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重金属和多环芳烃是土壤环境中两类重要污染物,往往同时或先后进入土壤环境形成复合污染,长期以来,国内外对重金属和多环芳烃的单独污染以及不同重金属之间复合污染的修复措施进行了较多的研究,但对二者复合污染研究报道较少。
本论文选取土壤中典型的重金属污染物Pb和有机污染物芘为研究对象,研究了增溶剂—配体—水体系对模拟污染土壤中Pb和芘的洗脱效果以及不同因素对洗脱效果的影响,筛选优化淋洗体系,确定最佳淋洗条件。
本论文的主要研究结果如下:
1、采用电位滴定法研究了重金属Pb、Cu与配体EDTA、EDDS螯合形成配合物的稳定性,结果表明:配合物的稳定性在一定程度上受有机溶剂乳酸乙酯和有机污染物的影响,乳酸乙酯增强了配合物的稳定性,其稳定常数值随乳酸乙酯浓度升高而加大;而有机污染物降低了配合物的稳定性,但影响并不是很大。
2、研究了乳酸乙酯—配体—水体系对土壤中Pb吸附解吸的影响。结果表明:吸附实验中,在强酸性条件下pH对Pb的吸附影响很大,有机配体降低了土壤对Pb2+的吸附率,乳酸乙酯的加入进一步降低了土壤对重金属离子的吸附能力;解吸实验中,洗脱剂与重金属离子的最佳浓度比例为5:1,配体对土壤中Pb的洗脱效率为:EDTA>EDDS>NTA,酸度对EDDS体系中Pb的洗脱影响较大,而在EDTA、NTA体系中pH对Pb的解吸率影响较小,乳酸乙酯的加入增大了Pb的解吸率。因此可推测土壤中重金属的洗脱的最佳条件为:温度为25℃,pH为5,配体与重金属的比例为5:1,当加入大于1500mg/L 的乳酸乙酯可以较大程度增加Pb元素在土壤中的移动性。
3、研究了乳酸乙酯—配体—水体系对土壤中芘洗脱效果的影响。结果表明:乳酸乙酯跟表面活性剂一样,可以增加芘在水中的溶解性,乳酸乙酯浓度跟芘的溶解度呈线性相关。在乳酸乙酯增溶体系中加入配体可以增强对芘的增溶效果,配体浓度在10-15mmol/L 之间增溶效果较好,在pH=5.0时在各种增溶体系中增溶剂对芘的洗脱效果最好;结合乳酸乙酯可以增加配体对重金属Pb的解吸效果的结论,初步确定在配体中加入有机溶剂可以有效地对土壤复合污染进行同时修复。筛选出在土壤中对芘洗脱的最佳条件:体系温度为25℃,平衡时间25h,pH为5.0,可加入的配体的最佳浓度为15mmol/L。
4、研究了土壤中重金属Pb和有机污染物芘复合污染的化学淋洗修复效果。
通过对模拟污染土壤淋洗修复研究表明:不同的增溶剂—配体组合对土壤中的污染物有不同的洗脱效果,在实验条件下乳酸乙酯—EDDS对土壤复合污染修复效果较好:对重金属Pb的洗脱率为94.6%,对有机污染物芘的洗脱率为65.5%,达到了很好的洗脱效果;乳酸乙酯和EDDS都是易生物降解有生态安全性的淋洗剂,因此,乳酸乙酯—EDDS可以作为一种环境友好淋洗剂用于土壤中重金属—有机物复合污染的同时淋洗修复,为采用单技术对土壤复合污染进行同时修复提供了有效的途径。