几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件

陈杰, 刘洁, 李顺奇, 王璐瑶, 魏世强. 几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件[J]. 环境工程学报, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147
引用本文: 陈杰, 刘洁, 李顺奇, 王璐瑶, 魏世强. 几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件[J]. 环境工程学报, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147
CHEN Jie, LIU Jie, LI Shunqi, WANG Luyao, WEI Shiqiang. Effects of several sulfur compounds on stabilization of mercury in purple soil and appropriate stabilizing conditions[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147
Citation: CHEN Jie, LIU Jie, LI Shunqi, WANG Luyao, WEI Shiqiang. Effects of several sulfur compounds on stabilization of mercury in purple soil and appropriate stabilizing conditions[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147

几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件

  • 基金项目:

    重庆市科学技术委员会重点研发计划项目(cstc2017shms-zdyf0036)

    国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB430003-04)

Effects of several sulfur compounds on stabilization of mercury in purple soil and appropriate stabilizing conditions

  • Fund Project:
  • 摘要: 以西南地区广泛分布的紫色土-灰棕紫泥为对象,探讨了硫化物种类(S、Na2S、FeS、Na2S2O3和DTCR(二硫代氨基甲酸盐))、用量对不同水平汞污染土壤的稳定化效果。结果表明5种硫化物对土壤汞均具有显著的稳定化效果。固定S:Hg摩尔比为1:1条件下,在1.5~250?mg·kg-1汞污染土壤中,几种硫化物稳定效率相对大小顺序:DTCR>Na2S>Na2S2O3>S>FeS。Na2S和DTCR在高浓度汞污染土壤中均表现较高的稳定化效果,在不同汞污染浓度下均能在3 d内使土壤浸出汞浓度满足美国固体废弃物毒性浸出程序(TCLP)浸出标准要求(0.2?mg·L-1),Na2S2O3稳定效果相对较差,对250?mg·kg-1的汞污染土壤,稳定化处理时间需要15?d才能达到浸出标准要求,当汞污染浓度≥150?mg·kg-1时,S和FeS不能满足浸出标准要求。固定汞污染浓度为150?mg·kg-1,稳定化效果取决于硫化物的用量,其中,仍然以DTCR效果最好,S:Hg=1稳定化处理3?d时即可达汞浸出标准。Na2S和Na2S2O3则均需要在较高的浓度下才能实现汞的稳定化,但是过高的用量会导致土壤中HgS再次溶解,两者的最佳施用量为S:Hg=5。元素S和FeS则需要以S:Hg>5稳定化处理7?d以上才能达到浸出标准要求。土壤中汞的浸出活性与其赋存形态有关,交换态(Exc-Hg)和碳酸盐结合态汞(Carb-Hg)与土壤浸出汞浓度呈显著正相关,高效稳定剂显著促进了汞向有机质结合态(OM-Hg)和残渣态(Res-Hg)转化。硫化物稳定化处理9个月内土壤中浸出汞浓度始终维持在极低水平,满足持续稳定化要求。
  • 加载中
  • [1] SPARKS D L.Environmental Soil Chemistry[M].Second Edition.New York: Academic Press, 2003:321-352
    [2] 李永华, 王五一, 杨林生, 等. 汞的环境生物地球化学研究进展[J]. 地理科学进展, 2004,23(6):33-40 10.3969/j.issn.1007-6301.2004.06.004
    [3] 张庆辉. 汞环境地球化学特征[J]. 阴山学刊(自然科学版),2006,20(1):35-37 10.3969/j.issn.1004-1869-B.2006.01.013
    [4] TERZANO R, SPAGNUOLO M, MEDICI L, et al.Microscopic single particle characterization of zeolites synthesized in a soil polluted by copper or cadmium and treated with coal fly ash[J].Applied Clay Science,2007,35(1/2):128-138 10.1016/j.clay.2006.07.005
    [5] QIU G, FENG X, WANG S, et al.Mercury and methylmercury in riparian soil, sediments, mine-waste calcines, and moss from abandoned Hg mines in east Guizhou province, southwestern China[J].Applied Geochemistry,2005,20(3):627-638 10.1016/j.apgeochem.2004.09.006
    [6] 丁振华, 王文华, 瞿丽雅, 等. 贵州万山汞矿区汞的环境污染及对生态系统的影响[J]. 环境科学,2004,25(2):111-114
    [7] 郑冬梅, 王起超, 李志博, 等. 中国北方燃煤型和工业复合型城市汞污染对比研究[J]. 地球与环境,2007,35(3):273-278 10.3969/j.issn.1672-9250.2007.03.013
    [8] 尹炳奎, 黄满红, 李光明, 等. 云南某冶炼厂周围农田土壤重金属污染状况及生态风险评价 [J]. 有色金属工程,2017,7(1):92-96 10.3969/j.issn.2095-1744.2017.01.019
    [9] 王婷, 王静, 孙红文, 等. 天津农田土壤镉和汞污染及有效态提取剂筛选[J]. 农业环境科学学报,2012,31(1):119-124
    [10] PIAO H, BISHOP P L.Stabilization of mercury-containing wastes using sulfide[J].Environmental Pollution,2006,139(3):498-506 10.1016/j.envpol.2005.06.005
    [11] WANG J, FENG X, ANDERSON C W, et al.Implications of mercury speciation in thiosulfate treated plants[J].Environmental Science & Technology,2012,46(10):5361-5368 10.1021/es204331a
    [12] 林斯杰, 胡清, 张鹤清. 利用硫化钠和硅酸盐水泥实现汞污染土壤的固化稳定化处理[J]. 工业,2015(20):219-221
    [13] 魏赢, 刘阳生. 汞污染农田土壤的化学稳定化修复[J]. 环境工程学报,2017,11(3):1878-1884 10.12030/j.cjee.201512016
    [14] 陈宏, 陈玉成, 杨学春. 硫化钠对土壤汞、镉、铅的植物可利用性的调控[J]. 生态环境学报,2003,12(3):285-288 10.3969/j.issn.1674-5906.2003.03.008
    [15] 金吟. 汞污染土壤化学稳定化修复技术[D].北京:北京化工大学,2012 10.7666/d.y2139471
    [16] 陆荣杰. 有机硫螯合剂对烟气脱硫液中汞离子的稳定化研究[D].杭州:浙江大学,2012
    [17] EPA U S. 1311 SW 846 Test Methods for Evaluating Solid Waste: Physical/Chemical Methods [M].Washington D C: Governmental Printing Office,1986
    [18] TESSIER A, CAMPBELL P G C, BISSON M.Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals[J].Analytical Chemistry,1979,51(7):844-851 10.1021/ac50043a017
    [19] 相波, 刘亚菲, 李义久, 等.DTC类重金属捕集剂研究的进展[J]. 电镀与环保,2003,23(6):1-4
    [20] ITO K, TA A T, BISHOP D B, et al.Mercury L3 and sulfur K-edge studies of Hg-bound thiacrowns and back-extracting agents used in mercury remediation[J].Microchemical Journal,2005,81(1):3-11 10.1016/j.microc.2005.02.001
    [21] BELLOS T J.Polyvalent metal cations in combination with dithiocarbamic acid compositions as broad spectrum demulsifiers: US 6019912 A[P]. 1994-11-03
    [22] 闫利刚, 李季, 孙尧, 等. 高浓度含汞盐泥的稳定化技术工程应用试验研究[J]. 江西理工大学学报,2017,38(1):61-65 10.13265/j.cnki.jxlgdxxb.2017.01.010
    [23] SHERENE T.Mobility and transport of heavy metals in polluted soil environment[J].Biological Forum,2010,2(2):112-121
    [24] YANG J Y, YANG X E, HE Z L, et al.Effects of pH, organic acids, and inorganic ions on lead desorption from soils[J].Environmental Pollution,2006,143(1):9-15 10.1016/j.envpol.2005.11.010
    [25] 曹心德, 魏晓欣, 代革联, 等. 土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展[J]. 环境工程学报,2011,5(7):1441-1453
    [26] 付煜恒, 张惠灵, 王宇, 等. 磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化修复研究[J]. 环境工程,2017,35(9):176-180 10.13205/j.hjgc.201709036
    [27] 吴新民, 潘根兴. 影响城市土壤重金属污染因子的关联度分析[J]. 土壤学报,2003,40(6):921-928 10.3321/j.issn:0564-3929.2003.06.018
    [28] 酆婧轩, 李芸邑, 师帅, 等. 硫代硫酸钠、磷酸钠联合处理铬渣中的六价铬[J]. 中国环境科学,2015,35(11):3333-3339 10.3969/j.issn.1000-6923.2015.11.018
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3015
  • HTML全文浏览数:  2565
  • PDF下载数:  528
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 刊出日期:  2018-03-22
陈杰, 刘洁, 李顺奇, 王璐瑶, 魏世强. 几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件[J]. 环境工程学报, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147
引用本文: 陈杰, 刘洁, 李顺奇, 王璐瑶, 魏世强. 几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件[J]. 环境工程学报, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147
CHEN Jie, LIU Jie, LI Shunqi, WANG Luyao, WEI Shiqiang. Effects of several sulfur compounds on stabilization of mercury in purple soil and appropriate stabilizing conditions[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147
Citation: CHEN Jie, LIU Jie, LI Shunqi, WANG Luyao, WEI Shiqiang. Effects of several sulfur compounds on stabilization of mercury in purple soil and appropriate stabilizing conditions[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(3): 893-903. doi: 10.12030/j.cjee.201710147

几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件

  • 1. ?西南大学资源环境学院,重庆??400716
  • 2. ?重庆市农业资源与环境研究重点实验室,重庆??400716
  • 3. ?三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆??400716
基金项目:

重庆市科学技术委员会重点研发计划项目(cstc2017shms-zdyf0036)

国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB430003-04)

摘要: 以西南地区广泛分布的紫色土-灰棕紫泥为对象,探讨了硫化物种类(S、Na2S、FeS、Na2S2O3和DTCR(二硫代氨基甲酸盐))、用量对不同水平汞污染土壤的稳定化效果。结果表明5种硫化物对土壤汞均具有显著的稳定化效果。固定S:Hg摩尔比为1:1条件下,在1.5~250?mg·kg-1汞污染土壤中,几种硫化物稳定效率相对大小顺序:DTCR>Na2S>Na2S2O3>S>FeS。Na2S和DTCR在高浓度汞污染土壤中均表现较高的稳定化效果,在不同汞污染浓度下均能在3 d内使土壤浸出汞浓度满足美国固体废弃物毒性浸出程序(TCLP)浸出标准要求(0.2?mg·L-1),Na2S2O3稳定效果相对较差,对250?mg·kg-1的汞污染土壤,稳定化处理时间需要15?d才能达到浸出标准要求,当汞污染浓度≥150?mg·kg-1时,S和FeS不能满足浸出标准要求。固定汞污染浓度为150?mg·kg-1,稳定化效果取决于硫化物的用量,其中,仍然以DTCR效果最好,S:Hg=1稳定化处理3?d时即可达汞浸出标准。Na2S和Na2S2O3则均需要在较高的浓度下才能实现汞的稳定化,但是过高的用量会导致土壤中HgS再次溶解,两者的最佳施用量为S:Hg=5。元素S和FeS则需要以S:Hg>5稳定化处理7?d以上才能达到浸出标准要求。土壤中汞的浸出活性与其赋存形态有关,交换态(Exc-Hg)和碳酸盐结合态汞(Carb-Hg)与土壤浸出汞浓度呈显著正相关,高效稳定剂显著促进了汞向有机质结合态(OM-Hg)和残渣态(Res-Hg)转化。硫化物稳定化处理9个月内土壤中浸出汞浓度始终维持在极低水平,满足持续稳定化要求。

English Abstract

参考文献 (28)

返回顶部

目录

/

返回文章
返回