重金属污染土壤风险评价及化学淋洗研究

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本文对重庆大足县龙水电镀园区场地进行了详细调查,采集了不同样块不同层次的土壤。分析了场地重金属的分布情况,评价了场地重金属污染土壤的环境风险,以及对污染土壤进行化学淋洗修复实验研究。得出主要结论如下:对7个土壤样地0~20cm和20~60cm采样层中四种重金属的含量进行测定,结果表明:所有土壤采样层中,表层土壤的Cu、Zn含量高,而下层土壤的Ni、Cr含量高。四种重金属的平均含量与国家土壤环境质量二级标准相比,Cu平均含量未超出,其他3种重金属Zn、Ni、Cr平均含量均超出1.44、6.24、2.72倍。各重金属的平均含量均高于当地土壤背景值,其中Cr最高,为10.33倍,其余3种重金属Cu、Zn、Ni依次为3.2、4.17、9.57倍。根据7个土壤样地0~20cm和20~60cm采样层中四种重金属含量测定结果,对污染土壤进行生态风险评价和健康风险评价。生态风险评价结果表明:1#和3#样地的综合污染程度和生态风险最为严重,需要治理;整个电镀园区污染程度最严重和生态风险较高的重金属是Cr、Ni。健康风险评价结果表明:7个样地对儿童和成人均存在潜在非致癌健康危害,但是1#、3#和6#最为严重,是重点治理修复对象。四种重金属中,Cr的非致癌风险最强,对总非致癌风险危害商贡献率达到了82.55%~96.42%,其次是Ni,Cu和Zn对人体不存在非致癌风险,在修复治理中应优先去除Cr。同时Cr对成人的致癌效应比儿童强,且也是在1#和3#样地20~60cm层存在致癌风险。对混合淋洗剂各工艺参数研究结果表明:三组混合淋洗剂与单一淋洗剂对比,混合2(0.2mol·L-1草酸+0.2mol·L-1EDTA)对四种重金属的去除率较混合1(0.1mol·L-1草酸+0.2mol·L-1EDTA)、混合3(0.5mol·L-1草酸+0.2mol·L-1EDTA)、单一EDTA和草酸要高;液固比的变化导致重金属去除率先上升后下降,液固比为5:1时对四种重金属的去除效果最好;土壤中重金属离子达到吸附解吸平衡的淋洗时间为4h,其去除率为Cu50.47%、Zn86.67%、Ni61.53%、Cr72.68%;混合淋洗剂在较宽的pH范围内对重金属都能达到良好的去除效果,但综合考虑各种情况本研究选取pH为6较为合适;前两次的淋洗去除了大部分的重金属,其去除率为Cu72.22%、Zn82.25%、Ni64.70%、Cr75.13%,第3次淋洗与前两次淋洗相比,对重金属总的去除率没有明显的贡献。经混合淋洗液处理后,Cu、Zn、Ni和Cr的可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态含量较处理前均有很大程度的提高,说明混合淋洗剂能很好的改变重金属在土壤中的形态分布,使其向生物有效性高的形态转化,从而达到高效修复效果。
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