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铅、镉、砷复合污染土壤修复技术研究进展与展望

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稀有金属 2024年第9期 1335-1351页

作者：孙英春崔兴兰郑鹏史新悦李红霞王雷俞泽恩郑其中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京有色金属研究总院战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心有研工程技术研究院有限公司

随着工业、农业、采矿业和城市化的快速发展，大量重金属等污染物进入土壤环境系统，由此引发的土壤重金属复合污染问题备受关注。全面掌握重金属复合污染现状、污染特征及修复技术手段，对重金属污染防治和土壤的安全利用具有重要意义... 详细信息

随着工业、农业、采矿业和城市化的快速发展，大量重金属等污染物进入土壤环境系统，由此引发的土壤重金属复合污染问题备受关注。全面掌握重金属复合污染现状、污染特征及修复技术手段，对重金属污染防治和土壤的安全利用具有重要意义。综述了Pb, Cd, As复合污染土壤现状，阐述了污染来源及在土壤中的分布特征与迁移转化特征；归纳总结了物理修复法、固化/稳定化修复法和生物修复法在Pb, Cd, As复合污染治理方面的研究进展；论述了对各种土壤修复技术的优缺点和适用场景，并对未来发展方向进行了展望。相较而言，固化/稳定化修复技术因处理效率高、成本低廉、施工简单等优点成为国内外复合污染土壤修复的主流技术。同时，中国金属矿山规模化消纳需求迫切，综合地区特色利用当地矿山固废研发新的固化/稳定化材料治理Pb, Cd, As复合污染土壤已成为目前固化/稳定化技术领域重点研究方向之一。

关键词：复合污染土壤修复固化/稳定化固废资源化

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中国铬污染场地现状、风险及发展趋势

铜业工程 2024年

作者：孙英春郑鹏史新悦李红霞崔兴兰王雷杨晓莉中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京有色金属研究总院战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心有研工程技术研究院有限公司青海绿道环保生物科技有限公司

中国是全球重要的工业制造基地。随着工业化进程的加速，特别是在冶金、皮革、电镀等行业中，铬元素被大量使用，造成了严重的环境污染。铬在环境中大多以Cr(III)和Cr(VI)的形式存在，其中，高毒性和强氧化性的Cr(VI)对于生态系统和人... 详细信息

中国是全球重要的工业制造基地。随着工业化进程的加速，特别是在冶金、皮革、电镀等行业中，铬元素被大量使用，造成了严重的环境污染。铬在环境中大多以Cr(III)和Cr(VI)的形式存在，其中，高毒性和强氧化性的Cr(VI)对于生态系统和人类健康存在巨大危害。中国铬污染主要集中于工业重镇和工业遗址等场地，这些场地中大量含铬废水和废物在处理不达标甚至未经处理时就排放到环境中，造成广泛的铬污染。本文首先介绍了中国铬污染场地的现状和危害，然后阐述了铬污染场地未来仍以治理为主的思路，其中修复材料固定化法因其成本低廉、绿色环保、适宜大规模治理成为主流修复方法。目前，土壤和水体中的铬污染已经严重影响农业生产和生态平衡。面对铬污染的严峻挑战，加快开发高效、低成本的污染治理技术，实现铬资源的循环利用成为当前的研究热点。

关键词：铬污染场地现状风险发展趋势

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某高原区典型铬污染场地人体健康风险评价

铜业工程 2024年

作者：王雷李红霞崔兴兰史新悦郑鹏孙英春杨晓莉中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京有色金属研究总院战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心有研工程技术研究院有限公司青海绿道环保生物科技有限公司

以某高原地区典型的铬污染场地为研究对象，采用经验判断和系统布点法相结合的方式进行布点采样。场地共设置了104个土壤采样点位，覆盖了表层、中层以及深层土壤样品。对这些样品进行了总Cr, Cr（Ⅵ），Fe(II), Fe(III), SO42-和Ca 6... 详细信息

以某高原地区典型的铬污染场地为研究对象，采用经验判断和系统布点法相结合的方式进行布点采样。场地共设置了104个土壤采样点位，覆盖了表层、中层以及深层土壤样品。对这些样品进行了总Cr, Cr（Ⅵ），Fe(II), Fe(III), SO42-和Ca 6项分析。结果显示，该场地中钙、铁、铬等元素含量较高，为前期化学修复产生的影响，表明场地受到人为活动的影响显著，特别关注的污染物是Cr（Ⅵ），平均含量可达12.88 mg/kg，且离散程度较高，具有明显的污染迁移风险。结合《土壤环境建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018），进一步开展场地的危害识别、暴露和毒性评估，并进行风险表征，对吸入土壤颗粒物途径致癌效应、经口摄入土壤途径非致癌效应和吸入土壤颗粒物途径非致癌效应的土壤风险控制值进行了计算分析。分析结果表明，在该地区将Cr（Ⅵ）含量降至5.72 mg/kg时，可显著降低危害人体健康的风险。

关键词：高原地区 Cr(Ⅵ) 风险评价铬污染健康风险

毛细管整体柱微萃取在持久性有机污染物分析中的应用研究

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毛细管整体柱微萃取在持久性有机污染物分析中的应用研究

作者：崔兴兰西北师范大学

学位级别：硕士

持久性有机污染物(POPs)由于其在环境中的持久性、生物富集性、长距离迁移能力、对区域和全球环境的不利影响以及毒性而受到广泛关注。对于其分析方法、环境行为及生态风险的评价成为近十年环境科学领域研究的一个热点问题。但是环境样... 详细信息

持久性有机污染物(POPs)由于其在环境中的持久性、生物富集性、长距离迁移能力、对区域和全球环境的不利影响以及毒性而受到广泛关注。对于其分析方法、环境行为及生态风险的评价成为近十年环境科学领域研究的一个热点问题。但是环境样品形态多样、基质复杂,POPs在环境中处于痕量水平,同系物多且干扰严重,高效和选择性好的样品前处理成为POPs分析测定中的重要环节和技术瓶颈。目前,已经发展了多种环境样品前处理技术,包括液液萃取(LLE),固相萃取(SPE),分散固相萃取(DSPE),固相微萃取(SPME)和微波辅助萃取(MAE),但是将它们用于环境中实际样品的检测时,往往都存在以下缺点(1)劳动强度较大,操作过程繁琐,耗时耗力;(2)有机溶剂消耗量大,有害人体健康。毛细管微萃取(CME),作为固相微萃取中的一种新技术,具有操作简便,有机溶剂消耗量小,可与多种分析仪器在线联用等优点,此外,因整体柱同时包含微米级的通孔和纳米级的微孔结构,使其通透性好,传质速度快,因而在分离科学中被广泛应用。将整体柱与管内固相微萃取技术相结合,可以更好的发挥两者的优点。因此,制备柱效高、选择性好和机械稳定性强的整体柱,具有重要的研究意义。本论文研究和制备了新型的毛细管整体柱萃取材料用于CME,结合高效液相色谱(HPLC),建立了一种分析测定POPs的新方法。本论文的研究内容如下(共分为四章):第一章:介绍了毛细管整体柱的分类和制备方法。综述了毛细管微萃取(CME)这一新型样品前处理技术和其在环境有机污染物吸附和分离科学中的应用。系统地总结了有机-无机杂化整体柱和有机聚合物整体柱的制备及其在环境分析化学中的应用。第二章:采用简单的溶胶-凝胶法(一步法)制备了一种新型花状沸石咪唑骨架掺杂的有机-无机杂化整体柱,对其进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM),元素分析、X射线光电子能谱(XPS)和N2吸附-脱附表征,结果证明,该整体柱与管壁连接良好、内部连续多孔、结构均匀、丰富的大孔和介孔通道有利于快速传质和高效吸附。通过设计正交试验(OAD)对CME条件进行优化,在最优条件下结合HPLC建立了环境水样中4种溴代阻燃剂的分析方法。该方法具有较低的检出限(0.52μgL-1),较宽的线性范围(1μg L-1～500μgL-1),良好的回收率(88.4%～114%)和相对标准偏差(RSD)<1.4%。第三章:以烯丙基缩水甘油醚(AGE)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,在经3-(异丁烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的石英毛细管中,通过简单的有机聚合反应,制备了 Poly-(AGE-MMA-EDMA)有机聚合物整体柱,对其进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附表征,结果表明该整体柱与管壁结合紧密,内部结构均匀,结合HPLC将其用于3种实际水样中多环芳烃(PAHs)的分析。设计正交实验对CME条件进行了优化,在最佳条件下对PAHs进行富集和分离,由于疏水作用、π-π共轭效应,使该整体住对PAHs表现出优异的吸附性能和高效的富集能力。该方法具有选择性好、耐基质干扰能力强、所需样品体积少等优点,适合于基体复杂的微量样品中痕量PAHs的分析测定。第四章:以烯丙基缩水甘油醚(AGE)和苯乙烯(Styrene)为单体,在经3-(异丁烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的石英毛细管中,利用有机聚合反应,制备了一种Poly-(AGE-Styrene-EDMA)有机聚合物整体柱,对其进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附表征,结果表明该整体柱与管壁结合紧密,形貌均一,结构稳定,整体柱通透性较好,对PAHs具有良好的选择性及较高的富集能力。结合HPLC对环境水样中的8种PAHs进行分析,方法具有较低的检出限(0.05μgL-1),较宽的线性范围(0.1μg L-1～200μg L-1)和良好的加标回收率。

关键词：毛细管微萃取高效液相色谱溴代阻燃剂多环芳烃

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硫酸渣生物脱硫制备高品位铁精矿试验研究

稀有金属 2018年第8期42卷 869-877页

作者：左豪恩崔兴兰温建康罗毅北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室

通过Sulfobacillus thermotolerans，Leptosirillum ferriphilum，Lerroplasma acidiphilum混合菌对德尔尼铜、锌焙烧渣进行生物脱硫制备高品位铁精矿研究，并分析了生物脱硫协同回收铜、锌有价金属的机制。结果表明：细菌在9K培养基中... 详细信息

通过Sulfobacillus thermotolerans，Leptosirillum ferriphilum，Lerroplasma acidiphilum混合菌对德尔尼铜、锌焙烧渣进行生物脱硫制备高品位铁精矿研究，并分析了生物脱硫协同回收铜、锌有价金属的机制。结果表明：细菌在9K培养基中的最佳培养条件为pH值1．2，温度45℃，细菌的浓度可达7．0×10^7cell·ml^-1，Fe^2＋氧化率可达97．78％。硫酸渣生物脱硫协同回收铜、锌的最佳试验条件为pH值1．2，温度45℃，硫酸渣粒度-0．038mm，菌液接种量10％；浸渣中铁、铜、锌、硫含量分别为70．38％，0．14％，0．09％和0．396％；此条件下硫的脱除率可达82．93％，Cu^2＋和Zn^2＋浸出率分别可达80．02％和99．99％。浸渣分析结果表明：生物浸出后渣中铜、硫物相中的硫化物脱除率分别可达78．34％和94．60％，生物浸出后铁含量上升，铜、锌、硫含量大大降低，细菌对于大部分硫化矿都能较好的氧化，且在此酸度条件下铜、锌氧化矿物都能较好的溶解。最终所得的浸渣符合工业上制备高品位铁精矿的要求，这为硫酸渣提纯并回收金属提供一种思路，可取得明显的经济效益、环境效益与社会效益。

关键词：硫酸渣铁精矿生物浸出脱硫浸出率

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高效减水剂对铁尾矿高性能混凝土性能的影响

金属矿山 2011年第1期40卷 158-161页

作者：崔兴兰倪文刘倩北京科技大学

将北京密云铁尾矿与高炉水淬矿渣、水泥熟料、脱硫石膏通过三段混合磨矿形成胶凝材料,然后将胶凝材料与铁尾矿混合,并加入高效减水剂,制备成高性能混凝土材料,其中铁尾矿总掺量达到70%。固定其它参数与试验条件,改变高效减水剂的种类和... 详细信息

将北京密云铁尾矿与高炉水淬矿渣、水泥熟料、脱硫石膏通过三段混合磨矿形成胶凝材料,然后将胶凝材料与铁尾矿混合,并加入高效减水剂,制备成高性能混凝土材料,其中铁尾矿总掺量达到70%。固定其它参数与试验条件,改变高效减水剂的种类和掺量,研究高效减水剂对铁尾矿高性能混凝土性能的影响。试验结果表明:聚羧酸系高效减水剂对新拌混凝土的工作性能最有利,掺入UNF-5的硬化混凝土各龄期的抗压强度最高,28 d强度已经达到80 MPa。

关键词：铁尾矿高性能混凝土高效减水剂

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硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿研究进展

工程科学学报 2018年第1期40卷 1-8页

作者：左豪恩温建康崔兴兰武彪陈勃伟尚鹤北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室

利用硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿具有良好的的工业利用价值,不仅可以解决烧渣的综合利用问题,而且可以解决其对环境影响的问题.本文系统介绍了硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿的脱硫技术方法、工艺流程及最新研究进展.硫酸渣脱硫方法主要有... 详细信息

利用硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿具有良好的的工业利用价值,不仅可以解决烧渣的综合利用问题,而且可以解决其对环境影响的问题.本文系统介绍了硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿的脱硫技术方法、工艺流程及最新研究进展.硫酸渣脱硫方法主要有化学法、联合法和生物法.化学法主要包括酸浸、碱浸,联合法可分为碱浸-酸浸、浮选-磁选、重选-浮选、磁化焙烧-磁选等联合工艺方法.比较了这些方法的工艺路线及存在的优缺点,提出了生物法具有良好的工业应用前景,展望了该方法未来的研究方向为：高效脱硫菌种的选育,生物脱硫液的循环使用,硫酸渣生物脱硫协同回收有价金属,生物脱硫过程基础理论及工程化技术研究等.

关键词：硫酸渣铁精矿化学法联合法生物法脱硫

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金川镍矿尾矿砂矿物组成特征与酸溶特性研究

地学前缘 2013年第3期20卷 138-146页

作者：王玲刘玉强鲁安怀王少华崔兴兰王纪华李艳朱纪念王长秋朱慧王武名造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 金川集团有限公司甘肃金昌737104 江苏省有色金属华东地质勘查局江苏南京210007

金属矿山生产产生大量的尾矿,不但危害周围生态环境,而且对资源造成极大浪费。金川镍矿尾矿砂Ni、Cu和Co的平均含量分别达到0.21%、0.19%和0.01%,是够得上二次开发利用的宝贵资源。文中对金川镍矿尾矿砂矿物组成特征及酸溶特性进行了详... 详细信息

金属矿山生产产生大量的尾矿,不但危害周围生态环境,而且对资源造成极大浪费。金川镍矿尾矿砂Ni、Cu和Co的平均含量分别达到0.21%、0.19%和0.01%,是够得上二次开发利用的宝贵资源。文中对金川镍矿尾矿砂矿物组成特征及酸溶特性进行了详细的研究,目的是为工业化高效回收尾矿砂中Ni、Cu和Co等有价金属提供科学依据与技术支撑。矿物学研究表明,金川镍矿尾矿砂主要由蛇纹石、绿泥石、橄榄石、辉石、透闪石、磁铁矿、白云石及少量磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿等组成。经多年露天堆存,金川镍矿老尾矿库尾矿砂已发生不同程度的氧化作用。尾矿库3m以上为强烈氧化带,金属硫化物矿物颗粒边缘、裂缝处基本都有强烈的氧化作用发生。碳酸盐等易溶矿物被大量消耗。硫酸溶解实验表明,金川镍矿老尾矿库尾矿砂中有价金属Cu、Ni和Co的平均浸出率分别可达88.6%、75.3%和70.8%。尾矿砂中Cu、Ni和Co有价金属的浸出效果不但清楚直观地反映了尾矿库中尾矿砂的氧化程度,而且表明金属硫化物尾矿砂的风化作用,极大地促进了硫化物矿物中有价金属的酸溶浸出。

关键词：铜镍硫化物尾矿砂风化有价金属酸溶回收

共价有机骨架复合材料去除水体中重金属离子的研究进展

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环境科学研究 2021年第5期34卷 1168-1176页

作者：王雪梅季红崔兴兰王芳兵刘娅聪杜新贞西北师范大学化学化工学院甘肃兰州730070 甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室甘肃兰州730070

共价有机骨架复合材料(covalent organic framework composites,COFs)是由轻元素C、O、N、B等以强共价键结合而成的一类具有二维或三维晶体结构的新兴多孔聚合物材料.由于它们具有孔道有序可调、比表面积大、孔隙率高、结构稳定及官能... 详细信息

共价有机骨架复合材料(covalent organic framework composites,COFs)是由轻元素C、O、N、B等以强共价键结合而成的一类具有二维或三维晶体结构的新兴多孔聚合物材料.由于它们具有孔道有序可调、比表面积大、孔隙率高、结构稳定及官能团丰富可进行后修饰等优点,在污染物吸附去除领域受到了广泛关注.本文总结了COFs复合材料的最新合成策略(“自下而上”、合成后修饰和混合合成策略)和COFs复合材料在水体中去除重金属离子方面的研究进展,并对其应用前景进行了展望.近年来,运用吸附方式从环境水体中去除重金属离子在环境治理领域颇受关注.COFs复合材料作为一种新型多孔结晶材料,具有优异的吸附性能,可从水溶液中有效去除重金属离子,因此具有广阔的应用前景.COFs复合材料吸附重金属离子的方式由化学吸附和物理吸附组成,且化学吸附占主导地位.现有的COFs复合材料合成方法因其存在时间较长、成本较高及产率较低等缺点,阻碍了其在环境分析领域中的实际应用,为增加效率、节约成本及实现工业化生产,迫切需要进一步开发合成COFs及复合材料的更多新方法.

关键词：共价有机骨架材料重金属离子吸附去除