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六价铬在土壤中迁移转化影响因素研究及风险评价

张蕊  
【摘要】:目前,重金属污染与日俱增,严重危害了人们的日常生活和身体健康。铬是众多重金属中存在比较广泛的危害性较强的一种,铬在环境中通常有以正三价和正六价的形态存在,Cr(Ⅲ)毒性小,不易迁移,而铬(VI)毒性大,容易被人体吸收,可通过食物链在生物体内富集,且不能被微生物分解,是一种公认的致癌致突变物质。铬是迁移性污染物,进入环境后,容易导致土壤和地下水的污染,因此,研究铬的迁移转化是很有必要的。 本文通过动态土柱模拟方法进行研究,研究了六价铬迁移转化的影响因素,其中包括土壤的pH,土壤有机质,无机离子以及粘土矿物对六价铬迁移转化的影响。采用静态实验测定不同土壤的分配系数,从而评估六价铬的污染风险,并且对实验后的土壤进行形态分析,评价铬的再释放风险。具体实验内容及结果如下: (1)通过不同因素对六价铬在土壤中迁移转化的影响,得到如下结论:①铬的迁移转化受pH影响较大,当土壤呈中性或碱性时,六价铬的迁移较快,出水浓度比较高,100d内达到2.6mg/L,为进水浓度的52%,强酸或强碱条件下不利于六价铬的迁移。②随着土壤有机质含量的增加,出水六价铬的浓度呈现减小的趋势,当有机质含量达到一定值后,出水六价铬的浓度变化不大;说明有机质的存在能抑制六价铬的迁移。③磷酸二氢根的存在,会抑制土壤对六价铬的吸附作用,加速有机质对六价铬的还原,硫酸根离子的存在会显著减少六价铬的出水含量,并且在短期内出水中未检测到六价铬。而碳酸根土壤中六价铬的迁移量比较多,说明碳酸根的存在有利于六价铬的迁移。④粘土矿物中,膨润土的出水六价铬的浓度比高岭土高,达到0.78mg/L,说明在膨润土中六价铬容易迁移,对地下水危害性比高岭土大。 (2)通过静态实验的方法测定了不同土壤的分配系数,并且对其进行风险评价,研究结果表明:①不同pH的土壤,分配系数的大小关系是酸土>石灰土>碱土>盐土,说明在不同pH土壤中,盐土是最容易迁移的,其次是碱土,石灰土和酸土迁移性比较差。②分配系数随有机质含量的升高而增大,说明随着有机质含量的增加,铬的迁移风险减小。③不同无机离子含量的土壤,分配系数的大小关系为:SO_4~(2-)>CO_3~(2-)>H_2PO_4~-,即在土壤中,铬在H_2PO_4~-土壤中是最容易迁移的,而在SO_4~(2-)中的迁移性较差。④粘土矿物中,高岭土的分配系数较膨润土大,说明六价铬在高岭土中迁移较慢。 (3)通过对实验后土柱中的土壤进行形态分析,得出不同土壤中铬的再释放风险,研究结果表明:①不同pH土壤中,再释放风险的大小顺序为:石灰土>碱土>盐土>酸土,说明随着土壤pH值的升高,铬的再释放风险增大。②随着有机质含量的升高,再释放风险增大。③不同无机离子的土壤中,再释放风险的大小为:SO_4~(2-)>CO_3~(2-)>H_2PO_4~-,说明硫酸根土壤中,铬污染地下水的潜在风险比较高。④膨润土和高岭土中,铬在膨润土中迁移风险比较大,再释放风险也比高岭土大。


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