矿区重金属复合污染土壤隔离修复实验研究

为了对矿区重金属复合污染土壤进行有效的修复,本文将常规物理阻隔修复与化学钝化修复技术相结合,对小秦岭矿区内含多种重金属的污染土壤进行了隔离修复实验研究。实验研究的结果表明,将熟石灰、坡缕石、细沙和黄土按一定体积比制成的隔离层,铺设于污染土壤与种植土层之间可有效降低种植作物与种植土内Hg、Pb和Cd等含量;2~#实验采用的隔离层相对于1~#实验隔离层能更好阻隔Hg、Pb和Cd从矿渣层向种植土内迁移,说明在隔离层材料配比中适当提高熟石灰的比例能够更有效阻隔污染土壤中重金属向上部干净土壤中迁移;在污染土壤上部铺设由黄土、细沙、熟石灰和坡缕石混合配比制成隔离层能够显著阻隔污染土壤中Hg、Pb和Cd向上部干净土壤中迁移,对重金属复合污染土壤采取隔离修复技术是可行的。     

生物炭对矿区重金属污染土壤养分影响及修复效果

通过生物炭—辣椒盆栽试验,研究果木炭与猪粪炭在0%(CK)、5%(G5和Z5)和10%(G10和Z10,以风干土计)添加量下,种植辣椒后对重金属污染土壤养分及修复效果的影响。结果表明:添加生物炭后(未种植作物),与CK组相比,土壤全氮、有效磷和速效钾含量明显增加,且添加猪粪炭对养分含量提升效果更显著。种植后,土壤有效磷和速效钾含量均有所下降,而仅添加猪粪炭使全氮含量有所下降。种植前后猪粪炭添加有利于土壤养分的提升与保持,且Z10组效果最佳。生物炭对Pb、Hg和Cd的修复效果依次减弱。其中,猪粪炭添加对三种重金属的修复效果整体较优,且修复效果随猪粪炭浓度增加显著增强;果木炭对Pb和Hg的修复效果较好,对Cd的修复效果较不稳定,后期治理中可优先选用猪粪炭进行修复。     

铜陵新桥矿区周边表层土壤重金属含量及污染评价

本文着重调查了新桥矿区周边表层土壤金属污染现状,运用地积累指数法及生态危害指数评价法对Cu、Pb、Cd、Cr、Hg和As等重金属污染情况进行对比分析。结果发现,在变异系数分析中,除Cr和Hg变异系数稍小外,Cu、Pb、Cd和As的变异系数都很大,说明新桥矿区周边土壤人为污染造成的影响很大。     

潼关金矿区农田土壤重金属污染的微观空间分布特征

为了表征土壤中重金属元素的微观空间分布特征,观察污染区土壤重金属元素与矿物之间的微观空间依附关系,本文采集了潼关县采矿区、选冶区附近等4个点位的土壤样品,采用ICPMS测定了Pb、Cd、Hg的含量,利用扫描电镜对每个土壤样品的微观结构和重金属的空间分布特征进行分析。结果表明:采矿区Pb、Cd和Hg的污染超标倍数分别为0.97、7.64、0.20,选冶区及周围农田土壤中Hg污染最严重,污染超标倍数高达52.20;四个样品中Hg主要依附在粘土矿物周围、石英颗粒边缘或表面或孔隙中;1~#、2~#、3~#样品中Pb主要分布在石英、钙长石表面和孔隙周围;1~#样品中Cd和Pb的分布相似,但在碳酸盐矿物表面分布有一定量的Cd;2~#和3~#样品中Cd主要在依附粘土矿物周围及孔隙中。Hg、Pb、Cd在土壤中与矿物的依附关系为:Pb、Cd主要被粘土矿物吸附,部分以碳酸盐结合;Hg为石英和硅酸盐矿物吸附态。     

陕西潼关矿区土壤污染治理技术探讨

陕西潼关金矿区是我国20世纪80年代中后期混乱矿业秩序的典型地区,尾矿渣、氰化渣随意堆放在田间地头、河道两侧、村前屋后,受大风扬尘、降水淋溶和河水搬运等作用,对河水、农田和大气环境造成严重污染。本研究对矿区土壤重金属含量特征、矿区重金属污染土壤修复措施选择、不同覆土厚度条件下土壤重金属含量变化、以及不同覆土厚度条件下农作物重金属含量变化进行分析。结果表明,潼关矿区土壤中Hg、Pb、Cd等3种重金属元素的含量显著高于各种背景值,是最主要的污染元素;而重金属Cu和Zn的含量也高于各种背景值,是主要的污染元素。综合比较得到物理隔离法是最为经济合理的矿区恢复治理措施。在覆盖干净的耕植土厚度大于30cm的情况下,土壤中的Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn等7种重金属元素的含量符合土壤环境质量标准。根据粮食作物、叶菜类和块根类蔬菜在30cm、50cm、70cm和90cm等不同矿渣覆土条件下重金属含量特征综合分析,得到叶菜类不适宜在矿区栽种的结论,同时确定不同农作物安全经济的覆土厚度选取应以不小于70cm最佳。物理隔离法具体覆土措施为底部尾矿渣推平压实、中部覆盖10cm三合土隔离层、上部覆盖40cm净土压实、顶部覆盖30cm净土耕植层。通过矿渣土体有机重构措施,治理区范围内土壤环境得到了改善,一期工程已完成新增耕地1 395亩,新增林地574亩。     

潼关矿区土壤重金属污染潜在生态风险评价

为探明潼关矿区周边重金属污染状况,采集了潼关县三河口废弃尾矿场、沙坡废弃尾矿场、麻峪河废弃尾矿场、乌家河废弃尾矿场4个治理区的农田土壤、土场土样和矿渣样品75份,测定了土样中重金属(Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn)含量,采用单因子指数法、潜在生态风险指数法对研究区重金属污染状况进行潜在生态风险评估。结果表明:潼关矿区的Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn潜在生态危害系数平均值分别为41.4、0.58、60.8、0.44、4.33、4.51、0.36,废弃矿区周边农田的Cd污染最为严重,为中度污染,其次是Hg,为轻污染;Cu污染达到了警戒值。矿区矿渣的Cd污染和Hg污染程度为重度污染,污染等级为Ⅴ级,其中Cd污染的潜在生态危害风险等级很高,Hg为较高;Cu的污染等级为Ⅳ级,污染程度为中等污染,Zn污染等级为Ⅲ级,污染程度为轻污染,这些重金属含量较高的尾矿渣、氰化渣随意堆放是当地基本农田的污染源,所以处理这些尾矿渣是解决环境和土壤问题的当务之急。用于当地重金属污染修复的取土场中,仅有沙坡废弃尾矿场周边的3个土场不存在重金属污染,可作为重金属污染修复的清洁土源。4个矿区的综合生态危害指数由大到下依次为麻峪河废弃尾矿场、乌家河废弃尾矿场、三河口废弃尾矿场、沙坡废弃尾矿场,危害指数分别为400、337、264、225,潼关矿区整体的综合生态危害指数为241,潜在风险等级为中等。     

柠檬酸和槐糖酯对Pb和Cd污染土壤的植物修复强化研究

本文以受重金属污染土壤中的Pb和Cd为研究对象,研究了不同浓度配比的柠檬酸和槐糖酯混合溶液对植物吸附土壤中的重金属离子能力的影响。试验结果表明,表面活性剂(槐糖酯)和螯合剂(柠檬酸)联合使用对植物吸附土壤中重金属离子有很大的促进作用,土壤中的重金属Pb和Cd在植物体内显著富集,达到去除效果,在柠檬酸和槐糖酯浓度比为1∶5的情况下,吸附效果最好。     

攀枝花钒钛高新区土壤重金属污染研究

为了解攀枝花市钒钛高新区土壤重金属的污染程度,本研究采集测定了11家企业周边表层土壤Hg、As、Pb、Cd、Cr、V、Zn、Ni、Cu。结果表明,11家企业周边表层土壤整体呈轻度重金属污染,Cd、Pb、Cr、As在不同区域中出现明显的积累,化工、冶炼行业对土壤重金属污染影响较大。     

工矿企业周边土壤重金属含量预测研究

为了明确工矿企业周边土壤重金属污染程度及其含量变化，配合土壤监测与有效治理，降低其对人体健康的威胁，本文以宁夏某工矿企业周边土壤为研究对象，采用土壤淋溶试验和土壤环境容量模型，对土壤中5种重金属（Pb、Hg、Cd、Cr和As）的纵向迁移特征及含量变化趋势展开研究。结果表明，该企业周边土壤的重金属纵向迁移能力排序为Cr> Cd> Hg> As> Pb,Cr具有强溶性形态和较强的迁移能力；企业开始运营后，周边土壤中重金属含量明显增加，超过该区域土壤本底值。Hg和Cd含量增长较快，而Cr的残留率较低；2020年前，厂区周边Hg、Cd、Cr和As的点位超标率从未达到100%，但现在已经达到这一水平；厂区周边土壤中Pb含量的增长率不高，但Pb在表层土壤中富集，97%的点位Pb含量已超过宁夏背景值。因此，企业生产对厂区周边的污染影响较大。未来，该企业要推进清洁生产，强化环境监测和治理，完善厂区绿化，以减少周边土壤重金属污染。     

淮南矿区土壤重金属污染状况评价及管理对策

本文以淮南矿业集团所辖3 000 km~2矿区土壤为研究对象,共采集土壤表层样品269件,通过对样品中重金属元素测定和数据分析,采用单因子指数法、内梅罗综合指数法和多指标生态评价法对土壤中As、Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、Pb、Hg8种重金属污染现状进行检测、评价,提出煤矿区土壤污染环境管理对策措施。     

长春莲花山土壤环境质量评价与污染风险管控类型研究

本文以长春莲花山农用地表层土壤为研究对象,选取土壤中常见的部分重金属污染物Cd、Hg、Pb、As、Cu、Cr、Zn、Ni为评价因子,采用复合指数法对研究区进行土壤环境质量评价,并依据土壤污染风险筛选值对研究区土壤污染风险管控类型进行划分。结果表明,研究区内只存在单一元素污染区域,分别为Cd、Pb元素污染,污染面积占研究区总面积的6.41%,污染等级为轻度污染,区内未污染区域的等级均为警戒;作为评价因子的8种重金属元素含量均低于农用地土壤污染风险筛选值,莲花山全区土壤风险管控类型均为优先保护类。     

不同修复材料对空心菜铅镉重金属富集特征的影响研究

采用Pb、Cd复合污染的土壤进行盆栽试验,以空心菜为试验对象,分别研究有机质、生物炭和铁渣对空心菜-土壤系统中空心菜生长状况以及重金属Pb和Cd累积与分布的影响,探寻不同修复材料对空心菜Pb、Cd富集的影响。结果表明:添加5g·kg~(-1)铁渣的处理能显著降低土壤中Cd含量,添加20g·kg~(-1)有机质的处理则能显著降低土壤中Pb含量。空心菜叶片对Cd的吸收效果显著高于空心菜茎对Cd的吸收效果,其中添加10g·kg~(-1)生物炭和铁渣的空心菜叶片吸收效果最佳。添加有机质和生物炭处理中的空心菜叶片对Pb的吸收效果优于空心菜茎,但是添加铁渣处理的空心菜中茎对Pb的吸收效果优于叶片。其中添加10g·kg~(-1)生物炭的空心菜叶片对Pb的吸收效果最佳。     

活性炭比例对四合土隔离层重金属阻滞能力的影响

为探究活性炭比例对四合土隔离层重金属阻滞能力的影响,在三合土中添加不同量的活性炭构建四合土隔离层,测定重金属离子穿透隔离层时间并运用两区模型拟合重金属离子在隔离层内的弥散扩散系数(D)和阻滞系数(R)。结果表明,随着隔离层中活性炭比例的增加,隔离层饱和导水率增大;隔离层材料黄土、熟石灰、活性炭、细沙比例为5∶2∶1∶2时,重金属Zn、Cd、Hg、Pb、Cu穿透时间分别延长了20.0%、16.0%、5.0%、8.0%、6.0%;隔离层材料黄土、熟石灰、活性炭、细沙比例为5∶1.5∶1.5∶2时,重金属Zn、Cd、Hg、Pb、Cu穿透时间分别延长了25.5%、19.8%、7.4%、7.2%、2.7%;添加活性炭的隔离层可以不同程度提高重金属Zn、Cd、Cu的阻滞系数。     

基于高光谱的土壤重金属镉、汞、铅含量估算研究

使用ASD FieldSpec HR(350～2500nm)地物光谱仪,对采自陕西省扶风县、杨凌县、武功县的44个土壤样品进行原始光谱反射率测定。采用MSC、SNV、NOR,结合FD、SD、LOG变换,使用PLSR建立Cd、Hg、Pb三种土壤重金属元素的最优高光谱估算模型。研究结果表明:研究区域存在较为严重的Hg污染现象,Cd含量接近临界值;反射光谱经过NOR、MSC、SNV变换后显著提高了反射光谱的信噪比,结合不同微分变换有效提升模型的稳定性和普适性;采用PLSR法建立的Cd、Hg、Pb三种土壤重金属光谱最优模型的建模精度分别为0.545 1、0.991 2、0.618 2;针对不同重金属元素,基于不同的处理方法建立的最优估算模型预测能力较好,可以实现该区域重金属含量监测。     

多元统计学理论在矿区土壤重金属溯源分析中的应用

通过对万庄金矿区及其矿区周边表层土壤取样调查,本文测定了矿区土壤中八大重金属含量。结果表明,矿区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn和Ni的重金属平均含量为0.345 mg/kg、26.858 mg/kg、0.321 mg/kg、68.055 mg/kg、30.879 mg/kg、59.040 ng/g、51.556 mg/kg,89.450 mg/kg和32.070mg/kg,由《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)对比发现,该矿区土壤中研究的重金属含量超过了二级标准值,说明该地区的重金属积累比较严重。采用相关性分析、主成分分析及聚类分析多元统计学方法对土壤重金属进行溯源分析,结果表明:Cr、Ni可能源自后期人为因素和大气沉降;As、Pb、Cd及Zn的来源可能是矿石开采、开采后的堆积冶炼、矿产的运输以及冶炼后的残渣堆积物;对于Hg的来源,除了源于土壤的自然成土因素,主要原因是金矿选冶采用氰化法时需要加入汞。     

某化工厂搬迁后遗留场地土壤重金属污染评价

近年来,随着我国城市发展和建设的加快,原处于城市中的重工业企业进行了搬迁,遗留场地对人类健康、环境生态安全和经济社会的危害较大。以某化工厂搬迁后遗留场地内土壤为研究对象,采集表层0～20 cm土样18个,测试了Ni、Cu、Cd、Pb、Hg、As和Zn共7种重金属元素含量,运用质量比统计分析、污染特征分析和相关性分析,判断场地内重金属污染情况。结果表明:Ni、Cu、Cd、Pb、Hg、As和Zn含量分别为30.16、35.10、0.28、31.74、0.92、18.99和72.63 mg·kg~(-1),受测的7种重金属与关中地区背景值相比超标率为83.3%,以Hg、As污染为主且已超出《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)中的筛选值,说明化工厂对研究区域的重金属含量有极大的影响;重金属主要在污水池与反应堆处明显富集,说明化工厂可能存在渗漏或偷排现象,这也是该区域土壤重金属污染的重要来源。     

基于内梅罗指数法与地质累积指数法对海宁市土壤重金属污染状况评价的比较与分析

内梅罗指数法和地质累积指数法是评价土壤重金属污染的重要方法。本文采用这两种方法对海宁市土壤中Cd、Zn、Cu、Pb、Ni、Cr、Hg、As八种重金属元素含量进行评价,并对两种评价结果的差异进行分析。结果表明,内梅罗指数法和地质累积指数法在评价土壤重金属污染中各有优缺点,因此,人们应综合运用这两种方法,从而更加全面地评价研究区域的土壤污染状况。     

不同生物炭的理化性质及其对重金属的吸附

为了探明不同生物炭材料对水中重金属的吸附效果,于500℃条件下制备农作物秸秆生物炭,并分别在制备的不同生物炭材料中添加重金属溶液,于25℃恒温振荡培养箱下220 r·min~(-1)分别振荡培养1 h、1 d和5 d,过滤后测定滤液中重金属Cr、Cd、Pb、Zn、Hg的含量。结果表明:三种生物炭均为碱性,三种生物炭对重金属Cr、Cd、Pb、Zn、Hg均有不同程度的吸附效果。对重金属Cr而言,培养5 d后芦苇杆、木薯杆、水稻杆生物炭对Cr的吸附量均表现出最高,分别为260.33、250.56、248.69μg·g~(-1);对重金属Zn、Cd而言,培养1 h后水稻杆生物炭对其吸附量均达到最大,分别为190.80、333.58μg·g~(-1);对重金属Pb、Hg而言,在培养5 d后,木薯杆生物炭对其吸附量达到最大,分别为312.75、75.32μg·g~(-1),其中三种生物炭材料对Hg的吸附均随着培养时间的增加而增加。综合三种生物炭对重金属的吸附作用可推断,生物炭对水中重金属的吸附受吸附时间及生物炭性质而出现了不同的变化。     

生物炭修复土壤重金属污染的研究进展

土壤重金属污染具有持久性、不可降解性、高毒性以及生物相容性等特点,修复难度大、成本高、周期长。生物炭含有大量的孔隙、较大的比表面积以及丰富的活性基团,对于原位修复土壤中重金属具有效果好、成本低以及操作简单等优势。本文主要从生物炭对单一与复合重金属污染土壤的修复以及生物炭的物化性质对其土壤重金属污染修复效应的影响三个方面出发,综述了近几年关于生物炭修复土壤重金属污染的相关研究,并在此基础上对生物炭修复重金属污染土壤的研究方向及侧重点进行了展望。     

汞矿区土壤重金属污染及生态风险研究

矿山开采引起的重金属污染已成为全球性问题,其在土壤中的累积状况及存在的生态风险更值得关注。以陕西省典型汞矿区为研究重点,采集矿区道路两侧表层与浅层土壤样品,分析了8种重金属污染空间分布及潜在的生态风险。结果表明,随着距离采矿企业距离的增加,道路侧土壤重金属整体呈降低趋势,且重金属Hg污染最为普遍、污染程度最重,基本覆盖整个研究路段。受Hg污染重、潜在生态风险指数高影响,研究路段土壤重金属潜在生态风险由较强—强,且距离采样企业较近路段的重金属潜在生态风险极强。