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重金属污染土壤化学萃取技术研究

王显海  
【摘要】: 土壤污染的防治与治理是土壤和环境科学领域中的一个重要方向。随着点源污染逐渐得到控制,污染土壤的修复已经提到议事日程上来。人们开始重视研制、开发土壤污染治理和修复技术,污染土壤修复的概念可一般地理解为通过技术手段促使受污染的土壤恢复其基本功能和重建生产力的过程。 在国内处研究的基本上,本文以湖南省永州铅锌铜矿和衡阳车江铜矿两矿区的尾渣堆存土壤为研究对象,采用三种常见的萃取剂EDTA、HNO3和CaCl_2,在一定的萃取条件下,对两尾渣土壤进行化学修复试验,并采用优化的BCR(European Community Burean of Reference)连续萃取方案对萃取前后的Pb、Zn、Cu和Cd进行金属形态分析,研究不同的萃取剂对重金属Pb、Zn、Cu和Cd的萃取效率及萃取前后的金属形态变化特征。在此试验基础上,采用上述试验得到的最佳萃取剂──EDTA对永州铅锌铜矿的尾渣土壤进行土壤柱试验,进一步研究EDTA萃取效率随土壤柱深度不同的变化规律及萃取前后金属形态的迁移转化特征。 试验结果表明,土壤中重金属存在形态与萃取效果有一定的相关性,稳定态(残渣态、硫化物及有机结合态和铁-锰氧化物结合态)金属含量高,则表现出低的萃取效果,反之,萃取效果则高;EDTA、HNO3和CaCl2三种萃取剂均能有效的降低尾渣土壤中的重金属浓度,三种萃取剂的萃取效率依次为EDTA HNO3 CaCl2;对于Pb、Zn和Cd三种金属,EDTA均表现出较强的萃取能力,萃取效率分别为31%、29.3%和32.8%,EDTA不仅能萃取酸溶解态的金属,还能萃取部分铁-锰氧化物结合态、硫化物及有机结合态和残渣态的金属;对于重金属污染的土壤,HNO3也表现出一定的萃取能力,HNO3主要去除土壤中可交换态金属及被碳酸盐吸附的金属,但运用HNO3萃取土壤,对土壤的理化性质有一定的影响,如土壤酸化;中性盐CaCl2萃取土壤,则对土壤理化性质影响较小,但其萃取效果不突出,CaCl2主要通过阳离子交换去除土壤中的可交换态金属,也能通过Cl-的络合能力去除部分金属。 EDTA对永州铅锌铜矿的尾渣土壤柱试验结果表明,EDTA是一种良好的化学萃取剂,对Pb、Zn、Cu和Cd均表现出较好的萃取效果,依次为Cd Zn Cu Pb。萃取后,Pb、Cu和Cd离子随着土壤柱深度的增加,容易被土壤颗粒吸附,使萃取效果也随之降低,尤其Cu表现明显。Zn的萃取效果则与土壤柱深度不呈现出相关性。金属的4个形态,均能被EDTA萃取。在浅层土壤中,EDTA对酸可提取态金属的萃取V效果尤为显著,但随着土壤柱深度的增加,酸可提取态也最容易被重新吸附;在深层土壤中,


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