离子型稀土矿区土壤中铵态氮迁移规律研究

离子型稀土开采以硫酸铵为浸矿剂进行原地浸矿,由于防渗等技术措施不够完善,造成矿区及周边区域土壤和水体中氮化物污染严重。以赣州龙南足洞矿区为研究对象,采用土柱模拟实验,研究了浸矿剂的p H值、浓度以及浸液速度对土壤中铵态氮迁移规律的影响。结果表明,交换态铵为土壤铵态氮污染的主要形态;中性条件能够促进铵态氮的迁移;浸矿剂浓度对土壤的最大吸附量有一定影响,但对铵态氮的迁移速率影响不大;淋滤速度越大,土壤对铵态氮吸附饱和时间越短,迁移速率越快。研究结论为离子型稀土矿区土壤和水体中氮化物污染控制奠定一定理论基础。     

某锰矿区土壤剖面重金属形态迁移转化特征及生态风险评价

对贵州省某锰矿区剖面土壤进行采样,测定其中Cu、Zn、Cr、Mn、Pb和Cd含量,并采用改进的BCR连续提取法分析重金属的赋存形态,利用风险评价编码法（RAC）及次生相与原生相比值法（RSP）对其进行风险评价。结果表明,1）研究区域土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Mn的质量浓度平均值分别为2.63、126.39、48.95、751.8、37.28和4 992.88 mg/kg,均高于贵州土壤背景值。从土壤重金属垂向分布来看,由于矿区土壤受到较多人为影响,导致土壤垂向重金属元素含量未表现出明显的规律性。2）不同重金属的赋存形态分布差异较大,Cd的主要赋存形态为弱酸溶态,Pb、Mn均以可还原态为主,Cr、Zn和Cu均以残渣态为主,其中Cd、Cu元素有效态均表现出在表层富集的特征。3）潜在生态风险评价结果表明,研究区域土壤Cd有较高的污染风险,土壤Cu、Mn、Zn、Pb和Cr以中低风险为主。不同剖面深度土壤Cd和Cu生物有效形态组分污染风险均呈由浅至深逐渐降低的趋势。     

赣州市土壤重金属形态分布特征及污染评价

以赣州市6大功能区土壤重金属为研究对象,采取表层0~20cm土壤共50个样品,测定土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cd和Cr含量并分析其来源,采用改进BCR连续提取法进行形态分析,结合次生相与原生相分布比值法、单因子指数法进行污染评价。结果表明研究区土壤中Pb和Cu元素变异系数较大,重金属Zn, Cu和Pb之间相关性显著。通过单因子指数法评价结果可以看出,赣州市6大功能区都受到重金属Cd的重度污染,居民区和工业区受到重金属Cr的轻度污染,交通区受到重金属Pb和Zn的轻度污染。研究区土壤重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn形态都以残渣态为主,次生相与原生相比值都是小于1的属于无污染。      

长株潭地区公路两侧土壤重金属污染特性

为了研究长株潭地区公路两侧土壤中重金属污染特性,采用在芙蓉南路口布点采样的方式,通过原子吸收光谱法和分光光度法分析土壤中重金属（Pb,Zn,Cu,Cr,Ni）的相关性质．研究结果表明,土壤中严重污染的元素为Zn,Pb,Cu;轻度污染的元素为Cr和Ni;土壤重金属元素有效态占总量百分比的顺序为Pb〉Zn〉Cr〉Cu〉Ni．通过分析还发现,公路旁土壤中重金属污染物质的主要来源是机动车燃料和轮胎中所含微量重金属成分．     

钨矿矿区土壤多种重金属含量及赋存形态研究

以赣州市赣县王母渡镇东埠头钨矿矿区开采区、尾砂库、矿区附近河流沿岸及矿区土壤为研究对象,选择该矿区污染土壤样本21个,采用王水消煮法对土壤样品进行处理,运用等离子体发射光谱仪（ICP-AES）测定土壤样品中Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的含量.选用修正的BCR法测定矿区土壤中重金属元素的赋存形态,结果表明：As、Zn、Cr、Pb、Ni在外界条件影响下可转换为可交换态,矿区中残留选矿剂对重金属赋存形态的影响较大,As、Cd污染较为严重.     

某冶炼厂周边农田土壤重金属污染状况分析与评价

采用随机布点的方法采取冶炼厂周边农田土壤样品53个,分析了其中Cd、Cu、As、Pb、Zn的含量及部分样品中重金属的赋存形态,结合国家土壤环境质量标准和内梅罗污染指数法对土样进行分级评价.结果表明,该地区农田土壤受重金属综合污染程度依次为:Cd > As > Cu > Zn > Pb,其中水田土壤受Cd、Cu污染较旱地严重,受As污染略轻于旱地.水旱2种类型土壤中各重金属的形态分布规律相似,其中Cd以弱酸态和可还原态为主,Cu、As、Pb、Zn均以残渣态为主.     

煤炭矿区排矸场表层土壤重金属污染研究

采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理,在沉陷区沟壑地带分层充填矸石,使沟地变为平地,对环境保护有重要意义。神府东胜煤田的大多数煤矿现已基本采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理。以神府东胜煤田中某排矸场为研究对象,分析了排矸场表层土壤（地表及-1 m处）中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布特征及土壤中重金属的赋存形态。研究表明,排矸场中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量超过该地区的土壤背景值,对当地的土壤环境造成了一定的污染;排矸场土壤中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb在-1 m处的含量高于表层土壤,并且排矸场中-1 m处土壤的8种重金属元素的含量都高于对照区土壤重金属含量;排矸场中Cd、Cr、Cu、Ni残渣态占比最大,As可氧化态占比最大,Mn、Zn、Pb可交换态和可还原态占比较大,Mn、Zn、Pb以更不稳定的形态存在,对生态环境影响较大。     

铅锌冶炼场地不同功能区土壤重金属污染及迁移特征

为探究铅锌冶炼场地土壤重金属污染现状及迁移特征,以某铅锌冶炼遗留场地为研究对象,在不同功能区采集土壤表层及剖面样品,分析土壤中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr和Ni等6种重金属元素的总量和水溶态含量,解析不同功能区土壤重金属污染状态及迁移特征。结果表明：铅锌冶炼场地不同功能区土壤重金属总量均超过当地土壤背景值,其中Cd、Pb平均含量分别达背景值的384.0和63.5倍。此外,水溶态重金属含量均未超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)。剖面样品分析显示,土壤中重金属浓度随着地层深度的增加呈减少的趋势,主要与地表硬化和土壤pH有关。地累积指数法评价结果表明：除Cr和Ni属于清洁水平外,冶炼场地不同功能区Pb、Cd、Cu、Zn均呈现不同程度的污染。此外,不同功能区土壤污染程度由高到低顺序为：厂区林地>大门>生产区>办公区>对照点,其中厂区林地和厂区大门受人工填土、废液、废气、废渣等影响达到强污染水平。     

某钢厂周边土壤重金属含量测定及分析

主要对晋南某钢厂周边土壤重金属含量进行了测定与分析,结果表明,Cd、Cr、Cu、Mn、Zn、Ni及Pb等七种重金属元素含量均未超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—2008)二级标准,但却严重超过了山西省土壤环境背景值,其中Cd、Cr、Pb三种元素超标率均为100%,Cu、Mn、Zn三者超标率也高于50%,Ni元素超标率较小,为10%。按平均单项污染指数分析,Cd、Cr、Cu、Mn、Zn五种重金属元素属于轻微污染,Pb属于中度污染,Ni元素处于无污染水平。     

巩义煤矿区周边土壤重金属积累特征研究

测定了巩义某煤矿区周边区域土壤中的重金属含量,并运用单因子污染指数、内梅罗综合指数及地质累计指数评价了该区域重金属污染特征。结果表明,该地土壤已出现多种重金属元素不同程度的累积,Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb和As的平均依次分别为59.9,32.23,31.46,99.29,0.32,113.14和8.23 mg/kg。单因子污染指数表明,7种元素单因子污染指数分别为0.95,1.18,1.57,1.59,1.60,5.07和0.84,Pb属重度污染,Ni,Cu,Zn和Cd属轻污染,As,Cr属安全水平。内梅罗综合指数指出,该区域土壤均存在不同程度的重金属污染,84%的采样点处于重污染水平。地质累计指数表明,该区域Pb平均级别属偏中污染,Zn,Cu平均级别均属轻污染,Cd,Ni,Cr和As元素平均级别均属无污染。     

二乙三胺五乙酸-三乙醇胺-硝酸钙体系浸取土壤中8种重金属有效态

采用土壤中重金属有效态指标来评价耕地土壤污染状况对反映土壤真实污染状况有重要意义,而在对土壤中重金属有效态进行测定时需先对其进行浸取。在采用二乙三胺五乙酸(DTPA)-三乙醇胺(TEA)-CaCl₂复合浸取剂对土壤中重金属有效态元素浸取时发现有效态Zn的空白较高,对有效态Zn的测定有一定的影响。按DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中各组分浓度配制成相应的DTPA、TEA和CaCl₂单组分水溶液,并对其中有效态Zn空白进行测定,结果发现DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中有效态Zn空白的93%以上来源于CaCl₂。据此,实验提出采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂来对土壤中重金属有效态元素进行浸取,即提出了一种浸取土壤中重金属有效态元素的新体系DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂,并对其浸取的条件进行了优化。结果表明,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取的最佳条件为:控制0.005mol/L DTPA-0.1mol/L TEA-0.01mol/L Ca(NO₃)₂溶液的pH值为7.2,土液比(土壤质量(g)与浸取剂体积(mL)之比)为1∶4,于20℃条件下在往复振荡器上以180r/min的速率振荡浸取2h时效果最佳。分别采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂和DTPA-TEA-CaCl₂两种体系对土壤标准样品中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As和Hg共8种重金属有效态进行浸取并对测定后的结果进行对比,结果表明,采用两种方法浸取后,各元素有效态的测定值保持一致,且与认定值相符,这表明采用这两种体系对这8种重金属有效态元素浸取的效果是一样的。试验进一步发现,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取时,Zn有效态的测定值与其认定值更加接近,且其空白平均值也较DTPA-TEA-CaCl₂体系低约81.4%,这进一步验证了浸取时采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂可有效降低Zn有效态空白对测试结果的干扰。     

二乙三胺五乙酸-三乙醇胺-硝酸钙体系浸取土壤中8种重金属有效态

采用土壤中重金属有效态指标来评价耕地土壤污染状况对反映土壤真实污染状况有重要意义,而在对土壤中重金属有效态进行测定时需先对其进行浸取。在采用二乙三胺五乙酸(DTPA)-三乙醇胺(TEA)-CaCl₂复合浸取剂对土壤中重金属有效态元素浸取时发现有效态Zn的空白较高,对有效态Zn的测定有一定的影响。按DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中各组分浓度配制成相应的DTPA、TEA和CaCl₂单组分水溶液,并对其中有效态Zn空白进行测定,结果发现DTPA-TEA-CaCl₂复合浸取剂中有效态Zn空白的93%以上来源于CaCl₂。据此,实验提出采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂来对土壤中重金属有效态元素进行浸取,即提出了一种浸取土壤中重金属有效态元素的新体系DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂,并对其浸取的条件进行了优化。结果表明,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取的最佳条件为:控制0.005mol/L DTPA-0.1mol/L TEA-0.01mol/L Ca(NO₃)₂溶液的pH值为7.2,土液比(土壤质量(g)与浸取剂体积(mL)之比)为1∶4,于20℃条件下在往复振荡器上以180r/min的速率振荡浸取2h时效果最佳。分别采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂和DTPA-TEA-CaCl₂两种体系对土壤标准样品中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As和Hg共8种重金属有效态进行浸取并对测定后的结果进行对比,结果表明,采用两种方法浸取后,各元素有效态的测定值保持一致,且与认定值相符,这表明采用这两种体系对这8种重金属有效态元素浸取的效果是一样的。试验进一步发现,采用DTPA-TEA-Ca(NO₃)₂体系浸取时,Zn有效态的测定值与其认定值更加接近,且其空白平均值也较DTPA-TEA-CaCl₂体系低约81.4%,这进一步验证了浸取时采用Ca(NO₃)₂替代DTPA-TEA-CaCl₂体系中的CaCl₂可有效降低Zn有效态空白对测试结果的干扰。     

影响赤泥中浸出锌铜钒铬的主要因素探讨

重金属元素的浸出研究对提高赤泥中元素的综合回收和环境保护具有重要意义,因此需要对赤泥中Zn、Cu、V、Cr元素的主要浸出因素进行探讨。实验以盐酸浓度、浸出温度、浸出时间为考察因素,各元素浸出量为考察指标,采用L₁₆(4³)的正交试验,借助电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES),对影响赤泥中浸出Zn、Cu、V、Cr的主要因素进行探讨。结果显示,各待测元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999 7。盐酸浓度与浸出温度对元素的浸出影响较为显著,而浸出时间影响较弱,4种元素浸出的最佳条件为盐酸浓度9 mol/L、浸出温度100 ℃、浸出时间60 min。上述浸出条件下,赤泥样品中Zn、Cu、V、Cr的浸出率分别为86.67%、85.88%、88.55%和87.57%。研究表明,合理控制盐酸浓度、浸出温度和浸出时间,可以有效地提高赤泥中Zn、Cu、V、Cr浸出量,为赤泥中重金属元素的回收提供参考。     

基于多评估法的硫铁矿区土壤重金属污染特征及源分析

以川南某硫铁矿采选矿区及其尾矿渣场周边农用地为研究对象,采集并测定了51个表层土壤样品、4个背景点土壤样品和4个剖面土壤样品的Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量,分析其空间分布特征,应用内梅罗综合污染指数法剖析土壤重金属污染现状,并结合相关性分析和正定矩阵因子分析法对土壤重金属来源进行解析。结果表明：研究区土壤Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量均值分别为2.2、163.0、0.2、66.6、41.8、15.1、80.8、153.0 mg/kg,其中Cd、Cr、Ni、Cu存在不同程度的累积现象,且多个重金属元素之间存在显著相关性;Cd为主要污染元素,Cu具有较强的垂向迁移能力;土壤重金属主要来源为工矿活动源(39.5%)、自然源(37.6%)、大气沉降与交通混合源(22.9%)。川南某硫铁矿周边农用地存在多重金属元素复合污染,其中工矿活动起主导作用。     

某矿区农田土壤重金属分布特征与生态风险评价

为探明贵州六盘水某矿区周边农田土壤重金属的分布特征及污染程度,以矿区周边农田为研究对象,采集表层土壤测定Cr、Ni、Cu、Pb、Zn和As含量,分析重金属空间分布特征,评价土壤重金属污染程度及潜在生态风险,并探究其来源。结果显示,6种重金属元素含量均高于贵州省土壤重金属背景值,超标倍数依次为Cu(5.82)>Ni(2.52)>Zn(2.46)>Pb(1.81)Cr(1.51)>As(1.18),重金属分布显示矿区煤矸石山和洗选厂周边的农田土壤重金属富集较为严重。单项污染指数均值显示Cu处于重度污染水平,Ni、Zn为轻度污染水平,Pb、Cr、As为轻微污染水平;综合污染处于重度污染级别。地质累积指数法评价结果显示:Cu、Ni、Zn、Pb处于轻度污染,Cr、As表现为尚未污染水平。研究区重金属的综合潜在生态风险指数为68.02,已经达到轻度危害程度,其中Cu、Ni对综合潜在生态风险(RI)的贡献最大。多元统计分析结果显示,Zn与Pb、Zn与As以及Cu与Pb的相关性较强,表明Zn、Pb、AS、Cu的来源较相似,为第一类来源,主要源于采矿活动产生的三废;Ni、Cr分别为第二、三类来源,第二类重金属来源与汽车尾气的排放、机械损耗有关;第三类重金属主要受土壤母质影响。4种评价结果基本一致,矿区周边农田土壤重金属处于重度污染,轻度危害程度,Cu、Ni是研究区土壤影响最显著的生态风险因子,重金属主要源于采矿活动产生的三废。     

污泥炭田间老化对土壤重金属及养分的影响

污泥基生物炭内源重金属和养分含量因污泥来源的不同而差异较大。为探索污泥基生物炭“还田”后，其内源重金属变化和养分的去向问题，采用干湿交替对污泥基生物炭模拟老化处理，分析老化前后污泥基生物炭的Cu、Zn金属形态及TCLP浸出毒性的变化；研究污泥基生物炭BC1和BC2（分别以磷酸二氢钾、磷酸二氢钙与污泥混合后热解制备的生物炭）以5%和10%的质量分数与鲜土混合老化后对污泥基生物炭内源重金属稳定性及土壤有机碳和有效磷含量变化的影响。结果表明：两种污泥基生物炭与土壤混合老化后会使土壤中SiO2含量增加，但不会改变土壤的吸附类型；污泥基生物炭的添加会增加土壤的比表面积，其中BC2增幅较大，为36.17 m2/g；施加两种污泥基生物炭土壤中Cu、Zn生物有效性均有不同程度的降低。TCLP浸出毒性量相比老化前降低（BC1约降低37.5%）。此外，BC1对土壤有效磷的提升效果优于BC2（BC1 70 mg/kg，BC2 30 mg/kg）；BC2对土壤有机碳的提升效果优于BC1（BC2 2.2%，BC1 1.15%）。BC2还田更有利于Cu、Zn的固定以及土壤有机碳和有效磷的提升。     

Thermal Treatment for Incinerator Ash: Evaporation and Leaching Rates of Metals

The disposal of different residues containing high concentrations of heavy metals causes environmental problems. To understand the effects of various properties of the residues on the evaporation and leaching rates of heavy metals (Cd, Pb, Zn, Cr, and Cu) by thermal treatment, three types of residues (including bottom ash, spray dryer ash, and baghouse ash) generated from various incineration conditions including spray dryer additives (SiO2, CaCl2, and NaHCO3), and feedstock additives [polyvinyl chloride (PVC), and NaCl] were investigated in the present study. The results indicated that the evaporation rate of Cd and Pb in the spray dryer ash and in the baghouse ash was higher than that in the bottom ash. The leaching rate of heavy metals in the spray dryer ash was less than 20% before the thermal treatment when Ca(OH)2 was used in the spray dryer. The addition of PVC could increase the evaporation rate of Zn in the spray dryer ash, whereas the addition of NaCl could decrease the leaching rate of Zn and Cu in the baghouse ash after the thermal treatment.     

典型锰矿区周边农田土壤重金属污染风险评价及其来源分析

为探究典型锰矿区周边农田土壤重金属污染状况及主要来源,以重庆市秀山县溶溪锰矿区周边农用地的土壤为研究对象,测定了土壤中镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌和锰的含量,采用了多种分析方法（包括多元统计分析、单因子污染指数法、内梅罗指数法和地质累积指数法）研究土壤重金属污染水平、分布特征,并结合皮尔逊相关性分析、PCA和APCS-MLR分析,解析研究区土壤重金属的主要来源和贡献率。结果表明,锰矿区周边水稻田土壤Mn均值含量显著低于其它农作物土壤（p＜0.05）,其他7种重金属均值含量在各农田土壤中均无显著差异（p＞0.05）。内梅罗综合污染指数表现为红薯地（13.34）＞大豆地（2.73）＞玉米地（2.19）＞水稻田（1.80）,重金属污染程度由大到小表现为：Mn＞Cd＞As＞Ni、Zn＞Pb、Cr、Cu。地累积指数由大到小表现为：Mn＞As＞Pb＞Zn＞Ni＞Cd＞Cu＞Cr。污染源解析表明,研究区土壤中Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn之间存在显著正相关关系（r=0.5~0.8、p＜0.01）,主要受到矿业开采等活动影响,贡献率分别为80.0%、55.3%、57.9%、61.4%、73.3%和98.4%。As和Cr存在显著正相关关系（r=0.548、p＜0.01）,主要受到土壤母质等自然因素的影响,贡献率分别高达88.5%和76.3%。因此,应重点加强对Mn和Cd的来源管控和污染防治。此外,红薯地8种重金属污染累积程度均高于其他农作物土地,应开展相应整治,防止持续对红薯地土壤造成污染。