环境因素对港口矿石堆场中矿产品重金属溶出的影响
王振坤, 李学军, 冯爽, 陈焱, 迟杰, 曲雯, 莫宇清, 罗蔷, 蒲峰, 郭晓满
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。
关键词: 港口矿石堆场, 矿产品, 重金属, 静态浸泡, 环境影响因素
超声提取-离子色谱法测定铁矿石中水溶性氟氯溴及硝酸根
胡德新, 马德起, 安鹏升, 王振坤, 王虹, 李权斌, 谷松海, 魏红兵
铁矿石样品经超声提取、离心机分离沉淀后,分别通过IC-RP柱、IC-Na柱及0.22 μm微孔过滤膜过滤,25.00 mmol/L NaOH溶液作为淋洗液,利用AS-19型阴离子分离柱和ASRS 300-4 mm连续自动再生化学抑制器分离样品中氟、氯、溴和硝酸根多种水溶性阴离子和采集数据。经过IC-RP柱可吸附样品溶液中有机质,通过IC-Na柱可将溶液中重金属离子置换成Na+,使之与淋洗液的阳离子成分一致。对水溶性阴离子的提取效率进行实验,确定提取时间为30 min。在标准溶液及待测样品溶液中加入一定量相应的淋洗液,使溶液和淋洗液的电导值相匹配来消除水负峰的影响。F-、Cl-、Br-、NO3-的方法检出限分别为2.1、3.5、2.5、2.0 μg/g,工作曲线的相关系数>0.999。用铁矿石标准样品GBW 07218a验证方法的准确度与精密度,测定值与标准值基本吻合,精密度(RSD,n=10)小于5%,加标回收率为96%~104%。用于实际样品的分析,测定值与离子选择电极法结果接近。方法线性范围宽,操作简单,快速高效,适用于实验室日常检测工作。
关键词: 铁矿石, , , , 硝酸根, 超声提取, 离子色谱法
港口环境镉和铅的迁移行为研究及模型的建立
王振坤, 靳宏, 李学军, 张弛, 孙鑫, 边涛, 莫宇清, 罗蔷
港口矿产品堆场的重金属溶出作为港口土壤、水体的重要污染源不容忽视。本文在天津港口7个有代表性的矿产品堆场采集土壤和水体样品,确定重金属的污染状况;应用微宇宙系统模拟Cd和Pb在港口沉积物和水体生态系统中的迁移行为,通过建立多介质逸度模型对微宇宙系统的模拟情况进行拟合,探索Cd和Pb在沉积物和水体中的归趋和迁移规律。现场采样分析表明,矿产品堆场重金属污染较为严重,其中Cd污染显著,超过国家土壤三级标准。微宇宙系统试验表明,Cd的污染状况分析与现场采样分析结果一致;沉降是Cd和Pb在水环境中主要的迁移过程,在试验时长216 h内,Cd大约有61%保留在沉积物中,倾向于停留在水相中,容易通过水体的平流和扩散扩大污染范围,而Pb有99%保留在沉积物中,更容易吸附在悬浮物表面而向沉积物相沉积。研究表明,露天堆放的矿产品的影响是显著的,应尽可能采用集装箱堆放方式,减少矿石直接与雨水接触的机会,封闭污染通道,降低环境效应。
关键词: 港口矿产品堆场, 重金属, 多介质逸度模型, 微宇宙系统
微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定高碳铬铁中硅锰磷
胡德新, 肖葵, 王向东, 王振坤, 刘敏, 李权斌
高碳铬铁需要用强氧化性酸或混合酸在高温条件下才能分解或采用碱熔法处理样品,但操作比较繁琐并引入大量的钠离子,干扰待测元素的检测。微波消解技术与电感耦合等离子体光谱(ICP-AES)结合用于测定高碳铬中的铁已有报道。本文在文献方法的基础上,建立了ICP-AES同时测定高碳铬铁样品中Si、Mn、P的方法。采用硝酸消解高碳铬铁中易分解部分,再用高氯酸和氢氟酸消解碳化物和硅化物,减少了高氯酸的用量,消解过程平稳安全。利用高碳铬铁标准物质建立标准曲线,Y和In作内标,Si、Mn、P的检出限分别为0.0017%、0.0025%和0.0033%。用高碳铬铁标准物质GSB 03-1562—2003、GSB 03-1058—1999和GSB 03-1059—1999验证方法的精密度及准确度,11次测定的相对标准偏差(RSD)在0.8%~6.0%之间,不同含量标准物质测定结果与标准值吻合。本方法微波消解样品完全,操作安全简单,准确度高,适用于高碳铬铁样品的多元素同时分析。
关键词: 高碳铬铁, , , , 微波消解, 电感耦合等离子体发射光谱法
矿产品中污染物溶解释放研究进展
王向东, 孙鑫, 刘青山, 魏红兵, 王振坤, 潘宏伟
我国原矿、精矿消费量和尾矿产出量巨大,这些矿产品中有毒有害污染物的溶解释放(称为“溶出”)已经成为一个普遍存在的环境问题。本文阐述了目前国内外矿产品污染物溶出的研究现状,总结了研究矿产品中污染物溶出最常用的四种模拟试验方法(湿度室试验、淋滤柱试验、静态浸泡试验、萃取试验)的应用进展。湿度室试验可模拟自然风化过程,确定污染物溶出速率和产物;淋滤柱试验可模拟降水和喷淋过程,提供污染物吸附和解吸附动力学依据;静态浸泡试验可模拟被水浸泡过程,探明溶出规律和产物;萃取试验可对污染物进行形态分析,评估介质中污染物的流动性、稳定性等。污染物溶出的各种影响因素由强到弱依次是pH值、淋溶浸泡时间、温度、固液比、矿石粒径,多数情况下pH值越大、浸泡时间越长、温度越高、固液比越小、粒径越小越有利于污染物的溶出。溶出是一个长期和具有潜伏性的过程,其内部发生一系列物理化学反应,显示出与扩散效应不同的规律。目前这方面的研究对象还主要集中于废弃的尾矿,对经运输、堆放并在人类生活区使用的原矿、精矿产品的污染物溶出有待进一步研究,需要对其溶出污染进行预测和评估,采取有效措施控制和治理矿产品的污染。
关键词: 矿产品, 污染物, 溶出模拟试验, 溶出影响因素

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