硫酸盐对重金属化学形态的转化作用
土壤重金属熟化的原理
土壤重金属熟化的原理
土壤重金属熟化是指通过某些技术手段，将土壤中的重金属转变为不可溶性或稳定的形式，从而降低对环境和生物的危害。
土壤重金属熟化的原理主要包括以下几个方面：
1. 吸附作用：土壤中的矿物质、有机质和粘土等对重金属具有吸附能力，可以通过吸附将重金属固定在土壤颗粒上，减少其活动性和迁移能力。
2. 离子交换作用：土壤中的主要离子如钙、铝、铁和锰等可以与重金属形成离子交换反应，将重金属离子固定在土壤中。
3. 沉淀作用：某些物质如磷酸盐、碱性硫酸盐等在土壤中能与重金属形成不溶性的沉淀物，将重金属转化为固体形式。
4. 氧化还原作用：土壤中的氧化还原环境对重金属的形态转化起着重要作用。
氧化环境有利于将重金属转变为氧化态，而还原环境有利于将重金属还原为较低价态。
5. 微生物作用：土壤中的微生物可以通过吸附、吸收和还原等方式与重金属发生相互作用，将重金属转化为无害或较低毒性的形态。
通过上述原理，可以采取一系列措施来实现土壤重金属熟化，如添加改良剂、调节土壤pH值、增加有机物质、利用微生物修复等。
这些措施可以促进土壤中重金属与土壤颗粒的结合，降低重金属的活性和溶解度，从而降低其对环境和生物的危害。
水处理实验设计
徐为中
试验背景
目前 , 在我国城市污水处理厂污泥的综合利用中 , 最为经 济、实惠 , 也最为人们所关注的是污泥在农业方面的利用 , 在其利用中最大的障碍就是其中含有的重金属 工业废水 中所含的重金属在水处理过程中 , 以不同形式由液相向固 相转移 , 最后浓缩到污泥中。 能否将污泥中的重金属进行固化处理 , 降低城市污水处理 厂污泥中有效态重金属的浓度 , 是城市污泥安全地综合利 用的关键。
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试验设计方案
+so42 0mg/L +so42100mg/L
1号消化罐 2号消化罐 3号消化罐 4号消化罐 5号消化罐 样品制备 与测定 数据分析
污 泥
+so42 200mg/L
+so42 300mg/L +so42 400mg/L
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重金属形态分析、测定
重金属形态分析采用分步提取方法，将待分析泥样在 105 ℃下烘干 至恒重 , 进行分步提取 (1) 不稳定态:准确称取干泥 0.5 g , 置于 20 ml 离心管中 , 加入 8 ml 0.04 mol 盐酸羟氨5 ml 25 % HAc ,96 ℃水浴6 h , 振荡数次 , 离心 20 min ,收集上清液分析 (2) 硫化物及和有机质结合态:上步残留泥样水洗后 8 ml 的 0.02 molHNO3和 5 ml 的 30 % H2O2 , 85 ℃水浴 , 振荡 4 h , 加入 4 ml3.2 molNH4Ac , 振荡 30 min ,离心收集上清液,电热板加热至近干 (3) 残渣态:将残留泥样洗入烧杯中 , 加入 10 ml 浓 HNO3,电热板加热至 近干 , 共进行4 次。用HNO3温热溶解 , 过滤 , 对滤液进行分析 铜、锌采用国标中的 GB7475 - 87 原子吸收分光光度法.硫酸盐的测 定方法: 按 GB11899 - 89 重量法
土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素
土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素重金属元素是指原子量大于200的元素，具有毒性、放射性和腐蚀性，它们可以通过空气、水、植物和动物等进入土壤，对生物的健康和环境造成巨大的危害，因此，研究重金属元素在土壤中的迁移转化规律及其影响因素具有重要的意义。
一般来说，重金属元素在土壤中的迁移转化受到多种因素的影响，主要可分为物理因素、化学因素、生物因素和热因素。
首先，物理因素是影响重金属元素迁移转化的重要因素之一。
物理因素主要包括土壤的结构、粒径、含水量、温度和风向等，它们对重金属元素的迁移转化有显著影响。
例如，土壤结构的孔隙结构和尺寸会影响重金属元素的渗透，土壤的温度和含水量也会影响重金属元素的溶解度。
其次，化学因素也是影响重金属元素迁移转化的重要因素，主要包括pH值、离子交换容量、有机质和无机盐等。
pH值是影响重金属元素在土壤中存在形态的主要因素，酸性土壤中重金属元素的溶解度较高，离子交换容量也会影响重金属元素的溶解度，有机质能够结合重金属元素，并将它们沉积到土壤中，减少重金属元素的污染。
第三，生物因素也是影响重金属元素迁移转化的重要因素，主要是植物和微生物等生物因素，及其代谢产物对土壤中重金属元素的迁移转化起着重要的调控作用。
其它重要迁移转化影响因素包括：土壤物理化学性质、土壤水分、温度、pH值、氧化还原电位、土壤结构、土壤可溶性有机物含量以及地表面积等。
其中，土壤物理化学性质是影响重金属迁移转化的主要因素。
相比于粗颗粒，细颗粒更容易吸附重金属元素，而有机质及其表面电荷的存在增加了重金属元素的吸附程度，也就是说，土壤中重金属元素的迁移转化受土壤物理化学性质的影响最大。
另外，土壤水分也是影响重金属元素迁移转化的重要因素。
当土壤水分过多时，重金属元素的溶解度和迁移性增加，从而使重金属元素的迁移转化加速。
然而，当土壤水分过少时，重金属元素的溶解度和迁移性降低，从而使重金属元素的迁移转化减缓。
此外，温度过高会加速重金属元素的迁移转化，而pH值、氧化还原电位等也会影响重金属元素的迁移转化。
浸矿微生物硫酸盐同化与重金属抗性耦合作用机制的研究
浸矿微生物硫酸盐同化与重金属抗性耦合作用机制的研究我国矿产资源的显著特点是品位低、复杂、难处理和中小型矿居多,传统的选冶工艺很难进行经济、绿色、有效地提取。
生物冶金具有低成本、短流程、污染小等优点,具有广阔的应用前景。
浸矿微生物浸出一段时间之后,其生长的环境中就会富含高浓度的硫酸盐及有毒重金属离子,这是制约其浸出时间、浸出效率的重要的环境因素。
而在微生物的解毒机制中,硫酸盐的同化途径可能发挥了重要的作用,因而对于浸矿微生物重金属的抗性机制,以及硫酸盐同化与重金属解毒耦合作用机制的研究,对微生物适应极端环境的分子机制的揭示,对浸矿过程中,重金属的耐受和浸矿效率的提高,以及在环境领域更广阔的应用其抗性机制,都将具有非常重要的意义。
本文旨在对浸矿微生物的重金属抗性机制进行深入的探索,研究浸矿微生物的重金属抗性以及与硫酸盐同化的内在联系,研究工作主要有以下几个方面：①浸矿微生物重金属抗性机制的初步探索在本研究给定的重金属浓度下, A. ferooxidans表现出了明显的抑制作用并且随着重金属浓度的增加,抑制作用越明显。
适合研究的Cd2+、Zn2+、Pb2+三种重金属耐受浓度分别为Cd2+(5mM、15mM、30mM), Zn2+(150mM、300mM、600mM), Pb2+(2.5mM、5mM、10mM)。
在Cd2+胁迫下,通过测定镉离子的亚细胞结构镉离子含量、细菌细胞体内GSH的含量、硫酸根离子浓度、硫酸盐同化途径的相关酶类的酶活,结果表明其可能存在的抗性机制有细胞累积、排出系统、以及生物转化或螯合等几种方式。
在Zn2+胁迫下,通过测定菌体内GSH的含量、Cys含量、硫酸盐同化途径的相关酶类酶活,结果表明,随着Pb2+浓度的增加,其体内GSH含量有所增加,Cys含量的变化不明显,硫酸盐同化途径的相关酶类也有所变化,但是却是表现为先增加后降低,说明硫酸盐同化途径可能对锌离子的抗性有一定的作用,但是在浓度更大的情况下,硫酸盐同化途径可能已经不能满足细菌菌体的需要,其可能启动了更多的重金属抗性机制。
水体中重金属的迁移转化途径及影响因素
水体中重金属的迁移转化途径及影响因素摘要：重金属污染是水污染的一个重要方面，本文简要介绍了水中重金属的来源、污染特征及特点；着重介绍了其在水中的存在形态、迁移转化途径及迁移转化过程；最后简要分析了了pH值、氧化还原电位（Eh）、温度、离子强度及有机质对重金属迁移转化的影响。
关键词：重金属；来源；存在形态；迁移转化；影响因素Abstract: Heavy metals in water body can lead to many serious pollution problems. this paper introduce briefly the source，the pollution characteristics and features of heavy metals in water；It is emphasized that heavy metals ‘ appearance, migration and transformation pathway and migration and transformation process are also expounded; Finally ，the paper briefly analyzes the pH, radix potential (Eh), temperature, ionic strength and organic matter on the impact of migration and transformation of heavy metals.Key words: Heavy metals; source; existing forms; migration and transformation; factors1 引言随着工业化的发展，随着工农业的发展,大量污染物包括重金属排入河流,使水质恶化,给人类造成了一系列严重后果。
《SRB与DFeRB对砷形态转化的影响机制研究》范文
《SRB与DFeRB对砷形态转化的影响机制研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，砷污染问题日益严重，对环境和人类健康构成了严重威胁。
砷在环境中以多种形态存在，其生物可利用性和毒性随形态变化而变化。
因此，研究砷的形态转化机制对于控制砷污染和保护环境具有重要意义。
近年来，SRB（硫化细菌）和DFeRB（脱铁细菌）作为环境中的重要微生物群体，其在砷形态转化中的作用受到了广泛关注。
本文将深入探讨SRB与DFeRB对砷形态转化的影响机制。
二、SRB对砷形态转化的影响机制SRB是一种能够利用硫化物进行代谢的细菌，其通过硫化物氧化过程产生的还原性环境有利于砷的还原。
SRB对砷形态转化的影响主要体现在以下几个方面：1. 还原作用：SRB通过其代谢过程产生的还原性环境，能够将五价砷（As(V)）还原为三价砷（As(III)）。
As(III)相较于As(V)具有更高的生物可利用性和毒性。
2. 共沉淀作用：SRB代谢过程中产生的硫化物可以与砷形成难溶性的硫化物沉淀，从而降低砷的溶解度和生物可利用性。
3. 改变环境pH值：SRB的代谢活动可能导致局部环境的pH 值下降，从而影响砷的化学形态和溶解度。
三、DFeRB对砷形态转化的影响机制DFeRB是一种能够利用铁氧化物进行代谢的细菌，其通过铁还原过程产生的环境条件也可能影响砷的形态转化。
DFeRB对砷形态转化的影响主要体现在以下几个方面：1. 铁还原作用：DFeRB通过铁还原过程形成的二价铁离子（Fe(II)）可能与砷发生共沉淀或络合反应，从而改变砷的化学形态和溶解度。
2. 改变环境条件：DFeRB的代谢活动可能导致局部环境的氧化还原电位、pH值和有机物含量等发生变化，从而间接影响砷的形态转化。
四、SRB与DFeRB共同作用下的砷形态转化机制在实际环境中，SRB和DFeRB往往共同存在，并可能发生相互作用。
它们共同作用下的砷形态转化机制可能更为复杂，包括但不限于以下方面：1. 协同作用：SRB和DFeRB的代谢活动可能产生协同效应，共同促进砷的还原、共沉淀和络合反应。
锂和过渡金属的氯化物及硫酸盐_概述说明
锂和过渡金属的氯化物及硫酸盐概述说明1. 引言1.1 概述锂和过渡金属的氯化物及硫酸盐是重要的无机化合物，在各个领域都有广泛的应用。
锂是一种轻质金属，具有高电导率和良好的化学活性，常以氯化锂的形式存在于自然界中。
过渡金属是指周期表中位于锌之后、但前面没有被填满d壳电子态的元素。
它们与锂等其他元素形成多种化合物，包括氯化物和硫酸盐。
1.2 文章结构本文共分为六个部分：引言、锂和过渡金属的氯化物概述、锂和过渡金属的硫酸盐概述、锂和过渡金属的氯化物应用与特性、锂和过渡金属的硫酸盐应用与特性以及结论。
1.3 目的本文旨在对锂和过渡金属的氯化物及硫酸盐进行全面概述，并探讨其应用领域和特性。
通过了解这些无机化合物，可以加深对它们在科学研究、工业生产以及其他领域中的重要性的理解，为相关领域的研究和应用提供基础知识和参考依据。
2. 锂和过渡金属的氯化物概述2.1 锂的氯化物概述锂的氯化物是由锂离子（Li+）和氯离子（Cl-）组成的无机化合物。
最常见的锂氯化物是二磷酸锂（LiCl）。
它是一种无色、结晶性固体，能溶于水和许多有机溶剂中。
此外，还有其他形式的锂氯化物，如亚氯酸锂（LiClO）和高氯酸锂（LiClO4），它们也具有不同的性质和用途。
2.2 过渡金属的氯化物概述过渡金属指的是周期表中第3至12族元素，包括铁、铜、钴、镍等。
这些金属元素可以形成不同价态的阳离子，并与氯离子形成相应的氯化物。
过渡金属的氯化物通常呈现出不同颜色和晶体结构。
例如，铁的氯化物可以以FeCl2或FeCl3存在，呈现出浅绿色或黄棕色，并且具有不同的溶解度和反应活性。
过渡金属的氯化物在工业上有着广泛的应用。
它们可以作为催化剂用于化学反应中，也可以用于生产染料、颜料和其他化学品。
此外，一些过渡金属的氯化物还具有电子性质，在电池制造和电子器件中起着重要作用。
总之，锂和过渡金属的氯化物是重要的无机化合物，它们具有不同的性质和用途。
对这些氯化物进行深入了解有助于我们更好地理解它们在各个领域中的应用和特性。
硫酸盐处理正极材料
硫酸盐处理正极材料
首先，硫酸盐处理正极材料可以提高其电化学性能。
正极材料在电池中起着储存和释放锂离子的重要作用。
通过硫酸盐处理，可以改善正极材料的结构和电子传导性能，提高其对锂离子的嵌入/脱嵌能力，从而增加电池的容量和能量密度。
其次，硫酸盐处理可以增加正极材料的循环稳定性。
在电池的充放电过程中，正极材料往往会发生容量衰减和结构破坏。
硫酸盐处理可以形成一层保护膜，阻止电解液中的金属离子和溶剂分子进一步侵蚀正极材料，减缓其容量衰减速度，延长电池的寿命。
此外，硫酸盐处理还可以改善正极材料的热稳定性。
在高温条件下，电池内部会发生一系列的热化学反应，导致电池的安全性下降。
硫酸盐处理可以提高正极材料的热稳定性，减少热解反应的发生，降低电池的热失控风险。
需要注意的是，硫酸盐处理的具体方法和条件会因正极材料的种类而有所不同。
一般来说，处理过程包括将正极材料与硫酸盐溶液浸泡、烘干和退火等步骤。
处理的温度、时间和浓度等参数需要根据具体情况进行优化。
总结起来，硫酸盐处理正极材料可以提高电化学性能、循环稳定性和热稳定性。
这种处理方法在锂离子电池等电化学储能领域具有广泛的应用前景。
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硫酸盐对重金属化学形态的转化作用
张延青t o 谢经良t o 彭 忠u o 王福浩u o 沈晓南u
kt q
青岛建筑工程学院环境工程系o 山东青岛uyysvv ~u q 青岛海泊河污水处理厂o 山东青岛uyysutl
摘 要} 研究了污泥厌氧消化过程中硫酸盐对铜 锌 镍三种重金属化学形态变化所起的作用∀结果表明o 硫酸盐的存在能够促进重金属向稳定的硫化物形态转变∀
关键词} 污泥~ 厌氧消化~ 重金属~ 硫酸盐~ 化学形态
中图分类号} zsv q t 文献标识码} 文章编号}tsss p wysukussvlsu p ssyu p sv
基本原理
目前o 关于污泥中重金属化学形态的划分o 被人们广泛接受的是 ¨¶¶¬¨µ于t|z|年提出的分类理论 t o 他将重金属形态分为可交换态 和碳酸盐结合
态 和铁锰氧化物结合态 硫化物及和有机质结合态 残渣态∀其中前三种形态为不稳定态o 后两种则为稳定态∀若能实现重金属形态由不稳定态向稳定态的转变o 则可提高城市污泥综合利用的安全性∀在污泥的厌氧消化过程中o 大量存在的硫酸盐还原菌 酸化细菌等能促使污泥中硫酸盐的还原和含硫有机质的分解而生成 u p 离子o 所生成的硫离子能够与污泥中的重金属反应生成稳定的硫化物∀因
此o
在污泥的厌氧消化过程中o 可通过投加含硫化合物来增加污泥中硫离子的含量o 以达到稳定 固着重金属的目的∀
试验装置及方法
试验装置
自制的污泥中温厌氧消化装置见图t
∀
图 试验装置
消化罐k 共x 个l 为有机玻璃管制成o 直径为uss
°°o
高为uws °°o 共同放置于一个恒温水浴槽k 电热 自动控温o
长为t uss °° 宽为yss °° 高为xss °°l 中o
水温控制在kvx tl ε∀水封罐中装有氢氧化钠溶液o 其作用为}吸收沼气中的硫化氢和稳定消化系统的工作压力∀
试验方法
向五个消化罐中分别加入含硫化合物k 无水硫
酸钠ls tss uss vss wss °ªr k 以 u p
w
计l o 通过测试分析污泥中重金属形态及硫酸盐浓度的变化来研究厌氧条件下硫酸盐对重金属的稳定作用∀试验所用污泥取自青岛海泊河污水厂的预浓缩池和消化
池∀
系统的启动∀首先对取自消化池中的消化污泥进行过筛kus 目l o
以去除大颗粒杂质∀然后向每个消化罐中各加入z 消化污泥o
将水槽内水温调节到kvx tl εo 并进行搅拌ku 次r§o us °¬±r 次l ∀系统的运行状况可通过³ 值和压力进行判断}
系统运行不佳时o 会出现³ 值的下降和压力值的降低∀待系统³ 值为z q u 左右且压力稳定后k 压力为u q |w ® ¤l 即可进行试验∀
系统的进泥和取样∀进泥方式采用一次性加入
k 预浓缩池的生污泥与消化罐中污泥量的比例为
t Βv l o 同时加入硫酸盐k ¤u w 用水溶解后加入生污泥中o 并搅拌均匀l o 搅拌us °¬±以使生污泥和罐内
污泥充分混合∀工艺运行按启动的方法进行o 取样测定时间定为x §一次kxs ° r 次l o
每次取样前先 中国给水排水
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搅拌us °¬±以保证样品的代表性∀
监测方法
重金属形态的分析
测定为了测定的方便o 将重金属形态分为三种}不稳定态 硫化物及和有机质结合态 残渣态∀重金属形态分析采用分步提取法o 将待分析泥样在tsx ε下
烘干至恒重后进行分步提取}
不稳定态}
准确称取干泥s q x ª并置于us ° 离心管中o
加入{° s q sw °²¯盐酸羟氨和x ° ux h ¦o |y ε下水浴保持y «o
振荡数次 离心us °¬±后收集上清液进行分析∀
硫化物及和有机质结合态}
将上步残留泥样用水洗后加入{° s q su °²¯ v 和x ° vs h
u u k³ u q
sl o {x ε水浴 间歇振荡w «后再加入w ° v q u °²¯ w ¦o 振荡vs °¬±并经离心后收集上
清液o 再用电热板加热至近干∀
残渣态}
将残留泥样洗入烧杯中o 加入ts ° 浓
v o 电热板加热至近干o 共进行w 次∀用t Βt v 温热溶解并过滤o 对滤液进行分析∀铜 锌采用原子吸收分光光度法测定o 镍采用火
焰原子吸收分光光度法测定∀
消化液中硫酸盐的测定
硫酸盐的测定采用重量法o 其样品制备程序见
图u ∀
图 样品制备程序
结果与讨论
因数据较多o 故仅对含硫酸盐量最少的t f 罐和加硫酸盐量最多的x f
罐进行比较∀
铜的化学形态变化
图v 为铜的各化学形态所占百分率随时间的变化曲线k 锌 镍的变化曲线与铜的相似l ∀
从图v 可以看出o 虽然t f 罐未投加硫酸盐o 但铜的形态依然随时间发生变化o 这很可能与生污泥本身含有硫酸盐和硫蛋白质有关∀
试验结果表明o 随着硫酸盐投量的增加则重金属硫化物及和有机质结合态所占的百分率呈上升趋势o
而不稳定态所占的百分率相应减小o 残渣态的则基本不变化∀上述结果说明o
投加硫酸盐能促进重金属由不稳定态向硫化物及和有机质结合态转变
∀
图 铜的各化学形态所占比例随时间的变化
试验还发现o 在消化罐运行至第ts 天左右时重金属硫化物及和有机质结合态的含量开始显著提高o 到第tx 天时趋于平稳o 这说明若想利用消化系统来稳定重金属o 则必须保证有足够的消化反应时
间∀ 硫酸盐的测定结果
消化罐中的硫酸盐含量随时间的变化如表t 所
示∀
表 不同消化罐中的硫酸盐含量 °ªr
运行时间k§l
s x ts tx us t f |s {z zx ys xz u f t|w t{x tzs tv{tvx v f u|t u{s uys t{x tz|w f v|s vzx vys t|s t|y x
f
w|x
w{s
wyx
uvs
uus
由表t 可以看出o
未投加硫酸盐的t f 消化罐中也存在硫酸盐o 说明污泥本身含有硫酸盐o 这与该罐重金属硫化物形态含量的提高现象相吻合∀
不同的消化罐由于硫酸盐的投量不同o 消化液
中的硫酸盐含量也不同o
硫酸盐投量越多则消化液中的硫酸盐含量越高∀在试验结束后o 消化液中的
硫酸盐含量都不同程度地下降o
这说明一部分硫酸盐在厌氧条件下被还原o
且存在重金属化学形态转
化的可能性∀消化液中的硫酸盐含量在第ts天左右开始显著降低o这与重金属化学形态的变化趋势相符∀
结论
在污泥厌氧消化系统中o重金属硫化物结合态含量提高的主要原因是硫酸盐还原菌将硫酸盐还原为 u p o u p浓度的增加促进了重金属向硫化物形态的转变∀
城市污水处理厂的污泥中含有一定量的硫酸盐及含硫有机质o在不投加硫酸盐的情况下o经厌氧消化处理后污泥中的重金属也能一定程度地向硫化物形态转化∀
随着污泥中硫酸盐浓度的增加则消化污泥中重金属硫化物结合态的含量亦相应升高∀因此o 已具备消化系统的污水厂可通过提高消化池进泥中硫酸盐的含量来促进重金属向硫化物结合态转变o 以提高重金属的稳定率∀。