盐酸提取条件下土壤重金属元素的释放特征

采用河南省黄淮海平原典型农田土壤样品,开展了不同浓度盐酸(1,0.1,0.001,0.000 01 mol/L)和振荡时间(2,24,48,96 h)的土壤重金属元素提取实验,分析了盐酸浓度和振荡时间等对土壤重金属元素释放的影响,探讨了不同提取条件下土壤重金属元素的释放效果及其影响因素。研究表明:土壤Cr、Cu、Ni、Zn和Pb采用1 mol/L盐酸振荡48 h时萃取率显著高于其他处理,其中Pb的萃取率最高,土壤As采用1 mol/L盐酸振荡2 h时萃取率最高,碱性土壤Cd采用0.1 mol/L盐酸振荡2 h时萃取率最高。在此基础上,根据1 mol/L盐酸振荡2 h的提取结果,采用统计分析方法分析了土壤重金属元素全量、理化性质以及土壤类型对土壤重金属元素释放的影响,结果表明:土壤Cr全量越高,Cr萃取率越高;土壤干密度越大,Pb萃取率越高;土壤pH值越低,土壤Ni萃取率越高,而土壤Pb正好相反;土壤有机质对重金属元素萃取率无统计上的显著影响;Cu、As、Pb在碱性土壤(黄河流域)萃取率相对较高,而Cr、Ni、Zn在酸性土壤(淮河流域)萃取率相对较高;土壤类型对重金属元素释放的影响表现为砂姜黑土Cr,水稻土Cu、Ni、Zn,潮土As、Pb的萃取率相对较高。     

山东省蒙阴县蒙山北部麦饭石地球化学、溶出与吸附特征

山东省蒙阴县蒙山北部地区麦饭石矿产资源品质好,且矿石开发利用已具有较大规模。为查明该区麦饭石全岩地球化学及麦饭石溶出和吸附特征,本文对研究区麦饭石岩相学和地质地球化学特征进行了分析研究。研究结果表明,蒙阴县蒙山北部地区麦饭石属钙碱性岩浆岩,其对人体的有益和有害元素的含量与地壳元素丰度值相当或略低。麦饭石的溶出和吸附特征表明,麦饭石能溶出有用组分偏硅酸(H₂SiO₃),并且含量均达到了天然饮用矿泉水的标准要求(≥25.00 mg/L),有益有害元素也均满足限量指标要求,溶出效果较好。麦饭石对有害元素Pb、Cd、Hg、As、Cr均具有较强的吸附作用,其中对Cd、Hg、Pb等元素吸附效果最好。本次研究为制定山东省麦饭石矿产地质勘查地方标准及开发利用提供科学依据。     

麦饭石促进异养反硝化去除水中硝酸盐的研究

微生物异养反硝化技术是市政污水处理中广泛应用的技术,但在实际应用中,微生物活性易受冲击负荷、重金属胁迫等环境条件影响,使出水效果不稳定。麦饭石作为一种天然硅酸盐矿物,能有效提高微生物活性及对环境胁迫的抗性,可以将其应用于微生物污染治理领域。通过批实验研究麦饭石的剂量、处理方式对异养反硝化的促进作用并探究麦饭石作用于微生物的机理。结果表明,麦饭石的投加剂量和处理方式均显著影响了微生物对硝酸盐的去除效果。硝酸盐去除率与麦饭石投加量呈正相关,麦饭石投加量为350 g/L时硝酸盐去除率可达96%,未添加麦饭石的空白组硝酸盐去除率仅为25%;处理方式会影响麦饭石对反硝化过程的强化作用,研磨后过200目筛的麦饭石在投加量<150 g/L时具有优势,投加量继续增大后,未经处理的麦饭石表现出更强的反硝化促进作用。进一步采用未经处理的麦饭石、研磨后过200目筛麦饭石及球磨麦饭石浸出液进行反硝化的促进实验及微生物毒性实验探究麦饭石作用于微生物的机理。实验结果表明,麦饭石浸出液能够提高微生物的活性及对环境胁迫的抗性,影响麦饭石生物促进作用的主要因素为其溶出微量元素的成分及浓度。本研究为天然矿物麦饭石应用于微生物污染治理提供理论依据和实际应用价值。     

吉林省发现一处优质“天池麦饭石”

吉林省地矿局科技处受吉林省白河林业局的委托,在长白山天池附近找到一处优质“天池麦饭石”。该麦饭石是在调查寻找七处矿点中优选出来的。出露范围有0.5km~2,其质地优良,富含 Mo、Se、Cr、Cu、Zn 等对人体有益元素,且溶出量高;原岩有害元素 Pb 最低,As、Cd、Hg 也均低,且溶出量也很低;生物毒理试验效果较佳。各项指标均可与中华麦饭石、阜新麦饭石及我省凤栖、长白麦饭石比美。该项资源是经地学、医学、卫生等十位行业专家共同鉴定确认的。并认为其研究程度较高,具有国内同类研究的先进水平。     

麦饭石中元素溶出的微结构模型探讨

进行了麦饭石中元素的溶出试验,结合麦饭石的矿物组成和岩石结构,探讨了麦饭石中矿物元素溶出的微结构模型,采用该微结构模型分析了颗粒尺寸、温度、时间及溶出次数对矿物元素溶出过程的影响。研究结果表明：麦饭石颗粒变小,溶出液的矿化度呈指数形式增加;麦饭石溶出次数增加,矿化度明显降低;溶出温度增加,矿化度和Sr含量增加,且增幅较大;溶出时间增加,矿化度和Sr含量增加,但增幅较小;麦饭石的矿物组成及岩石结构特征有利于矿物元素的溶出。麦饭石矿物元素溶出微结构模型可以表示为麦饭石浸入水中→界面水膜层形成→水渗入→水合作用→元素离子化→离子迁移、扩散→元素溶出,该模型进一步说明麦饭石粒度变小和溶出温度增加等都能促进矿物元素的溶出。     

环境因素对港口矿石堆场中矿产品重金属溶出的影响

随着中国经济发展,港口矿产品堆场重金属溶出作为港口土壤、水体的重要污染源不容忽视,重金属的溶出量与重金属种类有关。本文以天津港口矿石堆场中多类矿石为研究对象,通过静态浸泡实验,根据重金属的溶出情况确定典型矿产品和典型重金属因子,研究了时间、pH和温度对于典型矿产品中重金属溶出的影响。结果表明：铅精矿和铜精矿的重金属溶出量大,铅精矿中的Zn、Pb、Cd和铜精矿中的Ni是典型重金属因子,相应的溶出量比其他重金属高出1~3个数量级。随着时间的增加,铅精矿中Zn、Pb、Cd的溶出浓度增大,而铜精矿中Ni的溶出浓度基本上保持稳定。在pH 3.5~7.5的范围内,铅精矿中Zn、Pb、Cd和铜精矿中Ni的溶出浓度随pH值的变化均无显著性差异,且受pH的影响不大。在20~40℃的温度范围内,铅精矿中Zn、Pb、Cd的溶出浓度大体随温度升高而升高;铜精矿中Ni的溶出浓度则在30℃后呈现下降的趋势。本文初步探究了矿产品中重金属溶出的基本规律,为港口矿石堆场中矿产品重金属溶出的监控和防治提供了数据支持。     

天然药用矿物蒙脱石除铅实验的微波应用

蒙脱石是一种药用矿物.天然产出的蒙脱石中常含有对人体有害的Pb等重金属元素.为了除去这些重金属元素,我们分别对蒙脱石进行了酸溶处理和EDTA萃取实验,在实验过程中分别采用了常规加热和微波加热.结果表明酸溶法只能除去65%左右的Pb,而在以下条件下Pb的去除率可达93.75%:O.05 mol/L的Na-EDTA溶液;固液比1:5;中档微波处理10 min.在该条件下经过处理的蒙脱石Pb含量小于5×10-6,符合药用标准.     

HK-1便携式水质自动分析仪测定环境水中镉铜锌镍铅

利用电化学分析原理,采用HK-1便携式水质自动分析仪测定环境水中Cd、Cu、Zn、 Ni、Pb。建立了流动体系微电解池Au(Hg)-Au-Ag三电极体系,选择1mol／L NH4Cl-NH3 ·H2O为底液,采用阳极溶出伏安法测定Cd、Cu和Pb,催化伏安法测定Ni,阴极伏安法测定Zn。标准曲线法测定Cd、Cu的检测限各为1．0μg/L,Zn为0．1 mg/L,Ni为1．0μg/L,Pb为5μg／L。自行研制的封闭式流动体系便携式水质分析仪能够满足水质分析的要求,并已用于环境科学、给排水系统现场监测。     

溶解性有机质对冻融作用下污染土壤中重金属Pb的溶出释放规律

采用室内模拟实验方法研究了溶解性有机质（DOM）对冻融作用下污染土壤中重金属Pb的溶出规律。结果表明：冻融作用明显改变了土壤基本理化性质和重金属Pb的化学形态;与未冻融土壤相比,DOM明显促进了冻融土壤中Pb的溶出释放。DOM对污染土壤中Pb的溶出释放作用与土壤类型、土壤污染时间和污染程度有关：DOM对棕壤中Pb的溶出释放作用大于对黑土中Pb的溶出释放作用;而且随着土壤Pb污染时间越长和污染程度越重,DOM对土壤中Pb的溶出释放作用越大。DOM对土壤中Pb的溶出释放还与DOM质量浓度、性质和组成密切相关：DOM质量浓度的增加提高了污染土壤中Pb的溶出释放;DOM的低pH和小分子量亲水性组分利于土壤中Pb的溶出释放。     

大气降尘及人工粉尘在缬氨酸中的溶解特性研究

针对自然降尘、工业区降尘及人工粉尘进行的物相、成分、表面形貌、元素含量及粒度分析表明,降尘均以石英、方解石、钠长石、绢云母为主要物相成分,SiO₂、CaO含量较高,K₂O、Na₂O含量低。降尘粒度在0.3～5 μm内集中分布,小于2 μm的粉尘比例均超过85%。粉尘颗粒多为无规则的团块状,且颗粒表面粗糙。在模拟人体温度37℃条件下,对比研究了32 h内粉尘在缬氨酸水溶液中的溶出行为和电化学作用。不同性质的粉尘的pH值和电导率变化趋势不尽相同,大体上前4 h前各粉尘样品的pH值、电导率随时间增加上升较快,8 h后反应基本达到平衡。反应前后,溶液pH值改变较小,缬氨酸对粉尘溶解有较大缓冲作用。粉尘中元素K、Ca、Na、Mg的离子溶出总量为31～331 mg/L,其中Ca元素的溶出量最大为15～255 mg/L,其次为元素K、Mg、Na。重金属离子Fe、Zn、Mn、Pb、Ba、Cr、Ni、V的离子溶出总量为3.06～20.60 mg/L,Al、Si离子溶出总量为1.12～22.80 mg/L。粉尘中各元素主要在前8 h溶出较快,各粉尘在中性缬氨酸水溶液中的溶解程度由大到小为: 硅灰石>蛇纹石>海泡石;水泥厂降尘>自然降尘>电厂降尘。CaO含量高的水泥厂降尘和硅灰石人工粉尘溶解程度最大,表明其在中性缬氨酸环境中耐蚀性较差,表现出较低的生物持久性。SiO₂含量高的电厂降尘和海泡石人工粉尘溶解程度最小,具有较强耐蚀能力和较高生物持久性。