铅镉砷复合污染土壤钝化修复研究
矿产资源的不适当的开采与冶炼，导致土壤重金属Cd、Pb、As等污染问题十分严重。因此开展Cd、Pb和As复合污染土壤的修复技术研究，具有重要的意义。由于Cd、Pb和As的化学特性截然不同，单一钝化剂难以实现Cd、Pb、As的同时钝化。因此多种钝化剂的复配在我国重金属复合污染土壤修复中具有广泛的应用潜力。本文通过筛选适合于Cd、Pb、As污染土壤修复的化学钝化剂，并进行复配;优化重金属污染土壤钝化修复的工艺参数以获得最佳的修复效果;并对修复后土壤重金属的稳定性进行研究。主要创新的研究结果如下: (1)通过对粘土矿物类、磷酸盐类、工业废弃物和铁盐类钝化剂的筛选，研究表明:Ca(H2PO4)2对Cd、Pb修复效果较好，有效态Cd和Pb的钝化率分别为39％和62％。铁盐中以Fe2(SO4)3钝化As效果显著且稳定，有效态As的钝化率为75％。 (2)重金属污染Cd、Pb污染土壤最佳修复工艺参数为:Ca(H2PO4)2最佳用量是[Cd+Pb]/[Ca(H2PO4)2]=1∶10，土壤水分含量为田间持水量的60％，土壤粒径为2.44 mm，钝化时间为42天，在此最佳条件下，有效态Cd、Pb钝化率分别达51％和99％。 (3) Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3复配能同时修复Cd、Pb、As复合污染土壤， Ca(H2PO4)2和 Fe2(5O4)3的最佳复配比为:[Fe3+]/[PO43-]=2.16∶1。同时，分步加入Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3对有效态Cd、Pb、As的钝化率分别优于二者同时加入。在分步加入Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3的条件下，有效态Cd、Pb、As的钝化率分别为47％、64％和51％。 (4)通过BCR形态分析表明，Ca(H2PO4)2钝化剂的加入明显降低了酸可提取态Cd、Pb的含量，并且Pb主要以可还原态和可氧化态的形式存在。Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3复配与单一钝化剂相比，能够促进可氧化态Cd向可还原态转化和残渣态Cd的转化。磷酸二氢钙促进残渣态As向酸溶解态和可还原态As的转化。与Ca(H2PO4)2单独加入相比，Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3的分步加入可使酸溶解态和可还原态As向残渣态转变。 (5)模拟酸雨淋溶条件下，Ca(H2PO4)2钝化修复的土壤中Cd、Pb的淋溶总量明显降低，As的淋溶量明显提高。与单一的钝化剂相比，Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3复配可降低As的淋溶量，其淋溶总量从10.8mg/L减少到4.4 mg/L。 (6)通过对钝化前后土壤进行XRD分析，结果表明:Ca(H2PO4)2钝化修复后，重金属与土壤中的Cd和铅生成较难溶的络合物。且Ca(H2PO4)2和Fe2(SO4)3分步加入法中Cd、Pb、As生成的化合物溶度积更低，稳定性更好。As可与锰氧化物、碱土金属发生吸附，还能与金属结合生成(Pb3Mn(AsO3)2(AsO2(OH)))三元络合物，增强了其在土壤中的稳定性。
土壤重金属;钝化修复;XRD分析;污染防治
中南大学
硕士
环境工程
杨志辉
2014
中文
X53;X171.4
79
2015-04-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）