有機(jī)酸和無機(jī)鹽復(fù)合淋洗修復(fù)Cd、Pb污染農(nóng)田土壤的研究.pdf

1、隨著人口數(shù)目的急劇增長(zhǎng)、工業(yè)化生產(chǎn)的飛速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，人類活動(dòng)和對(duì)自然資源的長(zhǎng)期過度開發(fā)利用，造成了許多日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。其中，我國土壤的重金屬污染十分嚴(yán)重，土壤環(huán)境修復(fù)與治理已迫在眉睫。化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)可以永久去除污染物，修復(fù)效果好，是土壤修復(fù)技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一，在國外一些國家已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)地修復(fù)，并取得了一定的成果。本文在其他學(xué)者的科學(xué)研究基礎(chǔ)上，以湖南湘西自治州花垣縣老王寨村和吉首市吉首鄉(xiāng)大田灣村重金屬污染農(nóng)田土壤作

2、為研究對(duì)象，研究了有機(jī)酸（檸檬酸、酒石酸）與FeCl3復(fù)合淋洗修復(fù)，得到以下結(jié)果:
　　1、設(shè)置淋洗劑濃度為100 mmol·L-1，通過振蕩淋洗，分別比較了五種有機(jī)酸（檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、草酸、乙酸）和五種氯化物(FeCl3、CaCl2、MgCl2、NaCl、KCl)對(duì)土壤中重金屬Cd、Pb的去除效率，結(jié)果表明檸檬酸、酒石酸淋洗效果優(yōu)于其它有機(jī)酸，F(xiàn)eCl3淋洗效果優(yōu)于其它氯化物，因此選擇檸檬酸、酒石酸分別與FeCl3進(jìn)行復(fù)

3、合淋洗試驗(yàn)。
　　2、通過比較不同濃度有機(jī)酸（檸檬酸、酒石酸）與FeCl3的混合液對(duì)老王寨、大田灣兩種土壤重金屬Cd、Pb的去除效率，確定復(fù)合淋洗劑最適濃度，即有機(jī)酸濃度為100 mmol.L-1、FeCl3濃度為20 mmol·L-1。在復(fù)合淋洗劑最適濃度條件下，檸檬酸與FeCl3復(fù)合淋洗對(duì)老王寨土樣品中Cd和Pb的淋洗率分別為43.7％和22.9％，與FeCl3單獨(dú)淋洗相比，分別提高了76％和3倍，與檸檬酸單獨(dú)淋洗相比，分別提

4、高了23％和97％;對(duì)大田灣土樣中Cd和Pb的淋洗率分別為47.3％和11.0％，與FeCl3單獨(dú)淋洗相比，分別提高了16倍和36倍;與檸檬酸單獨(dú)淋洗相比，分別提高了28％和6倍。酒石酸與FeCl3復(fù)合淋洗，對(duì)老王寨土樣中Cd和Pb的淋洗率分別為43.2％和16.5％，與FeCl3單獨(dú)淋洗相比，分別提高了71％和4倍，與酒石酸單獨(dú)淋洗相比，分別提高了31％和49％;對(duì)大田灣土樣中Cd和Pb的淋洗率分別為30.7％和0.8％，與FeCl3

5、單獨(dú)淋洗相比，分別提高了10倍和80％;與酒石酸單獨(dú)淋洗相比，分別提高了2倍和33％。
　　3、通過振蕩淋洗試驗(yàn)，研究了兩種復(fù)合淋洗劑與土壤樣品液固比、淋洗液pH、淋洗時(shí)間、淋洗次數(shù)等淋洗條件對(duì)土壤重金屬Cd、Pb的去除效率的影響。結(jié)果表明，液固比從2∶1增加到20∶1，復(fù)合淋洗劑對(duì)重金屬Cd、Pb的去除效率逐漸增加并趨于平緩;pH在2到5的范圍內(nèi)變化，復(fù)合淋洗劑對(duì)重金屬Cd、Pb的去除效率隨淋洗劑溶液pH的增加而降低;振蕩淋洗時(shí)

6、間從0.5h增加到36h，復(fù)合淋洗劑對(duì)重金屬Cd、Pb的去除效率逐漸增加并趨于平緩;淋洗次數(shù)逐漸增加，復(fù)合淋洗劑對(duì)Cd的去除效率降低顯著，對(duì)Pb的去除效率降低較為緩慢，發(fā)現(xiàn)三次淋洗對(duì)重金屬的累積去除率比較理想。復(fù)合淋洗劑的淋洗條件設(shè)置為液固比5∶1、振蕩淋洗時(shí)間24h、重復(fù)淋洗3次比較適宜。
　　4、Tessier法重金屬形態(tài)分級(jí)試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)有機(jī)酸與FeCl3及其復(fù)合淋洗一次后，土壤中重金屬的形態(tài)發(fā)生了不同的變化，Cd、Pb的

7、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)含量顯著降低，碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量幾乎為零，殘?jiān)鼞B(tài)含量基本不變，Cd的交換態(tài)含量顯著降低，而Pb的交換態(tài)含量顯著增多;經(jīng)過二次或三次淋洗后，土壤重金屬Cd、Pb交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量逐漸減少，有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)含量幾乎不變;測(cè)定洗出液中常量元素含量，發(fā)現(xiàn)大量的Al、Ca、Fe、Mg、Mn離子溶出，結(jié)合重金屬分級(jí)提取試驗(yàn)結(jié)果，表明有機(jī)酸-FeCl3復(fù)合淋洗對(duì)土壤中的碳酸鹽、鐵錳氧化物等產(chǎn)生了破壞

8、作用，將與其結(jié)合的重金屬離子被洗出;通過機(jī)理分析試驗(yàn)，結(jié)合Visual MINTEQ軟件模擬洗出液中重金屬離子存在形態(tài)，表明有機(jī)酸與FeCl3在淋洗過程中對(duì)重金屬的去除有協(xié)同作用，其作用機(jī)制主要是有機(jī)酸解離的H+以及FeCl3水解產(chǎn)生的H+與重金屬發(fā)生離子交換、有機(jī)酸及Cl-與重金屬形成絡(luò)合物、有機(jī)酸促進(jìn)氯離子重金屬絡(luò)合物的形成等方面的作用。
　　5、測(cè)定老王寨和南京土壤樣品三次淋洗后的理化性質(zhì)，結(jié)果表明淋洗處理后土壤理化性質(zhì)發(fā)生