凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究

为研究凹凸棒石-双交联水凝胶微球(SA/PVA/ATP)对镉污染土壤钝化修复的效果,将SA/PVA/ATP添加到镉浓度为3.72 mg/kg的土壤中进行淹水培育,采用模拟酸雨、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)和三乙醇胺(TEA)混合提取剂(DTPA提取剂)提取土壤有效态镉;采用欧共体标准局顺序提取方法(BCR)提取土壤中不同形态镉;讨论了SA/PVA/ATP添加量、土壤有效态镉和各形态镉的相关性;计算了钝化容量、修复效率和重金属风险评价指数,探究了SA/PVA/ATP对土壤镉的钝化机理。结果显示,随着SA/PVA/ATP的增加,DTPA提取剂和酸雨提取的有效态镉含量分别从1.72 mg/kg和0.024 mg/kg下降到0.66 mg/kg和0.004 4 mg/kg;土壤中的弱酸可提取态镉和可还原态镉含量分别从1.40 mg/kg和0.81 mg/kg下降到1.01 mg/kg和0.41 mg/kg,而可氧化态镉和残渣态镉含量分别从0.86 mg/kg和0.63 mg/kg增加到0.95 mg/kg和1.27 mg/kg。材料添加量与土壤中有效态镉、弱酸提取态镉和可还原态镉含量呈极显著负...     

天然及改性凹凸棒对稀土尾矿土壤中重金属铅的钝化效果研究

赣南离子型稀土矿的大肆开采,以及尾矿废渣不合理处置,造成矿区周边环境中重金属铅含量超标,破环矿区生态环境。本文利用不同剂量（质量分数分别为5%、10%和15%）的天然及改性凹凸棒作为钝化剂,利用扫描电镜和傅里叶红外光谱对两种钝化剂的表面特征和官能团进行分析,采用BCR重金属连续提取法对钝化能力和效果进行评价,并以此研究土壤中铅的形态变化,借鉴国外的重金属TCLP提取法评估重金属污染土壤的环境质量。结果表明：经过50d的培养,土壤pH值从4.76显著升高至接近7.0。改性后凹凸棒使铅的酸提取态含量从25.69mg/kg降低至7.42mg/kg,并促进其向残渣态转化,残渣态含量比对照组增加了1.38倍,TCLP提取态含量比对照组降低了65.70%,从而显著降低了铅的生物可利用度和生态风险。与天然凹凸棒相比,改性后凹凸棒对稀土尾矿土壤修复具有较为良好的效果。     

土壤有毒元素镉污染修复方法探讨

植物中的镉含量与土壤溶液中的镉含量成正相关关系，与土壤的pH值成负相关关系，土壤的酸碱度对植物吸收重金属元素具有显著的控制作用。因此，通过提高呈酸性土壤的pH值可以降低植物中的镉含量，解决植物中的镉超标问题。在土壤中施用硅酸钙、碳酸钙、熟石灰、硅酸镁钙等农用石灰性物质，特别是熟石灰，是提高土壤pH值最有效、最经济、最可行的方法。利用我省丰富而廉价的粘土资源，配合施加碱性物质，可更进一步提高土壤“抵抗力”，确保重金属镉超标区植物的安全。     

不同钝化材料对低镉污染土壤钝化效果的研究

通过向Cd污染土壤施加含不同比例生物炭、凹凸棒石、硅藻土的钝化材料,对比分析三种材料不同比例时对土壤Cd的钝化效果差异.结果表明,三种材料都能降低土壤中有效Cd的含量,随着三种材料添加比例的增加,土壤有效Cd的钝化率不断增加,空心菜Cd含量较空白样降低5.29％～57.21％,其中ATBS 5％处理显著降低空心菜Cd含...     

固定配比的钠化膨润土与土壤在不同pH条件下对重金属离子的吸附效果研究

研究了固定配比的钠化膨润土与土壤在不同pH条件下对重金属离子的吸附效果。钠化膨润土与污染土壤按质量比1∶10和1∶20的比例混合,用碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸(AB-DTPA)法提取土壤中有效态重金属。结果表明,在钠化膨润土与土壤质量比为1∶20的条件下,取得了最佳的修复效果;在pH=9.14时该混合土壤对重金属的总体吸附效果最佳。在实际土壤修复中,针对不同重金属污染,应灵活调整修复材料与污染土壤的配比和土壤的pH条件。     

栽种柳树修复镉污染土壤的研究

针对苏南地区土壤重金属污染现状,选取苏柳795、172两个品种柳树对苏锡常地区典型镉污染土壤进行植物修复去除重金属试验的盆栽和野外研究。盆栽试验结果显示,苏柳795一年可使污染土壤中Cd的质量分数平均降低16.3%,苏柳172一年使污染土壤中Cd的质量分数平均下降17.2%,柳树中各部分吸收土壤Cd的能力排序为：树根＞树皮＞树叶＞树枝＞树木。野外栽种苏柳795、苏柳172一年后的结果显示,种植柳树的土壤Cd含量较未种植柳树的空白土壤低约12%,其中柳树叶中Cd的生物富集系数BCF值高达10以上,比盆栽试验得到的柳树叶吸收土壤Cd的BCF值高出1倍以上。综合分析与测算后认为栽种苏柳795、苏柳172每年可提取土壤中Cd的总量大于12%,同时还能提取一定量的Zn,对原位修复我国南方农田土壤的镉污染具有广阔的应用前景     

凹凸棒石用于修复铜锌镉重金属污染土壤的研究

利用凹凸棒石黏土矿物优异的物化性能对采集的安徽铜陵地区重金属污染土壤进行盆栽修复试验,以降低种植蔬菜中重金属污染物的有效态含量。凹凸棒石与矿区土壤的质量配比设置5组(1∶10、1∶20、1∶40、1∶100以及原土),选择适宜在北京生长的四季小白菜和北京快菜进行种植,盆栽试验结果表明,使用凹凸棒石黏土矿物可以将土壤的pH值提高到5～8,改善了矿区的土壤环境条件,提高黏土矿物对重金属的吸附性能;通过适量添加凹凸棒石黏土矿物,对Cu元素的平均修复率达到31.50%,Zn元素的平均修复率达到26.15%,Cd元素的平均修复率达到34.92%,能够有效减少蔬菜对Cu、Zn、Cd三种重金属元素的吸收。凹凸棒石与土壤的质量比为1∶20时,对污染土壤的修复效果最佳。     

湖南株洲地区Cd、Pb污染土壤的修复实验

以海泡石、膨润土和生石灰为修复材料,对湖南株洲地区重金属元素Cd、Pb污染农田土壤进行了室内修复实验。盆栽小白菜的正交实验结果表明,对于Cd含量为1.23 mg/kg、Pb含量为136.7 mg/kg的土壤,当每10 kg土壤添加膨润土60 g、海泡石20 g、石灰6 g时,种植的小白菜中Cd含量为0.154 mg/kg,Pb含量为0.141mg/kg。与未修复土壤的实验结果对比,小白菜中Cd含量降低61%,Pb含量降低46%。     

矿山重金属污染土壤修复技术进展及展望

随着人们对矿山环境修复越来越重视,受矿山重金属污染土壤的修复技术不断向前发展,涌现出的新技术方法在矿山重金属污染土壤修复中发挥着日益重要的作用。本文通过对物理化学、植物、微生物和动物四大类矿山重金属污染土壤修复技术理论研究、试验和现场应用等方面入手,搜集大量资料,综述该四大类修复技术的研究现状和主要进展。总结提出矿山重金属污染土壤修复技术重点向4个方向发展：以低成本为导向的常规技术优化,包括常规廉价材料的有效利用、修复重金属污染的同时回收利用重金属（超积累植物和化学回收）等;以高精端新技术为导向的效率提升,包括纳米材料、生物薄膜等新型高效修复材料的研发、基因工程等,通过微观机理的精细研究大幅提高修复效率以降低总体成本;联合不同修复技术,如微生物—植物、化学—植物、物理—化学等联合修复技术,取长补短以实现更好的修复效果;加强不同修复技术的数据库和智能决策系统建设,促进技术成果转化。     

骨炭钝化含黄铁矿多重金属尾矿的研究

钝化处理被广泛应用于含重金属尾矿的处理,可以从源头上防止酸矿废水(AMD)的产生,寻找一种价廉易得且对环境危害小的钝化剂十分必要。本文主要研究在骨炭作用下,用pH值为4的双氧水对黄铁矿进行氧化,探讨骨炭对黄铁矿氧化释放重金属的钝化作用。实验结果表明,添加不同含量的骨炭(分别为0.5、2.5和5 g)能将溶液的pH值分别提高到8.93、10.01和10.42,表明骨炭具有较强的中和能力,同时黄铁矿氧化释放的Pb、Zn和Cd等重金属离子浓度明显地降低。但当骨炭含量超过2.5 g时,对As有促进释放的趋势。红外光谱分析显示钝化后黄铁矿样品位于420、563、603、1 044、1 091 cm~(-1)处的特征峰主要来自PO_4~(3-)的振动,XRD进一步揭示了黄铁矿表面主要含磷次生矿物是磷铁矿和羟磷铁铅石,这些次生矿物对重金属钝化起着重要作用。因此,骨炭有望作为钝化含多重金属尾矿的钝化剂。     

A new schedule for copper chemical speciation analysis in soil and water sediment

The speciation of heavy metals is very important to evaluate their environmental impact. This issue has become an interested topic many decades ago and many significative studies were carried out such as direct detecting, calculation with mathematical model represented in recent years as well as Tessier＇s work in 1979, BCR＇s work in 1993, etc. In all of them, the methods recommended by Tessier and BCR are most often used in practical study today. But it should be seen that experimental schedule and agents define these methods including BCR＇s method, which improved on Tessier＇s method, only. In many cases, there always are deviations between analytical results and real content of the speciation. Otherwise, steps of the extraction experiment are always strict and excessive in the experimental process. The method, which is fitting to extract the speciation of bioavailability and easy to assess the effect of metals in the environment, is very anticipant. In this paper, the sequential three steps schedule of speciation analysis of copper in soil and water sediment is discussed as an example based on the comparative results of experimental analysis with the schedules of BCR＇s （mended by Rauret et al. in 1999） and TDPA （diethylenetriamine pentacetic acid） extraction, respectively. The results from sequential three steps method and other methods recommended by prevenient work suggest that the analytical schedule of sequential three steps of separating speciation （the speciation of easy effect to life-form, the speciation available to life-form, and the speciation of no effect to life-form） is valuable for copper speciation analysis in soil and sediment. Because of easy process and saving time to evaluate its availability for life form,     

德兴铜矿地区土壤的基本特征及其对重金属元素的吸附研究

本文首先分析了江西德兴铜矿区周围土壤的微量元素和矿物组成特征,结果显示该地区重金属元素富集,且表层土中重金属元素含量与粘土矿物相对含量变化具有较好的一致性。室内土柱淋滤实验结果表明,当总淋滤时间为451 h时,土壤对Pb²⁺的总吸附量为2 584.75 mg/kg,淋滤实验的前半期存在多种竞争吸附机制,后半期土壤对Pb²⁺的吸附基本达到动态平衡。淋滤后土壤矿物的相对质量分数发生了改变,粘土矿物有所减少。粘土矿物在不同土壤层对Pb²⁺的吸附能力也各异。     

江西龙南地区富硒土壤资源开发可行性研究

多目标区域地球化学调查结果显示,江西龙南地区表层土壤Se 平均含量为0.34 mg/kg,总体足硒,局部富硒,且土壤中重金属元素含量处于安全水平?异常查证结果表明,富含硒的基岩是富硒土壤分布的控制因素?在研究区发现天然富硒水稻?富硒大豆优质农产品,其中大豆的富硒率达100%?土壤中有效Se 与总Se 呈极显著的正相关,总Se 含量增大可增加有效Se 量;有效Se 与阳离子交换量(CEC)?N?P呈较显著的正相关,土壤中粘土矿物及有机质对Se 有较强的吸附?络合作用,且土壤中有效Se 主要以亚硒酸盐形式存在?水稻?大豆中Se 的生物富集系数均与土壤Se?N呈显著负相关,与土壤K2O呈显著正相关?     

承德市富硒土壤区镉的地球化学特征及生态风险评价

硒是人体必需的生命元素,开发富硒农产品是提升人体硒摄入的安全有效途径,富硒土地资源是开发富硒农产品的基础。然而,近年来全国开展的多目标地球化学调查发现,富硒土壤中重金属元素镉通常较高,不利于富硒土地开发利用,因此,研究富硒土壤区镉的地球化学特征和生态风险状况对于富硒土地开发具有重要的指导意义。文章对承德市富硒土壤区表层土壤中主要的重金属元素镉的地球化学特征及生态风险进行评价,旨在为承德市富硒土地开发利用提供科学依据。采用“七步提取法”研究了表层土壤镉的形态特征。同时,配套分析了苹果、玉米样品中的重金属元素镉的含量,以了解其生物有效性。结果显示：承德市富硒土壤区表层土壤镉在全区均较富集,在新积土和中性粗骨土、水田中显著富集。研究区圈定了4处镉轻度污染土壤,均在表层土壤镉的高值区。表层土壤镉形态平均含量大小顺序为：水溶态 < 离子交换态 < 强有机结合态 < 腐殖酸结合态 < 铁锰氧化物结合态 < 碳酸盐结合态 < 残渣态,生态风险相对较低。表层土壤镉未对苹果和玉米样品产生影响,苹果和玉米中镉均不超标。承德市富硒土壤区表层土壤镉的生态风险较低,暂不影响承德市富硒土地开发利用。     

A comparison between heavy metals released from soil and its efficient speciation extracted by sequential extraction procedure

A simulating experiment was carried out on the interaction between natural precipitation and soil. The results demonstrated that the contents of heavy metals （V, Co, Cr, and Ni） released from soil into the solution under Earth＇s surface conditions are higher than the contents of those metals bonded to exchangeable species, which were extracted by sequential extraction procedure recommended by Tessier and others in 1979. It is demonstrated that the metals bonded to other 3 species （carbonate, Fe-Mn oxide, and organic matter） except those bonded to the exchangeable species in efficient speciation can be released under the Earth＇s surface conditions, when pH=4 in the reaction system, and the higher correlation coefficient indicated that the concentrations of heavy metals released from soil into the solution vary approximately with reaction time in terms of index regulations.     

母岩类型对土壤和沉积物镉背景的控制: 以贵州为例

镉是土壤和沉积物中最受关注的重金属污染物之一,合理确定其自然背景对于环境管理具有重要意义。然而,由于不同基岩中该元素含量差异很大,且在风化成壤过程中元素也可能发生富集或贫化,造成该元素具有很大的空间变异,甚至可以超出筛选值和管制值。本文从基岩-土壤地球化学元素迁移规律出发,以基岩类型较复杂、镉空间变异较大的贵州省为例,基于土壤和沉积物调查数据,建立基岩与土壤或沉积物中镉含量的对应关系,筛选合理的岩性类型端员和背景区域划分方法,为环境管理确定基础背景。研究结果显示,岩性类型是造成土壤镉空间变异的重要因素,石灰岩(排除白云岩)、玄武岩、辉绿岩和碳质页岩等是造成土壤高镉背景的重要岩石类型。相对母岩类型,岩石所在地层时代对土壤镉背景的影响不太明显。本文通过大量数据统计,给出了相对较纯的岩性发育土壤的镉背景值和变异区间,不纯岩性或地质单元发育土壤的镉背景值可能受多个岩性端员的影响。     

A study on the characteristics of heavy metals in orange ecosystem

An investigation was conducted to identify the characteristics of heavy metals in orange ecosystem in three areas in the Three Gorge Reservoir Region by using the modified Tessier sequential extraction procedure. The contents of Cu and Pb in different speciation fractions of the soils can be ordered as the Residual (F6)>Reducible (F4)>Oxidable (F5)>Water soluble (F1)>Carbonate (F3)>Exchangeable (F2), and the contents of Zn and Ni follow the order of the Residual (F6)>Oxidable (F5)>Reducible (F4)>Water soluble (F1)>Carbonate (F3)> Exchangeable (F2), and those of Cd follow the order of the Reducible (F4)>Oxidable (F5)>Exchangeable (F2)>Carbonate (F3)>Residual (F6)>Water soluble (F1). The concentrations of Cu in the different organs of oranges follow the increasing sequence of pulp>leaf>pericarp, those of Zn and Ni following the increasing sequence of leaf>pulp>pericarp, and those of Pb and Cd follow the increasing sequence of leaf>pericarp>pulp. Correlation degrees of different forms of same heavy metals in soils are according to the order of Cu>Zn>Cd>Pb>Ni. Correlation degrees of different heavy metals in same forms are according to the order that the forms of Reducible (F4), Oxidable (F5) and Residual (F6) are higher than the forms of Water soluble (F1), Exchangeable (F2) and Carbonate (F3). There are either positive or negative correlations between heavy metals in leaves and in pulp, while there are all positive correlations between heavy mentals in leaves and in pericarp. There are significant correlations between the concentrations of some heavy metals in leaves, pericarp or pulp, and those in speciation fractions in the soils.     

无高氯酸常压酸溶-ICP-MS法同时测定土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni

采用无高氯酸常压酸溶分解土壤样品,利用等离子体质谱法可以1次溶矿测定As、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni 7个重金属元素,具有较高的分析效率、较好的分析质量、较低的分析成本。实验表明,试样溶液中氯的含量对分析元素信号有较大影响。采用硝酸-氢氟酸-硫酸-过氧化氢分解样品以避免引入氯离子,从而能有效避免Cr、As元素在样品分解过程中的损失和氯离子产生的质谱干扰。Cd的测定需采用干扰校正公式扣除Sn的干扰。对于As元素,若试样溶液中不含或仅含微量的氯离子,采用标准模式测定即可得到理想的分析结果,否则必须采用CCT模式进行测定。除As以外的其他元素不论在标准模式或CCT模式下均能得到理想的分析结果。