硫酸亚铁与沼渣共处置含铬土壤的协同效应研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zx20060522
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本文利用硫酸亚铁与沼渣共处置模拟土壤中的Cr(Ⅵ),通过共处置效果对比实验对其协同性进行验证,并通过单因素实验对药剂投加量及反应条件进行简要优化;之后利用离子影响实验、模拟土壤联合药剂效果对比实验、X射线光电子能谱(XPS)分析实验以及微生物群落分析揭示硫酸亚铁和沼渣共处置土壤中Cr(Ⅵ)的协同机制;最后利用土壤模拟柱实验对混合药剂在土壤中效力扩散情况进行分析,对本方案的原位应用进行初步探索。主要结果如下:(1)硫酸亚铁和沼渣共处置模拟土壤中的Cr(Ⅵ),还原效率高于单一硫酸亚铁法,还原速度快于单一沼渣还原法,初步证明二者具有协同效应。初始浓度为3000 mg/kg的铬污染模拟土壤,投加3%的硫酸亚铁、5%的沼渣以及2%的葡萄糖后,调整含水率在50%左右,置于30℃恒温厌氧环境中,在10 d内全部Cr(Ⅵ)被转化为Cr(Ⅲ)。(2)单独SO42-和Fe(Ⅲ)对沼渣还原Cr(Ⅵ)皆有促进作用,适量硫酸亚铁投加后Fe(Ⅱ)全部转化为Fe(Ⅲ),SO42-和Fe(Ⅲ)在介质中共存,其促进效果更明显,并且混合药剂还能自动调节土壤的p H值。XPS分析结果表明,经过硫酸亚铁和沼渣协同处置后的含铬土壤会出现Fe(Ⅱ)、亚硫酸盐和硫化物。微生物群落分析结果表明协同处置组别细菌群落丰度与多样性高于沼渣单独处置,协同处置后不仅铬还原菌的相对丰度有所增加,铁还原菌和硫还原菌的丰度也明显提升。(3)低浓度Cr(VI)环境中,沼渣混匀样品的Cr(VI)还原速度更快,在短时间内将全部Cr(VI)转化为Cr(Ⅲ);高浓度Cr(VI)环境中,沼渣混匀样品初期还原速度更快,但之后趋于平缓,团聚体样品一直以较缓慢速度持续还原Cr(VI),还原效率高于混匀样品。硫酸亚铁与沼渣混合药剂对土壤中Cr(VI)的还原效力不局限于药剂投放点周围,可以向土壤更深层扩散,还原效果与扩散距离成反比。利用硫酸亚铁和沼渣协同处置土壤中的Cr(VI),减少了化学药剂的使用量,合理处置了有机废物沼渣,克服了沼渣单一处理周期长的缺点,实现了Cr(VI)的彻底还原,并有望实现低成本原位修复。本方法为Cr(VI)污染场地的低碳修复提供了理论支撑及技术支持。
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