收藏本站
《广西大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

有机—无机复合稳定剂对土壤重金属稳定化处理的研究

曾东梅  
【摘要】:本实验利用化学钝化/稳定法修复重金属复合污染土壤,并对其效果进行研究。首先通过实验筛选出电石渣、过磷酸钙、蘑菇废料(菌渣)三种效果较优的稳定材料,并将其复配成有机-无机复合稳定剂。然后利用响应面实验设计方法获得最优配比,并对影响复合稳定剂稳定土壤重金属效果的单因素(总投加量、添加方式、时间)进行研究,得到最优的稳定剂稳定条件。在此基础上,利用BCR形态分析提取法分析稳定前后重金属赋存形态的变化,探讨复合稳定剂钝化稳定土壤重金属的机理。为评估复合稳定剂在恶劣环境下的稳定性,对稳定后的土壤进行了模拟酸雨淋溶实验。最终将所得有机-无机复合稳定剂对铅锌冶炼废渣、灰渣进行稳定化研究,为其在重金属污染修复方面的应用提供理论依据和技术支撑。实验结果表明:(1)电石渣、菌渣、过磷酸钙均能有效的稳定土壤中的重金属,稳定效果与投加量成正相关,且不同稳定剂对不同重金属元素具有一定的选择性。电石渣投加量为3%时对Zn、Cu、Pb、Cd稳定效率均较高,分别为91.14%、99.82%、99.98%、70.45%;菌渣投加量为5%时对Cu、Pb稳定效率较高,分别为56.73%、88.97%;过磷酸钙投加量为2%时,只对Pb有较高的稳定效率,维持在96.05%以上(2)利用响应面分析法确定3种材料间的交互作用:在多种复配组合中,电石渣用量与Cu、Zn、Pb、Cd稳定效率成正比;过磷酸钙用量与Cu、Zn、Cd稳定效率成反比、与Pb稳定效率成正比趋势但不明显;菌渣用量与Cd稳定效率成正比,对Cu、Zn、Pb有略微的正比趋势但不明显。总体看来,三种稳定剂同时作用时,电石渣量越大对Cu、Zn、Pb、Cd的稳定越有利,而过磷酸钙则起相反作用。(3)利用响应面分析法得到有机-无机稳定剂的材料最优配比:电石渣用量为4%,过磷酸钙用量为1%,菌渣用量为6.28%。验证试验表明铅、锌、铜、镉的稳定效率分别为99.86%、91.73%、99.74%、89.64%,与回归模型预测结果非常接近(相对误差保持在0.05%-1.42%),说明该响应面模型能较好的预测和分析有机-无机稳定剂联合修复重金属污染土壤的情况。(4)对影响土壤重金属稳定效率的因素进行研究,得到复合稳定剂的最优稳定条件:总投加量11.3%,电石渣、过磷酸钙、菌渣配比=4:1:6.3,添加方式为分步添加,稳定剂添加间隔时间为7天。在此条件下稳定120d后,Zn、Cu、Pb、Cd稳定效率分别为99.75%、99.90%、99.93%、99.03%。与此同时,完全混合处理污染土壤7d时,也能取得较好的稳定效果,Zn、Cu、Pb、Cd浸出浓度值也均低于国家《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)阈值。也即意味着,该有机-无机复合稳定剂对重金属污染土壤有着较好的稳定能力。(5)有机-无机复合稳定剂能将三种材料的钝化稳定机制共同融合,120天稳定后,Zn、Cu、Pb、Cd固定容量Cap值分别为28.90mg/g、17.66 mg/g、16.37 mg/g、 0.12 mg/g。TCLP浸提法和硫酸-硝酸法两种评价方法均表明有机-无机复合稳定剂能有效降低重金属的浸出浓度,稳定后土壤pH由3.97提升至7.23,有机质由8.34g/kg提升至35.03 g/kg,污染土壤的酸化程度得以缓解,土壤肥力有所提高。重金属污染土壤由危废转变为了第Ⅰ类一般工业固体废弃物,其环境风险大大降低。(6)形态分级实验表明:有机-无机复合稳定剂修复120天后,土壤中的重金属形态由最活泼的酸可提取态极大程度的转化为了稍稳定的可还原态、可氧化态以及最稳定的残渣态,Cu、Zn、Pb、Cd酸可提取态分别下降了37.03%、9.36%、72.68%、12.94%。(7)有机-无机复合稳定剂对重金属的稳定机理,很可能是沉淀作用、吸附作用、有机络合/螯合作用的共同结合体,三种稳定剂的配合使用,既能将不同机制的特点结合发挥,又解决了单种稳定剂量大效果不稳定的缺陷,在一定程度上减轻了环境风险。(8)稳定化处理后的土壤对模拟酸雨的侵蚀和活化具有很强的抵御能力,且稳定后重金属以较稳定形态存在,在土壤中迁移能力相对减弱。淋溶1h时,淋出液中Cu、Zn、Pb、Cd浓度就已分别达到0.0728 mg/L、0.3869 mg/L、0.0302 mg/L、0.0062mg/L,低于国家《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3 -2007)浓度要求。随着淋溶时间的推移,Cu、Zn、Pb、Cd浓度仍在下降,淋溶36h时仍远远低于国家标准。此时Cu、Zn、Pb、Cd全量变化幅度分别为3.27%、4.18%、1.77%、-6.99%,Cu、Zn、Pb的可氧化态均减少,其余三态增加;Cd的可氧化态增加,酸可提取态及可还原态减少,残渣态变化不大。(9)铅锌冶炼废渣/灰渣稳定化实验研究表明:有机-无机复合稳定剂能有效降低铅锌冶炼废渣和烟囱灰渣的浸出毒性,Zn、Cu、Pb、Cd的浸出浓度值均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)浓度要求阈值,稳定效率维持在69.99%以上。但在处理高浓度的冶炼废渣时,单一提高电石渣用量比例不利于Pb形态朝稳定态转化,可以在配比不变时增大稳定剂总用量,联合发挥各稳定剂的优势,或是再选取合适的其它稳定剂和配比。
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X53

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 徐明岗;张茜;孙楠;申华平;张文菊;;不同养分对磷酸盐固定的污染土壤中铜锌生物有效性的影响[J];环境科学;2009年07期
2 王碧玲,谢正苗,孙叶芳,李静,田兆君,陈英旭;磷肥对铅锌矿污染土壤中铅毒的修复作用[J];环境科学学报;2005年09期
3 吴双桃,吴晓芙,胡曰利,陈少瑾,胡劲召,陈宜菲,谢凝子;铅锌冶炼厂土壤污染及重金属富集植物的研究[J];生态环境;2004年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何茂;磷酸盐固定重金属污染土壤中Pb和Cd的研究[D];西安建筑科技大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁园;宗良纲;何欢;钟桂芳;刘艳;;蔬菜中重金属含量及其评价[J];安徽农业科学;2007年33期
2 向发云;王检;钟柱;王杏;;土法炼锌的环境危害及废弃矿区环境评价[J];贵州农业科学;2009年11期
3 陈春霞;卢瑛;尹伟;邓香连;连槿;;骨粉和沸石对污染土壤中铅和镉生物有效性的影响[J];广东农业科学;2011年14期
4 邢丹;刘鸿雁;;铅锌矿区重金属的迁移特征及生态恢复研究现状[J];环保科技;2009年02期
5 丁淑芳;谢正苗;吴卫红;周溶冰;陈建军;;含磷物质原位化学钝化重金属污染土壤的研究进展[J];安徽农业科学;2012年35期
6 魏晓飞;方凤满;林跃胜;;矿区重金属污染土壤修复技术的研究现状和展望[J];广东微量元素科学;2012年07期
7 段鸿莺;苗建民;李媛;康葆强;李合;;我国古代建筑绿色琉璃构件病害的分析研究[J];故宫博物院院刊;2013年02期
8 何冰;陈莉;邓金群;顾明华;欧慧杰;李磊;张超兰;;氮肥类型对东南景天生长及重金属积累的影响[J];南方农业学报;2013年05期
9 钱昊钟;钱培东;苏艳;刘端阳;费海红;韩亦勇;;无锡市酸雨变化特征及气象条件影响研究[J];长江流域资源与环境;2014年01期
10 冯涌;胡晓峰;卢龙;周文斌;张燕;;铀、钍在尾矿-定居植物体系中的迁移[J];地球与环境;2014年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 谢正苗;王碧玲;;氯和磷联合修复矿渣污染土壤的机理[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李树辉;北方设施菜地重金属的累积特征及防控对策研究[D];中国农业科学院;2011年
2 吴雁华;京南地区土壤重金属污染特征与杨树修复效应[D];中国地质大学(北京);2005年
3 赵沁娜;城市土地置换过程中土壤污染风险评价与风险管理研究[D];华东师范大学;2006年
4 唐将;三峡库区镉等重金属元素迁移富集及转化规律[D];成都理工大学;2005年
5 潘文杰;基于人工神经网络技术的烤烟重金属积累特征研究[D];西南大学;2006年
6 黄健敏;填海区淤泥重金属释放迁移规律及其环境效应研究[D];成都理工大学;2007年
7 胡文;土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究[D];北京林业大学;2008年
8 梁骏;南京酸雨对土壤和作物产量品质形成的影响研究[D];南京信息工程大学;2008年
9 廖香俊;海南石碌铁矿矿区环境地球化学及环境治理研究[D];中国地质大学;2008年
10 韩玉林;鸢尾属(Iris L.)植物铅积累、耐性及污染土壤修复潜力研究[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 舒丽娜;锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响[D];华中农业大学;2010年
2 蔡志坚;γ-聚谷氨酸活化磷矿粉对Pb污染土壤铅形态及小白菜生长的影响[D];华中农业大学;2010年
3 冉永亮;华北平原某铅冶炼厂附近农田土壤重金属研究[D];河南工业大学;2010年
4 梁爽;华北平原特定地区土壤和植物重金属状况研究[D];河南工业大学;2010年
5 李雪莲;东南景天镉超积累生态型根系分泌物的研究[D];浙江大学;2011年
6 翁添富;重金属复合污染农田土壤植物修复的研究[D];昆明理工大学;2010年
7 马玉娥;栾树对锰矿区污染土壤抗逆特征研究[D];中南林业科技大学;2007年
8 张玲;锌污染土壤的超积累植物研究[D];陕西师范大学;2011年
9 赵红芳;构树的品质评价及重金属胁迫下的种内变异研究[D];福建中医药大学;2011年
10 周航;不同玉米品种对铅锌矿区土壤重金属污染修复能力研究[D];四川农业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴瑞娟;金卫根;邱峰芳;;土壤重金属污染的生物修复[J];安徽农业科学;2008年07期
2 朱建林,罗志伟,郭世云,周应旺;常德市酸雨分布的时间标度性[J];常德师范学院学报(自然科学版);2003年01期
3 徐铁峰;;土壤中重金属形态分析研究进展[J];赤峰学院学报(自然科学版);2009年05期
4 黄金国;佛山市区大气降水pH值的时空分布及酸雨成因[J];城市环境与城市生态;2003年06期
5 杜光智,黄晓华,黄霞,宋国强;湖北省酸雨的时空分布规律及成因分析[J];长江流域资源与环境;2003年04期
6 杨东贞,于晓岚,李兴生,王超;临安大气污染本底站气溶胶特征分析[J];大气科学;1995年02期
7 王自发,黄美元,何东阳,徐华英,周玲;关于我国和东亚酸性物质的输送研究──I.三维欧拉污染物输送实用模式[J];大气科学;1997年03期
8 李飞宇;;土壤重金属污染的生物修复技术[J];环境科学与技术;2011年S2期
9 樊后保;世界酸雨研究概况[J];福建林学院学报;2002年04期
10 黄海洪,董蕙青,陈竤;大明山保护区的酸雨特征分析及气象影响机理[J];福建林学院学报;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨建军;污染土壤重金属分子形态及其根际转化机制研究[D];浙江大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪晶晶;;水稻重金属富集规律研究[J];农业灾害研究;2012年06期
2 李双文;;重金属进入人体的渠道[J];百科知识;2011年01期
3 袁旭音,陶于祥,王润华,姜月华,王爱华;湖州市不同土壤重金属的污染现状[J];上海地质;2002年03期
4 胡省英,冉伟彦,范宏瑞;土壤—作物系统中重金属元素的地球化学行为[J];地质与勘探;2003年05期
5 陈芳,董元华,安琼,钦绳武;长期肥料定位试验条件下土壤中重金属的含量变化[J];土壤;2005年03期
6 谢宝贵,刘洁玉;重金属在三种食用菌中的累积及对其生长的影响[J];中国食用菌;2005年02期
7 薛艳,沈振国,周东美;蔬菜对土壤重金属吸收的差异与机理[J];土壤;2005年01期
8 张炜鹏;陈金林;黄全能;王擎运;赵好;薛丹;;南方主要绿化树种对重金属的积累特性[J];南京林业大学学报(自然科学版);2007年05期
9 孙嘉龙;肖唐付;周连碧;何立斌;宁增平;李航;彭景权;;微生物与重金属的相互作用机理研究进展[J];地球与环境;2007年04期
10 刘晓辉;吕宪国;刘惠清;;沟谷地不同植被下土壤重金属纵向分异研究[J];环境科学;2007年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何文珊;陆健健;;迁徙滨鹬对重金属的富集及其环境检测意义[A];中国动物科学研究——中国动物学会第十四届会员代表大会及中国动物学会65周年年会论文集[C];1999年
2 褚武英;俞膺浩;袁维佳;;淡水动物体内重金属的生态化学特征[A];动物学专辑——上海市动物学会2002年年会论文集[C];2002年
3 张文英;;福州市蔬菜地重金属污染状况调查[A];食品安全的理论与实践——福建省科协第四届学术年会“食品安全与农民增收”分会场暨福建省农学会第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 李绪平;吴堑虹;戴塔根;;地貌及风向对长沙-株洲-湘潭地区土壤重金属富集的影响[A];中国矿物岩石地球化学学会第11届学术年会论文集[C];2007年
5 高洁;刘文英;陈卫军;;电镀污染区植物对复合重金属的富集、转移和修复潜力[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
6 罗永婷;钱忠英;盛春;李新国;;上海地区几种淡水动物体内重金属的富集[A];2008年上海市动物学会学术会议论文集(二)[C];2008年
7 李薇;肖翔林;吴文如;;药用动、植物重金属富集作用的利与弊[A];2007年中华中医药学会第八届中药鉴定学术研讨会、2007年中国中西医结合学会中药专业委员会全国中药学术研讨会论文集[C];2007年
8 杨刚;伍钧;;甘洛废弃铅锌矿区几种草本植物的重金属耐性研究[A];四川省第十次环境监测学术交流会论文集[C];2005年
9 王爱霞;张敏;方炎明;;重金属在南京城市树木中的富积及大气污染评价[A];中国植物学会植物结构与生殖生物学专业委员会、江苏省植物学会2007年学术年会学术报告及研究论文集[C];2007年
10 张乃明;李阳红;;污水灌区土壤-作物系统对三种重金属吸收富集特征研究[A];首届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 张芳;成都经济区生态研究获多项重要成果[N];中国矿业报;2007年
2 范玲 刘应平;长江水质受流域内特殊地质体影响明显[N];地质勘查导报;2007年
3 本报记者 康传义 陈艳 实习生 赵佳 陈欢;我们的土地被污染了吗?[N];陕西日报;2011年
4 本报记者 童光来;蜈蚣草拯救“中毒”土壤[N];北京科技报;2004年
5 本报记者 郑荣 罗会江 本报特约记者 金光;农业地质开路 品牌农业强省[N];地质勘查导报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 康薇;微生物—蓖麻联合修复铜污染土壤的机理与应用研究[D];中国地质大学;2014年
2 张海燕;大蒜重金属抗性基因的克隆及其功能分析[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
3 李其林;重庆市土壤—作物系统重金属特征研究[D];西南大学;2008年
4 薛红喜;黄河包头段沉积物重金属吸附机制及污染生态学研究[D];内蒙古大学;2007年
5 陆引罡;铅镍富集植物的筛选及其根际微生态特征[D];西南大学;2006年
6 何峰;重庆市农田土壤—粮食作物重金属关联特征与污染评价[D];西南农业大学;2004年
7 江春玉;植物促生细菌提高植物对铅、镉的耐受性及富集效应研究[D];南京农业大学;2008年
8 葛才林;水稻(Oryza sativa L.)和小麦(Triticum aestivum L.)的重金属毒害与耐性的分子机理研究[D];浙江大学;2002年
9 肖昕;重金属复合污染对小麦的毒理效应及其微观机制[D];中国矿业大学;2009年
10 徐卫红;锌胁迫下不同植物及品种根际效应及锌积累机理研究[D];武汉大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋昱璇;滇池疏浚底泥中重金属在四种蔬菜中的累积效应及其风险评价[D];昆明理工大学;2015年
2 高丽洁;海带内非蛋白巯基化合物的检测分析及重金属诱导转化研究[D];中国地质大学(北京);2015年
3 侯运楠;重金属抗性菌的生物吸附特性及抗性基因CzcA的克隆表达[D];西北农林科技大学;2015年
4 安红梅;三峡库区耐淹植物内生真菌重金属抗性研究[D];西南大学;2015年
5 马新旺;不同种植密度对春小麦积累土壤重金属的影响研究及人体健康风险评价[D];兰州大学;2015年
6 朱赛勇;玉米和豆科植物单播及混播对弱碱性土壤中重金属的植物提取效果研究[D];兰州大学;2015年
7 李少丛;河南省砂姜黑土基本性质时空变化分析及重金属风险评价[D];郑州大学;2015年
8 叶美玲;南极酵母AN5重金属Cu~(2+)胁迫的转录组学研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
9 吕世峰;松花江哈尔滨段沉积物污染评估及重金属富集规律研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
10 曾东梅;有机—无机复合稳定剂对土壤重金属稳定化处理的研究[D];广西大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026