农用制革污泥中铬的迁移与生态安全性研究

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制革污泥的最佳处置方式是资源化利用。因制革污泥中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素,所以农业利用是其主要处理途径之一。但制革污泥中高含量的重金属铬是制约污泥农用的影响因素之一。   本论文以农用制革污泥中重金属铬作为主要研究对象,选择曾长期施用含铬制革污泥的陕西省西安市长安区岳村土地作为研究环境,通过跟踪监测该土地不同深度土壤及地上农作物和地下水中的铬含量及其形态,并将测试结果与前人的研究结果做对比。同时以实验室静态和动态结合的吸附试验,研究重金属铬在该地土-水系统中的迁移规律,以实验室土柱淋滤试验研究该地土壤对铬的环境静容量。进而为制革污泥农用的生态安全性提供理论依据。   (1)监测岳村土壤、水、植物样中的铬,将检测结果与1998年的测试结果相比较。分别监测未施用含铬污泥的样地中土壤、农作物,其中土壤的铬含量为64.01mg/kg较之前的铬含量略有下降。监测0-20cm、20-40cm、40-60cm土层厚度铬含量为57.25mg/kg、65.75mg/kg、69.03mg/kg较之前铬含量都有所下降,但各层下降力度不同,尤为最上层下降明显;小麦中铬含量为0.26mg/kg,较之前铬含量下降;邻村井水中铬的含量是0.032mg/L。施加含铬污泥的样地中监测的数据为土壤含铬量为104.83mg/kg,对应土层含铬量为92.49mg/kg、100.37mg/kg、121.64mg/kg,小麦中铬含量为10.03mg/kg,岳村井水铬含量为0.063mg/L。   (2)陕西省西安市长安区樊川乡岳村土壤对铬的静态吸附。研究结果表明,该地土壤对Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)的吸附量是随着平衡液浓度增大而增加。在低浓度时,Cr(Ⅵ)随浓度增加,吸附量增加较快,与平衡液中Cr(Ⅵ)浓度增加几乎成正比;在较高浓度时,随平衡液中Cr(Ⅵ)浓度增加,吸附量的增加逐渐变缓。该地土壤对于Cr(Ⅲ)的吸附,基本与平衡液中Cr(Ⅲ)浓度成正比关系。吸附方式既有化学吸附也有物理吸附。   (3)在静态吸附试验的基础上,又进行了模拟土柱淋滤试验。研究结果表明,该地土壤对铬的吸附是逐步均匀增加地,当淋滤液均匀缓慢进入土柱时,土柱上层土样首先对铬进行吸附,随着加入淋滤液时间增加,上层中的累积铬浓度也越来越大,当超过上层土壤的承受力后,淋滤液中的铬逐渐向下迁移。土层的厚度以及淋滤液浓度以及淋滤速度都对铬向下的迁移速度有影响。土层厚度越大,铬向下迁移越慢,淋滤液浓度越大淋滤速度越快,铬向下迁移越快。   (4)通过对土壤污染动力学模型的研究,根据土柱淋溶试验提供数据确定岳村土壤铬的最大环境容量为88.33mg/kg,说明70年代施用的含铬污泥对岳村土壤造成潜在的安全隐患。
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