碳铁共沉物对Cd、Pb复合污染农田土壤修复试验研究摘要
本文以白银东大沟污灌区农田土壤为研究对象,采集Cd、Pb复合污染农田土壤,通过室内修复试验,研究了碳铁共沉物对土壤中Cd、Pb的钝化效果。论文通过SEM、FTIR、BET、XRD等对材料的表面性质及微观形貌进行了研究;通过改进BCR法分析土壤中Cd、Pb形态的变化,探讨了不同C/Fe比、不同添加量、不同土壤pH及不同土壤湿度对Cd、Pb钝化效果的影响,筛选出对Cd、Pb最佳钝化效果时的控制条件,用于Cd、Pb复合污染农田土壤的实地修复小试试验。本文主要研究结论如下:(1)腐植酸的加入,改变了水铁矿表面性质,使共沉物表面性质更为优越。SEM、BET及XRD分析表明,腐植酸的加入不会改变水铁矿晶型结构,反而会包裹部分水铁矿表面,使共沉物表面变得粗糙;FTIR分析表明碳铁共沉物所含官能团与腐植酸相似。(2)碳铁共沉物对Cd、Pb钝化效果较为显著,可大幅降低Cd、Pb在土壤中的主要赋存形态含量。东大沟土壤中Cd、Pb主要形态分别为弱酸提取态和可还原态。加入碳铁共沉物后,Cd弱酸提取态大幅降低,大部分转化为残渣态。Pb则为弱酸提取态和可还原态含量同时降低,向可氧化态和残渣态转化。(3)碳铁共沉物对土壤中Cd、Pb的钝化效果受C/Fe比、土壤pH、土壤湿度及材料添加量的影响。C/Fe=0.5(摩尔比)共沉物可充分发挥腐植酸与水铁矿的表面性质,对Cd、Pb综合钝化效果最佳。通过石灰升高土壤pH对共沉物钝化Cd、Pb无积极作用。土壤湿度在35%时共沉物对Cd、Pb钝化效果最佳,湿度降低或升高都会对土壤中Cd、Pb形态的转化产生较大影响,降低钝化效果。碳铁共沉物添加量越高,对Cd、Pb钝化效果越好,在7%添加量下对土壤中Pb活性态的稳定容量达到最大,此时对Cd、Pb活性态的稳定化率也较高,且钝化后土壤浸出液中Cd、Pb浓度低于《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)限值。(4)对于Cd、Pb复合污染农田(偏碱性),使用共沉物进行钝化修复的最佳控制条件为:共沉物C/Fe=0.5,添加量为7%,土壤湿度为35%,土壤pH不做调整。(5)通过室内修复试验,以筛选出的最佳修复控制条件,对实地修复小试试验做了以下布置:拟在西北干旱区选择偏碱性土壤,且土壤中Cd、Pb浓度较高的污染农田,隔出5 m×5 m区域进行小试试验,按7%比例投加共沉物,控制土壤湿度为35%,验证共沉物用于实际修复时对Cd、Pb的钝化效果及长期稳定性。
|
@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)
京ICP备 05064591号 京公网安备11010802017129号
建议浏览器: 火狐、谷歌、微软 Edge、不支持 IE