镉污染土壤的化学洗涤与修复研究

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从改革开放到建国70周年,随着我国城市化进程的加快和现代工农业的快速发展,土壤重金属污染问题日益加剧,严重阻碍了和谐美丽的社会主义现代化强国建设。本文以异位化学洗涤为主要技术手段来修复镉污染土壤,分别选用了低成本的Mg Cl2和Ca Cl2溶液作为洗涤剂,研究了溶液浓度、洗涤时间、土液比、洗涤温度、洗涤液p H、洗涤温度、土壤中镉的浓度以及洗涤次数等因素对土壤镉去除率的影响;对Mg Cl2洗涤后溶液中的镉离子用氨水进行沉淀处理;对Ca Cl2洗涤后溶液中的镉离子用纳米Mg O进行吸附处理,研究了处理后Ca Cl2溶液的循环再利用性能;并探索了利用弱电场辅助Ca Cl2溶液洗涤镉污染土壤的新方法。本文的主要研究结果如下:(1)在室温(~20℃)下,Mg Cl2溶液浓度为1 mol/L,土液比为1:20,洗涤时间为60 min时,对100 mg/kg镉污染土壤的洗脱率达到69.54%。土壤中镉的洗脱率随温度升高而升高,60℃时镉的洗脱率达到80.94%;低的溶液p H值更有利于土壤中镉的洗脱;洗脱液经氨水沉淀后,可以有效去除溶液中的Cd2+。对不同浓度的镉污染土壤(10~400 mg/kg)的洗脱率均达到60%以上。(2)在Ca Cl2溶液浓度为0.1 mol/L,土液比为1:20,洗涤时间为60 min,洗涤3次,土壤中镉总的洗脱率达到58.90%,且第一次洗脱效率较佳(达40.60%)。洗脱液经纳米Mg O处理后,镉离子以Cd4Cl3(OH)5的形式与Mg(OH)2共沉淀析出;调整处理后的Ca Cl2溶液浓度并用以洗涤新的镉污染土壤,三次循环的洗脱率均在40%左右,表明Ca Cl2溶液可以循环再利用,大大降低了洗涤成本。(3)在电压为0.5-3.5 V的弱电场作用下,用浓度为0.1 mol/L Ca Cl2溶液修复100 mg/kg镉污染土壤,30 min内可使镉的总去除率达到65-93%。与单一Ca Cl2溶液洗涤修复相比,镉的去除率提高了约25-53%,表明弱电场辅助Ca Cl2溶液洗涤技术是一种非常有效地修复重金属污染土壤的方法。
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