现氧化性的结果。     

浍河祁县段底泥沉积物重金属的生物有效性及风险评价

为深入认识浍河祁县段底泥沉积物中重金属元素的赋存状况及生态风险,采集12个表层沉积物(0~20cm)样品,采用改进的BCR连续提取法进行元素形态和生物有效性分析,进而运用潜在生态风险指数法对其污染进行评价。结果表明,研究区河段底泥沉积物中重金属元素Zn,Pb,Ni,Cr,Cu的平均含量均高于安徽省土壤背景值,存在一定程度的累积现象;各元素含量的空间分布受煤矿开采活动影响显著,在研究区河段内沿程呈现"先升高、后降低"的变化趋势;5种重金属元素的潜在生态风险均为轻微风险等级;底泥沉积物中Zn,Ni,Cr主要以残渣态为赋存形态,Pb以可还原态为主,Cu的可还原态和可氧化态比例大致相当,且占较大比重,各元素的生物有效性从大到小依次为Pb,Cu,Zn,Ni,Cr。     

底泥堆肥过程中重金属Cu、Zn、Cd的变化研究

用BCR顺序提取法浸提堆体中各种形态重金属,研究底泥堆肥过程中不同形态重金属的变化规律。结果表明:底泥堆肥过程中重金属Cu、Zn总量的浓度普遍升高,表现为明显的"相对浓缩效应",Cu、Zn、Cd主要以可氧化态及残渣态存在,有效态逐渐降低;Zn含量与DOC相关性相对较小,Cu和Cd含量与DOC的相关关系显著性在P0.05和P0.01范围;生物可利用性指标BF的变化在一定程度上受DOC含量的影响;种子发芽指数与DOC、重金属含量以及BF间有一定的相关性.     

海泡石与菌根对污染土壤中Pb、Cd、Zn形态的影响

为修复重金属复合污染的土壤,采用连续提取法,通过盆栽实验研究了海泡石与菌根对土壤重金属Pb、Cd、Zn形态的影响。结果表明:海泡石可使Pb、Cd的可交换态转化成其他4种形态,使Zn的可交换态转化成碳酸盐结合态、有机物结合态和残渣态;菌根能显著增加可交换态的Pb、Cd、Zn浓度,降低了Pb的碳酸盐结合态、Cd的铁锰氧化态、Zn的有机物结合态的浓度。海泡石和菌根联合处理同单施海泡石的结果相似,说明联合修复中对重金属形态的影响海泡石起主导作用。该研究证实了海泡石可以调节重金属Pb、Cd、Zn的形态,从而降低污染土壤中重金属的生物有效性。     

重金属在土壤中的形态分布及其在空心菜中的富集研究

通过盆栽实验,研究了Cu、Zn、Pb、Cd在空心菜中的富集作用,并采用BCR提取方法,对盆栽土壤中4种重金属的化学形态进行了分析.研究结果表明,Cd主要以水溶态、可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态为主;Pb主要以残渣态为主;Zn主要以残渣态和水溶态、可交换态、碳酸盐结合态为主;Cu在土壤中的形态分布与土壤中Cu的含量有关.4种重金属的生物有效性表现为Cd>Zn>Cu>Pb.重金属在空心菜中的吸收富集能力与土壤中重金属的形态,尤其是水溶态、可交换态、碳酸盐结合态关系密切.空心菜中重金属富集系数大小表现为Cd>Zn>Cu>Pb.空心菜地下部4种重金属富集系数远远高于地上部.     

温度对污泥焚烧灰中重金属迁移行为与浸出特性的影响

实验考察了温度分别为500、600、700和800℃时,污泥在焚烧炉中停留25min后的污泥灰中和原污泥中重金属(Mn、Co、Ni、Cu、Cr、Cd、Pb)的含量;采用改进的分步BCR提取法来研究7种重金属的酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态的分布特征,并利用地累积指数法(Igeo)对重金属潜在风险进行了评价,模仿酸雨条件探讨了污泥焚烧前后重金属的浸出特性.实验结果表明,污泥焚烧温度达到500℃以上,焚烧灰中上述7种金属元素可氧化态和残渣态基本呈增长趋势,生态风险等级均不同程度的降低,700℃时,各元素主要以残渣态形式存在,此时,Pb、Cr、Co三种元素的Igeo潜在生态风险等级由原来的1级降为0级,Cd元素的Igeo风险等级由原来的9级降为7级,在800℃时,Cu元素的风险级别由2级降为1级.浸出毒性实验表明,焚烧灰中重金属浸出毒性远远低于焚烧前,随着温度的升高,浸出毒性呈现下降趋势,且随着时间的增加,浸出毒性含量逐渐增大.原污泥Mn元素在4h浸出率100%,700℃焚烧后,20h浸出率下降到27.1%;Cu元素800℃焚烧后,20h浸出率由原来的20.6%降低到4.2%;Co、Ni、Cr、Cd、Pb元素,700℃焚烧后,20h浸出率分别由原来的18.3%、22.7%、14.3%、9.4%、18.2%降低到3.0%、3.5%、0.31%、0.28%、0.21%,其整体浸出能力与重金属形态分析结果基本一致.     

贵州晴隆大厂锑矿区周围土壤重金属污染状况的分析与评价

对贵州晴隆大厂锑矿矿区周围土壤中重金属的总量和化学形态进行了详细研究.研究结果表明,该矿区周围土壤综合污染指数为23.32,周边土壤已受严重污染,矿山周围土壤重金属含量依次为Zn＞Sb＞Pb＞Bi＞Cu＞As＞Cr＞Ni＞Cd;该矿区重金属污染物的化学形态总的分布趋势为可交换态＜可还原态＜可氧化态＜残渣态,因此,总体来...     

广西桂平锰矿区土壤重金属含量及形态分析

选取Mn、Pb、Zn、Cu、Cr和Cd 6种重金属指标,对广西桂平锰矿不同区域土壤的重金属含量及形态分布进行分析。结果表明,该矿区土壤中的6种重金属元素含量均超过了广西的土壤背景值,主要污染物是Mn和Cd。Mn元素以铁锰氧化物结合态为主,占总量的73.11%~92.67%;Pb元素主要为可交换态、铁锰氧化物结合态和残渣态,分别占总量的28.96%~46.59%、15.74%~38.62%和18.72%~36.94%;Zn和Cu的形态分布相似,以残渣态为主,分别占总量的61.75%~80.01%和62.75%~85.67%,其次以铁锰氧化物结合态存在,分别占总量的7.34%~18.68%和8.17%~22.93%;Cr元素以残渣态为主,占总量的74.89%~85.87%;Cd元素形态分布相对较均匀,其中可交换态所占比例最大,占总量的28.24%~36.00%。综合土壤中重金属含量和形态分析结果可知,Mn、Cd元素对该锰矿区生态系统的潜在影响较大。     

重金属沉渣土著微生物浸出后余渣的潜在毒性

在pH值为3.0、温度为30 ℃、矿浆质量分数为7%的优化浸出条件下,通过摇瓶试验,结合X射线衍射分析、BCR法3步连续提取,研究了土著微生物浸出重金属沉渣后余渣中重金属的潜在毒性。结果表明：土著微生物浸出7 d后,沉渣中Cd,Mn,Cu,Pb,Zn含量分别由原来的4 530,7 650,830,29 530,62350 mg/kg降低至730,1280,390,13 810,15650 mg/kg.浸出过程沉渣中Cd,Mn,Cu,Pb,Zn等重金属的酸可提取态相对含量显著降低,残渣态相对含量提高.余渣环境活性和潜在危害低于《危险废物鉴别标准》（GB 5085.3-2007）的规定,土著微生物浸出能有效实现重金属沉渣的资源化和无害化.     

水洗预处理对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰中重金属高温挥发特性的影响

对某垃圾掺烧污泥焚烧厂焚烧飞灰进行采样,在研究重金属形态分布的基础上,重点研究飞灰水洗前后重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)高温处置过程中的挥发特性。研究结果表明:飞灰中重金属酸可交换态中Cd的比例最大,其次为Zn,而重金属Cr,Ni和Mn主要以残渣态存在。高温处置过程中,飞灰中Pb表现出最易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率30%,4种重金属的挥发性从大至小依次为:Pb,Cd,Zn,Cu。水洗飞灰中Zn的挥发率最高,超过20%,而Cu挥发性最小,水洗飞灰中重金属的挥发性从大至小依次为:Zn,Pb,Cd,Cu。在受热时间为120 min、加热温度为900℃条件下,飞灰水洗后Zn,Pb,Cd和Cu的挥发率分别降低了6.87%,70.24%,34.73%和9.52%,其中水洗脱Cl是重金属挥发率降低的主要原因。     

三种螯合剂对土壤重金属Cd和Zn形态变化的研究

螯合诱导植物修复技术目前在重金属污染土壤治理领域中具有广阔的发展前景;而土壤中重金属的生物有效性一直是这项技术中的关键。在实验室条件下,利用土壤培养和BCR(the Community Bureau of Reference)连续提取方法,研究了外源重金属Cd、Zn在土壤中的形态转化以及EDTA-Na2、DTPA和酒石酸三种螯合剂的添加对土壤中Cd、Zn形态的影响。结果表明:原土中的Zn主要以可还原态为主,残渣态和可氧化态次之。原土中的Cd含量较少,主要以残渣态主。外源Cd、Zn进入到土壤后,重金属各个形态含量明显增加,主要集中在酸可提取态中。EDTA-Na2、DTPA和酒石酸添加后,土壤中Cd、Zn的酸可提取态明显提高,可还原态和可氧化态含量降低,残渣态没有明显变化。三种螯合剂的添加浓度和Cd、Zn的有效态有着明显的线性相关性,其中DTPA的相关性最高。EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的时候对Cd和Zn活化效果最好;比对照组分别提高了34.16%和23.24%,说明EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的施加浓度下,对修复重金属污染土壤中的Cd和Zn具有较大潜力。