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Journal of Hazardous Materials:可持续利用共热解疏浚沉积物原位修复沿海河流镉污染沉积物的新见解

发表时间:2024-03-15 10:06

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文章信息

**作者:刘群群

通讯作者:盛彦清

通讯单位:中国科学院烟台海岸带研究所

期刊:Journal of Hazardous Materials

影响因子:13.6

DOI:10.1016/j.jhazmat.2024.133664


摘要

沿海河流中Cd污染沉积物的修复至关重要,因为它对河流和海洋生态系统具有潜在危害。在此,本研究创新性地应用了受污染疏浚沉积物的共热解产物(S@BC)来原位覆盖和固定沿海河流中的Cd污染沉积物,并通过360天的孵化实验探讨其修复效率、机制和微生物响应。结果表明,尽管S@BC的固定和覆盖抑制了沉积物中Cd向覆盖水的释放,但S@BC覆盖显示出较高的抑制效率(360天时为66.0%对比95.3%)。组分分析表明,修复后有效态Cd部分转化为稳定Cd,酸性可溶性部分减少了0.5%~32.7%,残余部分增加了5.0%~182.8%。与对照组相比,S@BC的固定和覆盖对沉积物细菌群落结构的影响较小。S@BC可以直接吸附沉积物中的移动Cd(沉淀和络合作用),以抑制Cd的释放,并改变沉积物性质(例如pH值和阳离子交换容量),从而间接减少镉的释放。特别是,S@BC覆盖还通过增强沉积物硫酸盐还原过程促进了Cd的稳定化。相比之下,S@BC覆盖是Cd污染沉积物修复的首选方法。本研究为沿海河流中Cd污染沉积物的修复提供了新的见解。


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摘要图


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培养360d后不同深度沉积物中Cd含量的变化。


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培养120 d(a)和360 d(b)时沉积物上覆水剖面中CDGT-Cd的垂直分布。

结论:

S@BC的固定化和覆盖处理均有效地降低了沉积物中镉(Cd)释放到上层水体,并且其他有毒金属的释放也得到了显著降低。沉积物中的镉从不稳定状态(F1)转变为稳定状态(F4),并且在S@BC修复后,CDGT-Cd浓度也有所降低,表明沉积物中镉的稳定性得到了增强。S@BC覆盖在抑制镉释放和增强镉稳定性方面表现更好。S@BC的固定化和覆盖处理对沉积物细菌群落结构没有负面影响。S@BC的固定化和覆盖可以通过S@BC的吸附作用(沉淀和络合)直接固定沉积物中的镉,同时也可以通过改变沉积物的理化性质间接降低镉的迁移性。特别是,硫酸盐还原菌驱动的硫酸盐还原过程在S@BC覆盖处理中也促进了镉的稳定化。综合考虑其应用便利性、修复效果、经济性和环境友好性,S@BC覆盖是沿海河流中镉污染沉积物修复的更有前景和可持续的方法。然而,鉴于沿海河流环境因素(如盐度和pH值)的复杂性和变异性,S@BC覆盖在沿海河流中的可行性仍需进一步研究探索。


Qunqun Liu, Yanqing Sheng, Zheng Wang, Xiaozhu Liu, New insights into the sustainable use of co-pyrolyzed dredged sediment for the in situ remediation of Cd polluted sediments in coastal rivers, Journal of Hazardous Materials, Volume 466, 2024, 133664, ISSN 0304-3894, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133664. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389424002437)

文章链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389424002437?via%3Dihub=


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