有机酸与EDTA淋洗处理Cr(Ⅵ)污染土壤研究

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunhaifeng112
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铬及其化合物作为重要的化工原料被广泛应用与各个行业当中,但在其生产过程中会产生大量的含铬废渣,这些废渣的不规范化处置是目前铬污染土壤的主要来源之一,而六价铬是其中毒性最强危害性最大的物质,如果不加以修复,土壤中的六价铬会通过食物链层层富集危害到人类的身体健康。本研究主要是对有机酸及EDTA在不同条件下淋洗处理六价铬污染土壤的效果进行条件的筛选及优化,再将有机酸及EDTA进行复合实验,找出最佳的淋洗组合方式并对淋洗后的土壤进行效果评估,以及对淋洗剂去除土壤中六价铬的机理进行探究。研究结论如下:(1)从淋洗剂的筛选及其条件优化实验中得出,草酸和柠檬酸的去除效果较好,其中草酸的最佳淋洗条件为浓度1.2 mol/L,固液比为1:8,p H为4,淋洗时间为6h,此条件下的去除率达到76.38%;柠檬酸的最佳淋洗条件为浓度0.3 mol/L,固液比为1:10,p H为4,淋洗时间为6h,此条件下的去除率为73.52%;淋洗液的p H值对土壤中铬的形态分布有较大影响,当淋洗液的p H值较低时,会促进土壤中铬的可交换态含量的增加,因此在淋洗时要选择合适的淋洗液p H值;对草酸和柠檬酸在不同p H条件下淋洗后的土壤进行铬的迁移性和稳定性分析得出,当淋洗剂的p H为4时,相对于柠檬酸淋洗后的土壤,草酸淋洗后的土壤中铬的迁移性降低、稳定性增加。(2)在有机酸与EDTA的复合淋洗实验中,筛选出了最佳的淋洗组合,淋洗方法为先用EDTA在最佳条件下(浓度为0.16 mol/L,固液比为1:10,p H为4)淋洗3h然后再用草酸在最佳条件下淋洗3h,淋洗去除率能达到86.02%,相比于单一的草酸淋洗,其去除率提升了9.64%;对最佳复合淋洗组合(EDTA 3h+草酸3h)处理后的土壤采用《醋酸缓冲溶液法》(HJ/T 300)测得的六价铬的浸出浓度为0.16 mg/L,满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)中的入场要求,即六价铬浸出浓度<1.5 mg/L;淋洗后的土壤生物有效性相比于原土都有明显的下降,最佳复合淋洗组合(EDTA 3h+草酸3h)处理后的土壤生物有效性下降最为明显,由原始土壤的24.33%下降为10.73%;不管是单一药剂淋洗还是复合药剂淋洗,淋洗后土壤中有机质的含量相比于原土(0.81%)都有较大幅度的提升。(3)在有机酸及EDTA去除土壤中六价铬的机理研究实验中,采用Elovich方程和准二级动力学方程对柠檬酸、苹果酸、草酸、酒石酸、EDTA这几种淋洗剂的解吸动力学进行拟合,从拟合的结果来看,准二级动力学方程模型更加符合上述淋洗剂的解吸过程;XRD图谱分析表明,复合淋洗(EDTA 3h+草酸3h)处理后的土壤稳定性增强与Al4[Si O10](OH)8有关;FTIR分析表明,土壤的Si-O-Si、C=O、-OH吸收峰在淋洗后都出现了不同程度的伸缩振动,说明这些官能团与六价铬发生了络合反应;最佳复合淋洗组合处理后的形态分析表明,EDTA与草酸的复合淋洗能促进土壤中铬的可交换态与铁锰氧化物结合态向残渣态的转换;SEM和EDS的分析结果表明,最佳复合淋洗组合对土壤颗粒的侵蚀作用较小;淋洗后土壤表面的Cr、Ca、Mn、Fe元素的重量百分比下降明显,分别从2.92%、16.50%、1.69%、27.19%下降到1.49%、5.93%、1.36%、25.06%,而Al元素的重量百分比从51.71%上升到66.16%,说明复合淋洗对土壤重金属有明显的洗脱效果且淋洗后的土壤中铬的稳定性有所增强。
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