改良剂连续施用对农田水稻Cd吸收的影响 被引量：44

1

作者 冉洪珍 郭朝晖 +2 位作者 肖细元 史磊 封文利 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1117-1123,共7页

通过连续2a田间试验,研究了在Cd重度污染土壤上施用有机肥、石灰、石灰与有机肥配施1a后,第2a连续施用和不再施用改良剂对稻田土壤有效态Cd含量和水稻Cd吸收的影响.结果表明,有机肥、石灰单施及石灰与有机肥配施均能显著提高稻田土壤pH... 通过连续2a田间试验,研究了在Cd重度污染土壤上施用有机肥、石灰、石灰与有机肥配施1a后,第2a连续施用和不再施用改良剂对稻田土壤有效态Cd含量和水稻Cd吸收的影响.结果表明,有机肥、石灰单施及石灰与有机肥配施均能显著提高稻田土壤pH值,降低土壤中有效态Cd含量和水稻各部位Cd含量,第1a有机肥、石灰、石灰与有机肥配施处理的糙米中Cd含量较对照分别显著降低35.9%、69.2%和65.4%.与对照相比,第2a连续施用有机肥、石灰及石灰与有机肥配施处理下,稻田土壤pH值分别显著升高0.27、0.57和1.05个单位,土壤有效态Cd分别显著降低26.6%、29.7%和59.4%;糙米中Cd含量较对照分别显著降低63.1%、79.5%和83.6%,其中,第2a连续石灰与有机肥配施处理下糙米中Cd含量为0.20mg/kg,达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762-2017)中糙米限量值.第2a不再施用有机肥、石灰及石灰与有机肥配施处理的糙米中Cd含量较对照分别显著降低49.2%、69.7%和75.4%.双因素方差分析结果表明其值与连续施用改良剂的处理无显著性差异.上述结果表明,石灰与有机肥配施可有效降低污染稻田土壤中有效态Cd含量和水稻Cd含量,施加后一年内可不施或减少改良剂施用量. 展开更多

关键词 土壤改良剂 镉 有效性 水稻 连续施用

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中国主要城市土壤重金属累积特征与风险评价 被引量：25

2

作者 彭驰 何亚磊 +2 位作者 郭朝晖 肖细元 张严 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-10,共10页

我国快速城市化过程可能会导致重金属在城市土壤中累积,威胁居民健康.通过收集和整理最近15年间发表的文献数据,从整体上分析了我国52个主要城市土壤重金属含量特征及其健康风险.结果表明,我国城市土壤平均ω(Pb)、ω(Cd)、ω(Cu)和ω(... 我国快速城市化过程可能会导致重金属在城市土壤中累积,威胁居民健康.通过收集和整理最近15年间发表的文献数据,从整体上分析了我国52个主要城市土壤重金属含量特征及其健康风险.结果表明,我国城市土壤平均ω(Pb)、ω(Cd)、ω(Cu)和ω(Zn)分别为:58.5、0.49、42.1和156.3 mg·kg^(-1),其I_(geo)值排序为:Cd(1.10)>Zn(0.36)>Pb(0.28)>Cu(0.13).沿海经济发达省份(如江苏、浙江等)和资源型省份(如湖南、河南、内蒙古等)城市中土壤重金属含量相对较高.土壤重金属I_(geo)值较高的城市主要包括开封、扬州、呼和浩特、太原和湘潭等.城市工业区和交通区中土壤重金属含量显著高于居民区与公园,说明城市中繁忙交通和发达的重工业是造成土壤重金属显著累积的主要原因.城市土壤重金属平均含量与城市经济和环境指标[如常住人口、GDP、ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))和SO_(2)排放量]之间相关性不显著,可能是因为城市土壤重金属含量空间异质性大,平均含量难以反映出整体累积水平.我国城市土壤重金属对儿童的非致癌风险总体较低,主要风险元素为Pb,但个别冶炼工业发达城市的土壤重金属暴露风险值得警惕. 展开更多

关键词 城市化 健康风险评价 镉 铅 经济指标 数据整合分析

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构树修复对重金属污染土壤环境质量的影响 被引量：26

3

作者 曾鹏 郭朝晖 +3 位作者 肖细元 彭驰 黄博 辛立庆 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第7期2639-2645,共7页

通过温室盆栽试验,研究构树(Broussonetia papyrifera)生长对重金属污染土壤酶活性和微生物群落结构的影响.结果表明,构树修复污染土壤中酶活性和微生物多样性明显提高.经270d培养后,构树生长土壤中蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与种植土壤相... 通过温室盆栽试验,研究构树(Broussonetia papyrifera)生长对重金属污染土壤酶活性和微生物群落结构的影响.结果表明,构树修复污染土壤中酶活性和微生物多样性明显提高.经270d培养后,构树生长土壤中蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与种植土壤相比分别显著(P<0.05)提高3.12倍和2.29倍;土壤脱氢酶与有效态As、Cd、Pb、Zn和Cu含量,蔗糖酶与有效态Cd含量,以及磷酸酶与有效态Cd和Cu含量之间呈显著负相关(P<0.05).根据16S和18S r DNA PCR-DGGE分析表明,构树修复可提高污染土壤中细菌和丛枝菌根真菌多样性.上述结果表明,构树修复可有效改善重金属污染土壤的环境质量.然而,污染土壤中重金属有效态含量下降不明显,必须辅助物理和化学措施来强化构树对重金属污染土壤的生态修复潜力. 展开更多

关键词 构树 植物修复 重金属 土壤酶活性 微生物群落结构

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芦竹和木本植物间种修复重金属污染土壤 被引量：22

4

作者 曾鹏 郭朝晖 +2 位作者 肖细元 彭驰 黄博 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期5207-5216,共10页

通过温室盆栽实验,研究草本植物芦竹与木本植物构树、桑树间种修复重金属污染土壤的潜力.结果表明,重金属污染土壤上芦竹与构树、桑树间种有利于植物的生长,提高植物对污染土壤中重金属的富集能力,并有效改善土壤酶活性.重金属污染土壤... 通过温室盆栽实验,研究草本植物芦竹与木本植物构树、桑树间种修复重金属污染土壤的潜力.结果表明,重金属污染土壤上芦竹与构树、桑树间种有利于植物的生长,提高植物对污染土壤中重金属的富集能力,并有效改善土壤酶活性.重金属污染土壤上单种芦竹、构树和桑树的叶片光合色素含量随着修复时间的延长呈下降趋势,而芦竹与构树、桑树间种修复270 d后,构树叶片叶绿素a和类胡萝卜素含量,桑树叶片叶绿素b和类胡萝卜素含量均与修复初期(90 d)相比无显著差异;桑树叶片叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量较单种桑树分别显著(P <0. 05)提高99. 1%、177. 1%和119. 9%,且整株生物量显著(P <0. 05)提高26. 1%.芦竹-构树间种下植物地上部分Pb和Zn总量较单种芦竹分别显著(P <0. 05)提高171%和124%;芦竹-桑树间种下植物地上部分As和Pb总量较单种桑树和芦竹修复分别显著(P <0. 05)提高150%和76. 5%.芦竹与构树、桑树间种修复270 d后,污染土壤中As、Cd、Pb和Zn的赋存形态无明显变化,而且土壤脲酶、酸性磷酸酶和总磷酸酶活性明显优于部分单一植物修复.上述结果表明,芦竹与构树、桑树间种可有效用于重金属污染土壤修复,还可改善污染土壤的环境质量. 展开更多

关键词 重金属污染土壤 芦竹 构树 桑树 间种

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象草与苦楝/构树间作修复矿区重金属污染土壤潜力 被引量：6

5

作者 王小慧 肖细元 +2 位作者 郭朝晖 彭驰 王小燕 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期426-435,共10页

为探讨象草与木本植物苦楝/构树间作修复矿区重金属污染土壤潜力,开展室内盆栽试验,分析间作对植物生物量和重金属吸收累积、土壤溶液重金属含量动态变化影响及根际微生物群落组成响应特征.结果表明,和单作相比,象草和苦楝(KX)间作两者... 为探讨象草与木本植物苦楝/构树间作修复矿区重金属污染土壤潜力,开展室内盆栽试验,分析间作对植物生物量和重金属吸收累积、土壤溶液重金属含量动态变化影响及根际微生物群落组成响应特征.结果表明,和单作相比,象草和苦楝(KX)间作两者地上部生物量分别增加26.5%和13.2%,象草和构树(GX)间作下构树地上部生物量增加13.5%,象草生物量无明显变化.和象草间作后苦楝地上部Cd含量显著提高24.9%,两者地上部Cd和Pb累积量明显提高(P<0.05);间作构树显著增加象草地上部Cd和Pb含量及累积量,但构树地上部Cd和Pb含量明显降低.总体而言,间作处理显著提高单盆植物地上部Cd和Pb共同累积总量,且KX间作下单盆地上部Cd和Pb共同累积总量(1065μg·pot^(-1))最高.整个修复期间,KX和GX间作下土壤溶液pH和溶解性有机碳(DOC)含量均高于未修复土壤(CK).修复结束(第150 d)时,KX和GX间作下土壤溶液DOC含量分别较CK显著增加40.5%和33.1%(P<0.05),与CK、象草和构树单作相比,KX间作下土壤溶液Cd含量分别显著降低56.1%、35.5%和46.5%,GX间作下分别显著降低54.5%、33.2%和44.6%(P<0.05).间作下根际土壤微生物香农指数(Shannon)和Chao1指数均显著高于CK,且特有OTUs数量明显高于CK、苦楝和构树单作,放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)等优势细菌丰度增加.与CK、象草和苦楝单作相比,KX间作下放线菌门(Actinobacteriota)丰度分别增加31.6%、20.9%和25.3%,GX间作下分别增加32.3%、21.5%和25.9%.因此,象草和木本植物间作有利于改善土壤环境质量,增加修复植物的地上部生物量及其对Cd和Pb富集,降低土壤重金属迁移风险,尤其是象草和苦楝间作更适于修复矿区多金属污染土壤. 展开更多

关键词 间作 重金属 土壤溶液 根际微生物 矿区土壤

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模拟酸雨下铅锌冶炼废渣重金属的静态释放特征 被引量：9

6

作者 阳安迪 肖细元 +2 位作者 郭朝晖 彭驰 刘凌青 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期5755-5763,共9页

以株洲某铅锌冶炼废水中和渣为研究对象,开展不同初始pH值(3.0,4.5,5.6和7.0)模拟酸雨静态浸出实验,研究22d浸泡过程中废渣Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的动态释放规律及其化学形态变化和矿物相变特征.结果表明,废渣具有较强的酸缓冲潜力,浸... 以株洲某铅锌冶炼废水中和渣为研究对象,开展不同初始pH值(3.0,4.5,5.6和7.0)模拟酸雨静态浸出实验,研究22d浸泡过程中废渣Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的动态释放规律及其化学形态变化和矿物相变特征.结果表明,废渣具有较强的酸缓冲潜力,浸出液pH值稳定在6.20~6.66.Cu和Pb在浸泡初期释放较快,Cd和Zn释放相对较慢.浸出液Cd浓度随浸出时间增加而上升,Zn浓度呈波动变化,Cu和Pb浓度变幅较小.提高雨水酸度促进废渣中重金属的释放,浸出液Cd、Cu、Pb和Zn浓度范围分别为1.38~8.70,0~0.02,1.21~2.26和27.2~135mg/L,其中Cd、Pb和Zn浓度分别超过我国《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)限值的26.6~173倍、1.42~3.52倍和17.1~89.0倍..重金属BCR顺序提取表明,浸出液中较高Cd和Zn浓度与其赋存高活性态比例一致,且酸雨促使残渣态Cd和Pb向活性态转化.XRD分析显示,pH=3.0酸雨处理22d后原废渣中Cd和Zn的赋存矿物相消失,PbSO_(4)谱峰增强,表明废渣重金属的释放受其赋存矿物相及次生矿物形成的影响.重金属释放率呈现出Cd(_(2.5)0%~15.8%)>Zn(0.41%~2.13%)>Pb(0.06%~0.10%)>Cu(0.0003%~0.11%)的趋势.自然堆存酸雨作用下废渣中Cd、Pb和Zn具有较大环境风险,需加强降雨淋滤污染防治管控. 展开更多

关键词 中和渣 重金属 酸雨 释放 矿物相

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锌冶炼地块剖面土壤对镉、铅的吸附特征及机制 被引量：9

7

作者 刘凌青 肖细元 +3 位作者 郭朝晖 彭驰 姜智超 阳安迪 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期4015-4023,共9页

采用静态批实验,研究了不同初始Cd/Pb浓度、温度(288~308 K)和pH值(2~6)条件下,湖南省株洲市某关停锌冶炼厂地块垂直剖面土层杂填土(S1)、素填土(S2)、粉质黏土(S3)和全风化板岩(S4)对Cd和Pb的吸附特征.结果表明,各土层土壤对Cd和Pb的... 采用静态批实验,研究了不同初始Cd/Pb浓度、温度(288~308 K)和pH值(2~6)条件下,湖南省株洲市某关停锌冶炼厂地块垂直剖面土层杂填土(S1)、素填土(S2)、粉质黏土(S3)和全风化板岩(S4)对Cd和Pb的吸附特征.结果表明,各土层土壤对Cd和Pb的吸附平衡过程较快,准一级动力学模型更适合描述其动力学过程.土壤对Cd和Pb的吸附量随初始溶液pH值和温度的增加而增加,Freundlich方程能较好描述其等温吸附特征,且为自发进行的吸热物理化学过程.Langmuir方程拟合发现,剖面土壤对Cd和Pb的滞留能力较大,298 K下Cd吸附量为2 097~4 504 mg·kg^(-1),Pb吸附量高达4 376~10 564mg·kg^(-1),Cd和Pb吸附量均呈现出全风化板岩(S4)>杂填土(S1)>粉质黏土(S3)>素填土(S2)趋势.土层土壤理化性质差异影响Cd和Pb在土壤上的吸附行为,Fe/Al含量和阳离子交换量是其主要影响因子.扫描电镜(SEM-EDS)和傅里叶变化(FTIR)结果表明,Cd和Pb与土壤中Fe和Al发生交换,土壤中羟基(—OH)、羧基(C=O)的位点是Cd和Pb的主要吸附位点.锌冶炼活动排放的Cd和Pb进入地块后大部分滞留在土壤表层,随着土壤深度增加含量逐渐降低,研究结果可为冶炼地块土壤及地下水重金属污染防治提供科学依据. 展开更多

关键词 地块土层 镉铅 吸附 PH 机制

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锌冶炼废渣重金属在地块土壤中的垂向迁移特征及归趋 被引量：4

8

作者 杨爱萍 王小燕 +4 位作者 肖细元 王倩如 胡建华 郭朝晖 彭驰 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期6297-6308,共12页

为探讨冶炼废渣中重金属对土壤及地下水的影响,开展了90 d持续和间歇淋溶下锌挥发窑渣浸出液中重金属在场地剖面土柱的迁移模拟实验,分析淋出液Cd、Cu、Pb和Zn浓度及其在土壤剖面的累积、赋存形态和粒径分布特征,并探讨重金属在土壤剖... 为探讨冶炼废渣中重金属对土壤及地下水的影响,开展了90 d持续和间歇淋溶下锌挥发窑渣浸出液中重金属在场地剖面土柱的迁移模拟实验,分析淋出液Cd、Cu、Pb和Zn浓度及其在土壤剖面的累积、赋存形态和粒径分布特征,并探讨重金属在土壤剖面滞留机制.结果表明,土柱淋出液重金属浓度在淋溶初期达到峰值后迅速降低,Cd浓度超过《地下水环境质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅳ类水质限值(0.1 mg·L^(-1)),地下水存在Cd污染风险.剖面土壤对废渣中重金属固持量大,Cd、Cu、Pb和Zn主要累积在浅层土壤(0~10 cm),分别为淋溶前土壤的237~429、1.25~16.2、1.38~2.31和1.79~3.17倍;持续淋溶下废渣重金属较间歇淋溶的迁移距离较长,Cd在土柱深层有明显累积.土壤粗颗粒(0.5~2.0 mm)对Cd、Cu和Zn累积总量的贡献率较大,而Pb更易累积在<0.25 mm粒径.BCR顺序提取结果显示,浅层土壤累积的Cd、Cu和Zn主要以弱酸提取态为主,占比分别高达62.4%~76.7%、72.0%~95.8%和67.6%~85.8%.X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测定结果表明,废渣中重金属进入土壤后90 d内不会形成稳定矿物相,土壤羟基(—OH)、羰基(c=0)官能团和铁铝硅盐氧化物是其主要固持因子. 展开更多

关键词 挥发窑渣 重金属 累积 淋溶 土壤剖面

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基于神经网络和GIS的耕地土壤铊含量分布及其驱动因素 被引量：1

9

作者 张云霞 郭朝晖 +3 位作者 肖顺勇 谢慧民 肖细元 李长周 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期269-277,共9页

采用多元统计、GIS和神经网络相结合的方法研究了耕地土壤Tl含量的空间分布格局及其主要驱动因素.结果表明,研究区耕地土壤Tl环境质量较好.研究区耕地土壤Tl含量范围为0.01~7.33mg/kg,算术平均值(0.91±0.40)mg/kg,超过湖南省土壤T... 采用多元统计、GIS和神经网络相结合的方法研究了耕地土壤Tl含量的空间分布格局及其主要驱动因素.结果表明,研究区耕地土壤Tl环境质量较好.研究区耕地土壤Tl含量范围为0.01~7.33mg/kg,算术平均值(0.91±0.40)mg/kg,超过湖南省土壤Tl含量背景值(0.61mg/kg),耕地Tl含量累积特征明显,但明显低于2017年全国农用地土壤污染状况详查工作中土壤Tl含量评价参考值(1.0mg/kg).耕地土壤中Tl含量流域分布特征明显,耕地土壤Tl含量呈现“东高西低,南高北低”趋势,高值聚类区主要分布湘江流域南部地区和武水流域.武水流域耕地土壤Tl含量算术均值达到1.10mg/kg,存在潜在污染风险.研究区耕地土壤Tl含量积累和分布格局受水力、工业活动和自然因素的综合影响.高海拔和水网密度区耕地土壤Tl累积明显.黄棕壤的土壤Tl含量显著高于其他类型土壤. 展开更多

关键词 TL 耕地土壤 空间分布 流域特征 驱动因素

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控氧热解过程中污染稻草生物炭的组分特性及其重金属累积特征 被引量：3

10

作者 徐智 郭朝晖 +3 位作者 徐锐 肖细元 谢慧民 胡玉莲 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1051-1062,共12页

热解是实现重金属污染生物质无害化资源化的重要手段之一.以重金属污染稻草为原料,研究了控氧热解生物炭的组分特性及其重金属的累积特征.结果表明,低氧热解可有效利用污染稻草制备生物炭,提高重金属在生物炭中的稳定性.氮气氛条件下,... 热解是实现重金属污染生物质无害化资源化的重要手段之一.以重金属污染稻草为原料,研究了控氧热解生物炭的组分特性及其重金属的累积特征.结果表明,低氧热解可有效利用污染稻草制备生物炭,提高重金属在生物炭中的稳定性.氮气氛条件下,稻草生物炭产率为29.4%~34.9%;可溶性有机质(DOM)以类腐殖酸物质为主,其芳香化指数(SUVA_(254))随热解温度升高呈先升后降趋势;生物炭中Ca主要以CaCO_(3)形式存在.与氮气氛相比,10%和20%(体积分数,下同)氧气氛条件下生物炭(热解残渣)的产率分别降低5.6%~13.5%和14.9%~15.7%,但pH值提高0.5个单位以上;有氧气氛加速了热解过程中木质素组分的降解,生物炭中DOM的SUVA_(254)值随热解温度升高逐渐降低.随热解气氛中氧体积分数提高,DOM中类腐殖酸物质向类富里酸物质转化;生物炭中Ca以CaO形式存在,这可能是导致生物炭pH值升高的原因之一.与氮气氛相比,10%氧气氛和400℃条件下,生物炭中Cu、 Cd、 Pb、 Ni和As的可交换形态占比降低了5.2%、 3.7%、 1.7%、 0.8%和0.7%,重金属在生物炭中的稳定性提高.结果表明,在10%氧气氛和400℃条件下能较好地将重金属稳定于生物炭中.自然条件下热解污染稻草过程中适当引入氮气(控制氧体积分数在10%)即可获得较高的生物炭产率及重金属稳定性,为有效实现污染稻草无害化资源化提供了一种经济可行的技术原型. 展开更多

关键词 重金属污染稻草 生物炭 控氧热解 可溶性有机质(DOM) 芳香化指数

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pH对铜冶炼烟尘中重金属浸出行为的影响及其矿物学控制机理

11

作者 王小燕 肖细元 +4 位作者 郭朝晖 彭驰 RICHMOND Anaman 薛生国 BRIDGET Ataa 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期1121-1135,共15页

以某废弃铜冶炼厂收集的铜冶炼烟尘作为样本,采用TCLP毒性浸出和宽溶液pH(3~13)范围浸出实验,研究了铜冶炼烟尘中重金属的释放行为及其矿物学控制机制。结果表明,TCLP浸出液中As、Cd、Cu、Pb和Zn浓度分别是我国《危险废物鉴别标准浸出... 以某废弃铜冶炼厂收集的铜冶炼烟尘作为样本,采用TCLP毒性浸出和宽溶液pH(3~13)范围浸出实验,研究了铜冶炼烟尘中重金属的释放行为及其矿物学控制机制。结果表明,TCLP浸出液中As、Cd、Cu、Pb和Zn浓度分别是我国《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中相应元素限值的704倍、82.7倍、2.08倍、3.1倍和3.26倍。在整个溶液pH处理范围内,As的释放率高达26.0%~28.1%。在酸性条件下Cd、Cu和Zn的浸出率明显较高,而Pb在pH 13.0时释放率较高。地球化学分析表明,在pH 5.5~11.5的溶液处理下,As的溶解度部分受新形成的Ca、Cu、Pb和Zn砷酸盐控制,而Cd、Cu、Pb和Zn的溶解度主要受碱性条件下氢氧化物沉淀形成控制。BCR顺序提取和XRD分析表明,浸出液中Cd和Zn浓度较高与其在灰尘中赋存活性态比例高一致。研究结果为烟尘处理或处置防止重金属污染提供科学指导。 展开更多

关键词 烟尘 形态溶解度 化学形态 释放 重金属

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含砷矿区河流沉积物粒径组成及砷赋存特征 被引量：6

12

作者 张鹂 郭朝晖 +3 位作者 冉洪珍 肖细元 胡志浩 李长周 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期38-43,119,共7页

矿区河流沉积物是重金属污染物的迁移载体。研究了某含砷矿区河段沉积物砷含量分布、赋存形态及粒径对沉积物中砷水力传输的影响机制。结果表明:矿区河流沉积物中砷污染问题突出;沉积物颗粒大小不仅影响砷在沉积物组分中的分配与赋存形... 矿区河流沉积物是重金属污染物的迁移载体。研究了某含砷矿区河段沉积物砷含量分布、赋存形态及粒径对沉积物中砷水力传输的影响机制。结果表明:矿区河流沉积物中砷污染问题突出;沉积物颗粒大小不仅影响砷在沉积物组分中的分配与赋存形态,还会影响水环境中砷的传输。在矿区上游和中上游河段,沉积物均以粗砂、中砂组分为主,上游河段沉积物中砷含量为18.53 mg/kg,主要来源于原生矿物,以结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态等稳定形式存在。中上游河段沉积物中砷含量达到3492 mg/kg,主要来源于采矿活动导致矿石中砷的氧化溶出和部分原生矿物,粗砂、中砂组分(73.90%)中砷以弱结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态为主,分别占总砷含量的83.71%和83.82%,细砂、极细砂、粉砂中砷主要以专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态存在,分别占总砷含量的58.72%、58.51%和73.10%。在距离矿区2,4 km处的中游、下游河段沉积物砷含量仍有371,247 mg/kg,以细砂、极细砂、粉砂为主,其中专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷是主要形态;沉积物<0.25 mm(细砂、极细砂、粉砂)组分中砷含量是粗砂组分的1.5倍,<0.25 mm细颗粒沉积物对砷的水力传输起主导作用。因此,应加强废弃含砷矿区河流生态治理和水土保持,防止细泥沙入水;同时,加强下游河段沉积物生态疏浚和修复治理,防止沉积物中砷的再释放。 展开更多

关键词 矿区河流沉积物 细颗粒 砷 赋存形态 分布规律

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废弃铅锌冶炼场地土壤和地下水重金属迁移及预测

13

作者 张云霞 郭朝晖 +2 位作者 谢慧民 肖细元 徐锐 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期1136-1148,共13页

长期的金属冶炼活动会导致重金属在场地土壤和地下水中的富集和扩散。基于机器学习模型研究了某废弃铅锌冶炼场地土壤中重金属向地下水的迁移规律并进行了含量预测。结果表明,场地土壤重金属主要累积在杂填土和素填土层,并存在垂向迁移... 长期的金属冶炼活动会导致重金属在场地土壤和地下水中的富集和扩散。基于机器学习模型研究了某废弃铅锌冶炼场地土壤中重金属向地下水的迁移规律并进行了含量预测。结果表明,场地土壤重金属主要累积在杂填土和素填土层,并存在垂向迁移到地下水的现象。场地土壤中As、Cd和Pb含量平均值均明显超过场地土壤风险筛选值。地下水中Zn、Cd、Pb和As的平均浓度均超过了相应的地下水Ⅵ类限值。土壤重金属污染主要集中在火法冶炼区、湿法冶炼区和原料堆存区。土壤中Cd以活性态为主,Pb以还原态为主。当冶炼场地地下水位低于5 m且土壤Cd含量超过344 mg/kg时,或土壤中活性Pb含量超过5425 mg/kg时,需要对场地土壤和地下水进行协同修复。 展开更多

关键词 铅锌冶炼场地 迁移转化 机器学习 重金属 预测

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丁基黄药对选矿区土壤吸附铅镉的影响 被引量：4

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作者 胡志浩 郭朝晖 +3 位作者 冉洪珍 肖细元 彭驰 李钰滢 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期4878-4887,共10页

选矿废水排放和尾矿库溢流等会将大量残留的选矿药剂带入选矿区周边土壤和水环境.采用批处理实验,研究了不同pH、初始丁基黄药(PBX)、Pb^(2+)和Cd^(2+)浓度下,PBX对某铅锌选矿区土壤吸附Pb^(2+)和Cd^(2+)的影响;并通过BCR连续提取,研究... 选矿废水排放和尾矿库溢流等会将大量残留的选矿药剂带入选矿区周边土壤和水环境.采用批处理实验,研究了不同pH、初始丁基黄药(PBX)、Pb^(2+)和Cd^(2+)浓度下,PBX对某铅锌选矿区土壤吸附Pb^(2+)和Cd^(2+)的影响;并通过BCR连续提取,研究了不同浓度PBX处理后土壤中铅镉形态变化.结果表明,PBX明显抑制了土壤对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附.PBX浓度为40mg·L^(-1)时,土壤对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附量分别由未经PBX处理时的3540 mg·kg^(-1)和387mg·kg^(-1)降至3085 mg·kg^(-1)和100mg·kg^(-1).无论是否添加PBX,土壤对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附动力学过程可用准二级动力学模型拟合,表明Pb^(2+)和Cd^(2+)在土壤上的吸附是以化学吸附为主.PBX与Pb^(2+)、Cd^(2+)形成疏水性难溶络合物以及在土壤表面存在竞争吸附是降低土壤Pb^(2+)和Cd^(2+)吸附量的主要原因,表明PBX能增加Pb^(2+)和Cd^(2+)在土壤中的迁移性.PBX对土壤Pb^(2+)和Cd^(2+)吸附的抑制作用随初始Pb^(2+)和Cd^(2+)浓度的增大而减弱,随初始PBX浓度及溶液pH值的增大而加强,Freundlich方程能较好描述其等温吸附特征.低含量PBX(100mg·kg^(-1))下土壤中可交换态和可还原态镉含量有所增加,可导致土壤中镉的活化;但PBX可降低土壤中可交换态和可还原态铅含量,且随PBX含量升高,铅活性降低效果越显著,这与Pb(C_④H_(9)OCS_②)_②的络合能力比Cd(C_④H_(9)OCS_②)_②强有关.研究结果表明应加强选矿废水中残留药剂对土壤中铅镉等重金属潜在生态风险的防控. 展开更多

关键词 矿区土壤 丁基黄药 铅镉 吸附 迁移性

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芦竹水热炭的制备及重金属分离机制研究 被引量：5

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作者 徐智 郭朝晖 +2 位作者 韩自玉 肖细元 孙阳 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期118-123,共6页

以从重金属污染土壤收获的芦竹收获物为研究对象,采用水热炭化法制备水热炭,并研究其中重金属的分离机制。研究结果表明:反应温度、反应时间及液固比条件对芦竹水热炭化影响明显,在反应温度为250℃、反应时间为1 h和液固比为5∶1的条件... 以从重金属污染土壤收获的芦竹收获物为研究对象,采用水热炭化法制备水热炭,并研究其中重金属的分离机制。研究结果表明:反应温度、反应时间及液固比条件对芦竹水热炭化影响明显,在反应温度为250℃、反应时间为1 h和液固比为5∶1的条件下,芦竹水热炭产率为37.63%,热值为28.54 MJ/kg,能量产率为67.98%;水热炭化后芦竹中Cd和Pb集中分布在液相产物中,去除率分别在98%和99%以上。SEM分析表明,芦竹经水热炭化后有碳微球生成。元素分析和傅里叶红外分析进一步表明,Cd和Pb的高效分离与水热炭中—OH、C O和C—O等含氧官能团的减少密切相关。 展开更多

关键词 重金属污染生物质 芦竹 水热炭化 重金属 分离

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人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附特征 被引量：5

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作者 朱惠文 肖细元 +2 位作者 李万超 郭朝晖 张勇 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期97-101,共5页

采用静态批处理吸附实验,研究了人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附动力学特征,探讨了溶液p H值、反应温度、初始钒浓度及竞争阴离子(Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)和PO_4^(3-))对水铁矿吸附钒的影响。结果表明,水铁矿对钒的吸附符合准一级和准二... 采用静态批处理吸附实验,研究了人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附动力学特征,探讨了溶液p H值、反应温度、初始钒浓度及竞争阴离子(Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)和PO_4^(3-))对水铁矿吸附钒的影响。结果表明,水铁矿对钒的吸附符合准一级和准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附量随温度增加而增加,吸附过程为吸热自发过程,最大吸附量为23.09 mg/g。水铁矿对钒的吸附最佳p H值范围为4～8,共存阴离子SO_4^(2-)和PO_4^(3-)明显抑制其对钒的吸附。SEM-EDS和FTIR分析表明,水铁矿中Fe—O位点可能是钒的主要吸附位点。水铁矿对钒离子具有较好的吸附效果,在一定的工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。 展开更多

关键词 水铁矿 钒(Ⅴ) 吸附 阴离子 吸附动力学

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模拟酸雨淋溶条件下锌冶炼挥发窑渣重金属释放特征 被引量：3

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作者 王小燕 肖细元 +2 位作者 郭朝晖 彭驰 王小慧 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期127-132,138,共7页

模拟pH值分别为4.0、5.6、7.0酸雨干湿交替淋溶(对应pH4.0、pH5.6、pH7.0处理组)和pH=4.0雨水持续淋溶(CL pH4.0处理组),开展50 d锌挥发窑渣柱淋溶实验,研究渣中Cd、Cu、Pb、Zn释放和赋存形态变化特征。结果表明,pH4.0处理组在整个淋溶... 模拟pH值分别为4.0、5.6、7.0酸雨干湿交替淋溶(对应pH4.0、pH5.6、pH7.0处理组)和pH=4.0雨水持续淋溶(CL pH4.0处理组),开展50 d锌挥发窑渣柱淋溶实验,研究渣中Cd、Cu、Pb、Zn释放和赋存形态变化特征。结果表明,pH4.0处理组在整个淋溶期间Pb的释放较高,淋溶第35~50 d促进Cd、Cu和Zn释放。pH4.0和CL pH4.0处理组淋出液Cd、Cu、Zn浓度均在前期第5 d达到峰值,pH5.6和pH7.0处理组于第10 d达到峰值。各处理组淋溶50 d后淋出液中Cd、Cu、Pb和Zn浓度变化范围分别为150~1 438、1.88~234、1.30~5.96和15.2~120 mg/L,远超GB 25466—2010《铅、锌工业污染物排放标准》限值1 500~14 380、3.76~468、1.30~5.96和7.60~60倍。淋出液Cd浓度较高与其渣中高比例活性态相关,且酸雨淋溶会促进Cu活化。矿物溶解控制重金属元素溶出释放,淋溶后PbSO3衍射峰消失,Cu和Zn赋存矿物衍射峰强度降低。酸雨淋溶下锌挥发窑渣中重金属具有较大环境风险,需加强降雨淋滤污染防治管控。 展开更多

关键词 挥发窑渣 重金属 酸雨淋溶 干湿交替 释放 锌冶炼渣 铅 镉 铜 锌

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酸碱预处理对水稻秸秆厌氧消化中重金属释放的影响 被引量：4

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作者 辛立庆 郭朝晖 +4 位作者 肖细元 彭驰 徐文轩 彭丽 余东萍 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期75-78,81,共5页

为探究含重金属秸秆类生物质厌氧消化的可行性,以酸碱预处理后水稻秸秆为消化底物,探究其厌氧消化特性及重金属释放规律。研究结果表明,经6%NaOH预处理的水稻秸秆厌氧消化沼气产量达446.3 mL/g_(VS),秸秆中Cd、Pb、Cu和Zn的释放率分别达... 为探究含重金属秸秆类生物质厌氧消化的可行性,以酸碱预处理后水稻秸秆为消化底物,探究其厌氧消化特性及重金属释放规律。研究结果表明,经6%NaOH预处理的水稻秸秆厌氧消化沼气产量达446.3 mL/g_(VS),秸秆中Cd、Pb、Cu和Zn的释放率分别达到96.08%、89.55%、86.95%和92.82%;经3%H_2SO_4预处理的水稻秸秆沼气产量为396.9 mL/g_(VS),秸秆中Cd释放率为93.96%,而Pb、Cu和Zn释放率均低于80.00%。碱预处理降解秸秆中木质素,酸预处理降解半纤维素,厌氧消化降解利用木质纤维素等过程实现了水稻秸秆中重金属的高效释放。化学预处理尤其是NaOH预处理水稻秸秆可以促进其厌氧消化产沼气和重金属释放,实现含重金属生物质的安全处置和资源化利用。 展开更多

关键词 水稻秸秆 碱预处理 酸预处理 厌氧消化 重金属 木质纤维素 沼气

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铝代水铁矿协同吸附砷镉的机制 被引量：3

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作者 黄博 郭朝晖 +4 位作者 肖细元 彭驰 朱惠文 史磊 阳安迪 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2287-2294,共8页

通过室内试验,研究了铝代水铁矿对As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)的协同作用过程及机制.结果表明,溶液体系p H值和重金属加入顺序明显影响铝代水铁矿对砷和镉的协同吸附与共沉淀.在近中性砷镉共存体系下吸附72h(p H为6. 0～6. 5),含20%铝的铝代水铁矿(A... 通过室内试验,研究了铝代水铁矿对As(Ⅴ)和Cd(Ⅱ)的协同作用过程及机制.结果表明,溶液体系p H值和重金属加入顺序明显影响铝代水铁矿对砷和镉的协同吸附与共沉淀.在近中性砷镉共存体系下吸附72h(p H为6. 0～6. 5),含20%铝的铝代水铁矿(AF20)对砷和镉的吸附容量达到了60. 9 mg·g^(-1)和17. 1 mg·g^(-1),去除率分别为96. 0%和73. 0%,砷和镉协同吸附到AF20颗粒内部孔隙,AF20对砷和镉的协同吸附效应明显;在砷溶液中加入镉体系下吸附72 h(p H为6. 1～6. 5),AF20对砷和镉的吸附容量分别为58. 1 mg·g^(-1)和12. 4 mg·g^(-1),去除率分别为96. 0%和48. 3%,砷的吸附限制了镉的固定;在镉溶液中加入砷体系下吸附72 h(p H为9. 5～9. 8),AF20对砷和镉固定量分别为20. 9 mg·g^(-1)和24. 4 mg·g^(-1),去除率分别为38. 8%和98. 9%,AF20对砷和镉的共沉淀效应明显,生成的砷镉难溶物通过堵塞孔道使镉呈稀疏条带状分布,同时阻碍砷的进一步吸附.上述结果表明,铝代水铁矿可协同吸附、共沉淀污染环境介质中的砷和镉. 展开更多

关键词 铝代水铁矿 砷 镉 协同吸附 共沉淀

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氮/氧气氛和温度对蜈蚣草焚烧底灰中砷的固留影响

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作者 周聪 胡可人 +2 位作者 肖细元 郭朝晖 彭驰 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期91-94,98,共5页

采用管式炉研究不同气氛和温度焚烧条件对蜈蚣草减重率和底灰中As等元素固留特征的影响。结果表明,气氛和温度对蜈蚣草焚烧减重率有显著影响,低氧(V(N2)∶V(O2)=4∶1)气氛下,400℃焚烧时蜈蚣草减重率仅为83.2%,500℃焚烧时减重率增至90... 采用管式炉研究不同气氛和温度焚烧条件对蜈蚣草减重率和底灰中As等元素固留特征的影响。结果表明,气氛和温度对蜈蚣草焚烧减重率有显著影响,低氧(V(N2)∶V(O2)=4∶1)气氛下,400℃焚烧时蜈蚣草减重率仅为83.2%,500℃焚烧时减重率增至90.3%。中氧(V(N2)∶V(O2)=2∶1)和高氧(V(N2)∶V(O2)=1∶1)气氛下,400℃焚烧时减重率分别为89.2%和90.3%。蜈蚣草底灰中As、Ca、Mg、Fe含量均随着焚烧温度提高而增加。蜈蚣草焚烧优化条件为400℃、中氧气氛,此时底灰中As固留率高达85.9%,As主要以Fe8As10O23结晶相存在。 展开更多

关键词 重金属 植物修复 生物质 蜈蚣草 超富集植物 固留 砷 焚烧 氮/氧气氛

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