矿物“微胶囊”在重金属污染土壤修复中的应用

矿物“微胶囊”技术用改性稳定矿物包裹重金属,使其长期无害存在于土壤中,原理是将一种土壤中的天然黏土矿物改性,赋予其巨大的比表面积和吸附能力,改性后的矿物混入重金属污染土壤后,将自行包裹土壤中的重金属并形成稳定的微胶囊。根据相关生态地球化学调查结果,结合快速调查,圈定了2个典型土壤As污染区块,运用矿物“微胶囊”技术开展土壤砷等重金属污染修复试验,在圈定地块按一定比例在耕种前均匀掺入修复试剂,并与空白土壤对比。试验结果表明：在As污染地块施加一定量的修复材料后,半年内可显著降低土壤中有效态As的含量,最大降幅达78%;土壤污染状况相同时,施加的修复材料最优添加量在1.20～1.50 kg/m2之间;施用该修复材料对土壤无二次污染,不影响农作物产量。试验结果可为治理农田As污染提供科学依据。     

Cd-As复合污染农田土壤修复材料的筛选

Cd和As两种污染物的离子电荷不同,化学性质迥异,因此Cd和As复合型重金属污染的土壤修复难度大。某地农田土壤呈弱碱性,因受老旧废弃垃圾填埋场的影响变为弱酸性,土壤样品中Cd和As均超标,有效态含量高,水稻样品超标率＞15.4%。实验室小试证明:生石灰可以降低Cd的活性,升高As的有效态,综合修复效果差;活性炭和矿物“微胶囊”因其吸附机制可同时降低Cd和As的有效态含量;活性炭钝化Cd的短期效应相与矿物“微胶囊”相当,钝化As的短期效应相比矿物“微胶囊”有一定的优势;矿物“微胶囊”的长期钝化效应最好,2年观察周期后活性炭效果归零,而矿物“微胶囊”效果稳定持续,有效态去除率最终可达90%。3种材料修复Cd和As复合污染型耕地土壤的综合性能筛选结果为矿物“微胶囊”（优）＞活性炭＞生石灰（差）。     

纳米材料在土壤重金属污染修复中的应用

重金属污染土壤的修复一直是国内外环境研究者关注的重点环境问题之一.近年来,纳米材料在土壤重金属污染修复中的应用也受到了越来越多的关注.综述了主要纳米材料及其改性材料修复土壤重金属的应用、纳米材料的组合技术应用以及影响纳米材料修复土壤重金属效果的主要因素,提出了今后该领域应重点加强研发新的纳米材料,同时提高其在土壤中的扩散能力,研究从室内实验到田间实验的应用;进一步深入探讨了纳米材料在土壤中的环境行为及相关机理等,以期充分理解并进一步推动纳米材料在土壤重金属污染修复中的应用.      

改性Mg(OH)2对多种重金属污染土壤的修复效果

为了研究一种高效的多种重金属污染土壤修复剂,本文采用了一种具有OH^-缓释功能的改性Mg（OH）₂,通过重金属污染土壤稳定化修复实验,探讨了改性Mg（OH）₂对污染土壤中多种重金属（Pb、Cd、Cu、Zn）的稳定效率及对多种重金属形态分布的影响。结果表明,投加改性Mg（OH）₂对土壤中多种重金属均有稳定作用,对Pb、Cd、Cu、Zn的稳定效率分别为72.42%、34.53%、87.64%和97.65%,且改性Mg（OH）₂的投加使重金属交换态质量明显减少、残渣态质量增加,进一步提高了重金属的稳定性,降低了重金属生物有效性;另外,改性Mg（OH）₂具有OH^-缓释性,可使土壤长期保持一定的碱性,是一种经济有效的土壤修复剂。     

地球化学工程技术修复江西某Pb超标耕地的应用

为了判别地球化学材料在土壤改良与重金属修复中的作用,本研究以江西龙南某地被稀土采矿废水污染而废弃的农耕地为对象,用黏土矿物等材料组成的三种修复方案对249 km2的废弃地进行修复。一周期后,比较修复前后土壤中重金属生物易迁移态的变化来评价该技术的有效性。结果表明,该地Pb超标程度最重,达101.50 mg·kg-1。Cd、Hg、As次之,分别为0.13 mg·kg-1、0.13 mg·kg-1、2.98 mg·kg-1,均超赣州市土壤背景值含量,超龙南地区土壤Pb的均值,修复目标为Pb。该地土壤中Pb的易迁移态含量与总量不显著相关。经地球化学工程技术修复后,Pb易迁移态降低了3.25%,修复效果明显。一周期后,Pb的易迁移态平均降幅为1.40%,修复效果稳定。修复效果最佳的方案C能使Pb降低幅度达到3.38 mg·kg-1,在经济上体现为最廉价,体现了地球化学工程技术的优势。     

巯基改性蒙脱石对中国北方中碱性农田土壤镉钝化效果研究

农田土壤重金属污染是影响中国农产品环境质量安全的主要因素。钝化材料是修复农田重金属污染土壤的关键材料,研究开发出高效土壤重金属钝化材料,对于修复重金属污染农田和保障农产品食用安全非常重要。本文以蒙脱石为原材料,将巯基基团负载在其表面或层间制备巯基改性蒙脱石,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等技术表征巯基改性蒙脱石的特性,并开展室内土培试验,采用二乙三胺五乙酸浸提-火焰原子吸收分光光度法分析土壤镉的有效态,通过Tessier修正顺序七步提取法分析土壤镉的赋存形态。结果表明：蒙脱石经巯基改性后不仅新增了C-H、S-H共价键,而且增强了-OH和C=O化学键的活性,能与Cd²⁺发生巯基及羟基配位吸附。供试土壤添加巯基改性蒙脱石后,由于巯基配位吸附作用使土壤离子交换态镉转化为铁锰氧化物结合态,而增强的羟基配位吸附作用使其转化为碳酸盐结合态,结果使土壤中镉的赋存形态发生显著改变,离子交换态大幅减少,作物根系可吸收的土壤有效镉显著降低。添加1%、3%、5%巯基改性蒙脱石后,土壤有效镉分别降低21.92%、69.11%、...     

改性天然沸石物理化学性能及吸附锰离子研究

重金属在土壤中由于不能被微生物分解而在土壤中富集,当积累到一定程度就会对土壤一植物系统造成危害,并会通过食物链威胁人类的健康.因此世界各国目前纷纷开展重金属污染土壤治理技术的研究,其中利用非金属矿物钝化土壤中的重金属是一种有用技术,可降低其生物有效性(Mulligan等,2001;Darmawan等,2002).天然沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物,具有吸附和离子交换性能.由于天然沸石的形成条件较为复杂,孔道往往较小,吸附量较低.壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物,可与重金属形成螯合物,对污染土壤植物修复起促进作用(杨秀红等,2003).本文将壳聚糖负载在莱西天然沸石上,提出沸石-壳聚糖吸附重金属离子Mn2+的方法,并对其吸附条件进行试验研究,以期为利用天然沸石原位修复锰污染土壤提供理论依据(lvarez-Ayuso等,2003;谢华林等,2005).     

AB-DTPA提取法在重金属污染土壤修复模拟试验中的应用可行性

将碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸(AB-DTPA)提取重金属生物有效态的方法应用于重金属污染土壤修复的模拟试验中,该土壤的污染元素主要是铜、锌和镉,试验所用修复材料是钠化膨润土。研究表明,AB-DTPA提取法具有很好的稳定性,而且能准确指示铜、锌、镉元素在土壤中的有效态含量,同时AB-DTPA对土壤中铜、锌、镉元素的提取率也适用于模拟试验中修复效果的平行对比。AB-DTPA提取法在重金属污染土壤修复模拟试验中的应用是可行的。     

淋洗剂乙二胺四乙酸对重金属污染土工程特性的影响

以重金属铅（Pb2+）污染土和淋洗剂乙二胺四乙酸（EDTA）为研究对象,通过批次试验研究了不同浓度EDTA的淋洗对Pb2+污染土的渗透特性、持水特性、压缩特性、抗剪强度等工程特性的影响,为淋洗修复后土壤的二次利用提供参数支持。基于矿物成分、孔隙结构等微观试验,揭示了土壤工程特性变化的内在机制。研究结果表明,当淋洗剂EDTA浓度从0增加到0.15 mol/L,经淋洗修复后的污染土壤pH值从7.94下降到5.12,渗透系数降低超过一个数量级,黏聚力降低50%以上,而内摩擦角增大,持水性能提高,孔隙比从0.81下降到了0.76。微观试验的结果表明,随着淋洗剂浓度的增大,土壤中的蒙脱石、钠长石和伊利石矿物含量减少,石英矿物含量增加,其中蒙脱石含量从7.87%下降到了0.07%,而石英矿物含量增加了11.09%;淋洗后土壤单位质量进汞量由0.22 ml/g降低到0.15 ml/g,土壤总孔隙体积减少。重金属污染土淋洗修复工程在考虑重金属去除率及经济性指标的同时,还应考虑淋洗剂对土壤工程特性的弱化。     

中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考

土壤是农业可持续发展的基础。经过近40年的经济快速发展与农业高度集约化生产后,我国农田土壤污染与土壤环境质量下降问题逐渐凸显。当前,中国农田土壤重金属污染形势不容乐观,对农产品的安全生产和食品安全构成威胁。文章首先对我国农田土壤重金属污染现状与污染特点、农田重金属污染来源及修复技术研究现状等进行了总结。结果显示：(1)我国农田土壤重金属污染点位超标率相对较高,但以轻度污染为主;(2)污染土壤中主要以Cd、As、Hg、Pb和Cr这5种健康风险重金属元素为主,尤其以Cd风险最高,而以生态风险为主的Ni、Cu和Zn 3种重金属环境风险相对较小;(3)农田土壤污染分布总体表现为南方重于北方,东部重于西部;(4)农田土壤污染逐渐呈现由工业源向农业源、城郊向农村、土壤向食物链转移的发展趋势。基于文献计量方法对我国近30年来农田土壤污染防治研究的热点与趋势进行了分析。结果表明,我国农田土壤污染防治研究主要始于2000年前后,2009年后进入快速发展阶段,研究热点主要包括重金属污染监测、土壤环境环境质量评价、重金属污染土壤修复技术等,近10年来污染土壤修复技术表现为从单一修复技术向联合修复技术发展态势。此外,文章对我国农田重金属污染修复的一般程序、不同污染程度农田土壤的安全利用技术与高风险污染土壤的管控技术进行了评价,最后,对我国当前农田重金属污染防治过程中出现的问题进行了思考,同时针对我国今后农田重金属污染防治研究进行展望,提出了基于源头控制与风险管控措施相结合的农田重金属污染防治体系,以期为未来我国农田土壤重金属污染防治研究规划以及土壤重金属污染防治技术的创新提供参考与借鉴。     

湖南耕地土壤和稻米重金属污染防控实践与思考

湖南省是我国主要产粮区之一。由于矿产经济活动及其他人类活动,大面积耕地土壤受到重金属污染,从而一些地方的稻米重金属含量超过国家食品卫生标准。本研究对湖南省耕地土壤与稻米重金属污染现状和成因进行剖析。结果表明：湖南耕地土壤重金属污染特征是复合污染为主,污染程度逐年上升,主要分布在湘江流域和工矿区,并逐渐蔓延至养殖区,稻米重金属污染主要以Cd为主,其次是As和Pb。针对湖南稻米重金属污染的各种防控措施,阐述其工作原理、应用实例和优缺点,然后对湖南省开展的土壤重金属污染修复措施和研究进行总结与思考,提出应当构建一种基于土壤组成的原味钝化材料耦合易操作农艺措施的经济、绿色、高效的综合性技术方案,以期来修复耕地土壤重金属污染和降低稻米重金属含量,保障粮食安全生产。     

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。     

碱改性凹凸棒石对土壤中镉化学形态及环境风险的影响

凹凸棒石进行碱改性后性能的提高,为其钝化修复重金属污染土壤提供重要基础.本文采用不同比例的氢氧化钠对凹凸棒石进行改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)分析改性前后凹凸棒石理化特性的变化,并在人工配制的重金属Cd污染土壤上进行钝化实验,研究氢氧化钠改性凹凸棒石对污染土壤中Cd...     

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。     

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。     

矿区土壤中重金属形态分布的地球化学机制北大核心CSCD

酸性矿山废水(AMD)的持续输入除了增加土壤中重金属的含量和明显改变土壤理化性质外,还会导致土壤微生物群落的改变和新矿物相(黄钾铁矾、施氏矿物、金属硫化矿物等)的形成,这些都将引起重金属形态分布的变化。重金属在土壤中的形态分布决定其地球化学行为和生物可利用性,因此其形态分布变化的影响机制是矿区土壤重金属污染研究中一个重要的基础科学问题。本文从土壤组分的变化、重金属在各形态间迁移的路径和动力学等方面探讨AMD影响下矿区土壤中重金属形态分布变化的地球化学机制,以期为认识矿区土壤重金属的环境行为与重金属污染土壤修复提供理论基础。     

矿区土壤中重金属形态分布的地球化学机制

酸性矿山废水(AMD)的持续输入除了增加土壤中重金属的含量和明显改变土壤理化性质外,还会导致土壤微生物群落的改变和新矿物相(黄钾铁矾、施氏矿物、金属硫化矿物等)的形成,这些都将引起重金属形态分布的变化。重金属在土壤中的形态分布决定其地球化学行为和生物可利用性,因此其形态分布变化的影响机制是矿区土壤重金属污染研究中一个重要的基础科学问题。本文从土壤组分的变化、重金属在各形态间迁移的路径和动力学等方面探讨AMD影响下矿区土壤中重金属形态分布变化的地球化学机制,以期为认识矿区土壤重金属的环境行为与重金属污染土壤修复提供理论基础。     

矿区土壤重金属污染及修复技术研究进展

【研究目的】土壤重金属污染是造成土壤生态环境质量下降、农作物重金属超标,甚至危及人体健康的主要因素。采矿及冶炼活动是土壤重金属污染的主要来源,中国矿山贫矿多、难选矿多、共伴生矿多,矿山开采过程中产生了大量的有毒有害重金属进入土壤,由于采矿活动造成土壤重金属污染严重。目前,寻找合适的方法修复矿区重金属污染土壤是国内外环境科学领域研究的热点和难点。【研究方法】本文通过查阅大量矿区重金属污染土壤修复技术方向的文献,综述了国内外关于矿区土壤中重金属污染的特点、危害及修复技术最新研究进展。【研究结果】目前矿区土壤重金属污染的修复方法包括：（1）工程修复技术：客土法;（2）物理修复技术：电动修复法、玻璃化法、热处理法等;（3）化学修复技术：土壤淋洗法、固定/稳定化法等;（4）生物修复技术：植物修复法、微生物修复法等。【结论】目前客土法是使用较广、最有效的处理技术,植物修复技术是应用前景最好的技术。在实际矿山重金属污染土壤修复中,单一的修复技术往往存在一定的局限性而不能满足修复需求,因此可采用多种修复技术相结合的联合修复方法相互补充,以达到最佳修复效果。     

碱改性沸石吸附铅和氨氮性能及对稀土矿山土壤的修复作用

针对废弃离子型稀土矿山中的重金属铅和氨氮复合污染问题，本文采用木醋液、氢氧化钠、木醋液-氢氧化钠对天然沸石进行改性，利用扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)分析改性前后沸石的微观结构和物相组成变化。开展室内模拟溶液中吸附动力实验；以现场采集的土壤为基质，进行柱淋滤实验及土壤中稳定化实验，分析了天然沸石和氯化钠、氢氧化钠、木醋液-氢氧化钠三种不同改性沸石对铅和氨氮的形态影响。结果表明：碱改性沸石和碱+木醋液改性沸石对200mg/L铅的去除率超过94%，对30mg/L氨氮的去除率大于65%;2%(质量百分比)为碱改性沸石的最佳添加比例，使土壤中铅有效态固化率达52%，氨氮由不稳定态向稳定态转化。现场中试实验证明，添加修复材料6个月后，碱改性沸石吸附稳定土壤中氨氮达94.61%。碱改性沸石不仅制备工艺简单，价格便宜，无二次污染，而且对土壤中铅和氨氮复合污染有很好的稳定化效果，可作为用于废弃稀土矿山土壤修复稳定化材料之一。     

矿物改良剂在重金属污染土壤修复中的应用——湖南株洲地区Cd、Pb污染土壤的修复实验

<正>本文介绍了我国土壤重金属污染现状及重金属在土壤中的存在状态。就石灰、磷酸盐、沸石等无机矿物作为改良剂原位修复重金属污染土壤的改良效果、改良作用机制、存在问题及国内外研究进展做了简要综述,并对此方面研究的未来趋势提出展望。