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Pb(Ⅱ)污染土淋洗修复技术与预测评价模型研究

李江山  
【摘要】:随着我国城市化进程的加快和产业结构调整政策的实施,我国土地重金属污染现象十分严重,由此而带来的环境、健康风险及经济损失不可估量,大量的重金属污染遗留场地亟需修复。本文以Pb~(2+)污染土为研究对象,系统研究了振荡淋洗和柱淋洗作用下污染土中Pb~(2+)的去除机制与影响规律,提出了Pb污染粘土两阶段淋洗修复技术,建立了淋洗作用下污染土中Pb~(2+)吸附-解吸-运移动力学模型,构建了污染场地修复效果评价模糊数学模型。主要工作如下: (1)开展不同淋洗剂对不同负荷Pb~(2+)污染土振荡淋洗效果及影响规律研究,提出Pb~(2+)污染土最优淋洗剂及控制条件。分别采用清水、1MHCl、0.1M酒石酸、0.05MNa2EDTA和0.01M鼠李糖脂及其组合对自制的不同污染负荷(50、150、200mg/kg)Pb污染土进行振荡淋洗,并研究了时间、pH、液固比、浓度、温度及有机质对淋洗特性的影响规律。 (2)开展Pb~(2+)污染土土柱淋洗特性研究,开发一套污染土淋洗修复装置。通过自制淋洗土柱,采用0.05MNa2EDTA作淋洗剂对Pb~(2+)污染土进行柱淋洗,研究了土壤污染时间、孔隙比、淋洗液流速、注液位置及多次淋洗影响机制。 (3)提出污染粘土改性淋洗修复方法,开展淋洗液回收处理方法研究。针对Pb污染粘土淋洗效果差,处理后的土壤可二次利用价值低的特点,采用砂土对其进行改性,淋洗效果可提高近20%,且淋洗后粘土的强度显著提高,当砂土添加量达到30%左右时,改性粘土C、φ值可达最大值。采用有机硫TMT对淋洗废液进行处理,当淋洗液pH等于9,添加量为1倍摩尔比(Pb~(2+)~2/3TMT)Pb~(2+)浓度,反应10min时,淋洗液中Pb~(2+)的去除率可达到85%以上。 (4)建立Pb污染土吸附-解吸-迁移动态过程环境预测模型。开展Pb~(2+)吸附等温线、解吸动力学研究。结合土壤水渗流方程、溶质运移方程及Pb~(2+)解吸动力学方程,建立了Pb~(2+)动态释放传输过程模型,并对模型进行了数值求解,数值模拟了污染土中Pb~(2+)释放传输过程,通过实例验证了模型的有效性。 (5)构建Pb污染场地修复效果评价体系及模型。将模糊数学原理应用于Pb污染场地修复效果的评价中,建立了综合评价指标体系,体现了污染场地修复效果评价的层次性和模糊性,克服了污染场地评价过程中单、少指标评价的片面性,提高了评价结果的精确度和效率。


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