化学淋洗后重金属污染土壤农用及淋洗废液处理研究

来源 :太原科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnlh007
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土壤淋洗修复技术可快速将重金属从污染土壤中去除,但淋洗过程对土壤性质和结构的破坏引起人们关注。本论文采用“温和”淋洗剂—EDTA、GLDA和柠檬酸混合试剂(MC)淋洗重金属污染土壤,研究淋洗后土壤中重金属赋存形态、土壤理化性质、土壤生物性质等的变化,以及淋洗后土壤农业利用,以期达到多金属污染农田土壤的修复及安全农用。此外,采用吸附法和微生物法对土壤淋出液的处理进行探讨,为解决土壤淋出液排放问题,以及降低土壤淋洗修复经济成本和环境成本提供科学依据。本论文研究结果如下:(1)批试验结果表明,土壤淋洗可以降低土壤中金属全量,但残留淋洗剂可引起土壤中金属形态转化,导致土壤中有效态金属含量升高,尤其对碱性污染土壤。通过小白菜发芽和生长实验发现,淋洗后土壤理化性质和土壤酶活性的改变、土壤肥力下降影响了小白菜的发芽和生长。与Fe Cl3和EDTA相比,MC对土壤理化性质和土壤酶活性影响较小,对小白菜生长影响最小,因此,MC是一种较为温和的去除多金属污染土壤中重金属的淋洗剂。(2)盆栽试验结果表明,EDTA对碱性污染土壤中Cd、Pb、Cu、Zn的去除率分别为47.26%、62.84%、31.67%和27.66%,混合试剂MC对碱性污染土壤中Cd、Pb、Cu、Zn的去除率分别为41.07%、47.06%、14.74%和26.50%。对酸性土壤而言,EDTA对Cd,Pb,Cu,Zn去除率分别为45.4%,97.2%,35.7%,7.56%,混合试剂MC对Cd,Pb,Cu,Zn去除率分别为89.9%,30.4%,23.6%,2.90%。显然,MC在降低80%EDTA用量时,对土壤Cd、Cu和Zn仍有较高的去除效率。(3)淋洗后土壤种植植物试验结果表明:淋洗处理对白菜地上部和地下部生物量影响不显著。MC淋洗后碱性土壤种植白菜地上部分Cd、Cu和Zn含量与对照处理差异不显著,分别为1.78 mg·kg-1、5.35 mg·kg-1和18.93 mg·kg-1。然而与对照相比,MC淋洗处理小白菜地上部Pb含量提高了37.8%。对酸性土壤而言,MC淋洗处理小白菜地上部Pb和Cu含量分别提高了2.3倍和1.5倍。所有处理小白菜地上部金属含量均高于国家食品卫生标准的限值。种植两季玉米结果表明,淋洗处理对玉米的生物量影响不显著。对碱性土壤而言,与对照处理相比,第一季玉米地上部Cd、Cu和Zn含量降低了52.3%、8.0%和40.8%,对于酸性土壤有相似的结果。淋洗处理第二季玉米地上部金属含量与对照处理相比有所升高,尤其是淋洗后碱性土壤,说明改良剂对淋洗后残留金属形态的影响有一定的时效性。(4)淋洗废液处理结果表明,生物炭和矿物吸附剂虽可以实现对Cu(Ⅱ)的吸附,但是难以实现对Cu-EDTA络合物的吸附。负载活性炭处理土壤淋出液结果表明,DTC负载后明显增加活性炭对Cu的吸附,但是会降低其对Cd、Pb、Zn的吸附,且采用超声、水浴60℃、超声+水浴60℃对活性炭负载DTC后,Cu(Ⅱ)的吸附量明显升高。(5)SRB处理土壤淋出液实验结果表明,当反应时间为3d,SRB与土壤淋出液的菌液比为1:1时,SRB对EDTA淋出液中Cd、Pb、Cu的去除率分别为25.8%、10.9%和98.9%,对MC土壤淋出液中Cd、Pb、Cu的去除率分别为77.5%、44.1%和94.1%。(6)从MC土壤淋出液中分离的微生物也可以去除土壤淋出液中的重金属,并且通过对其进行驯化,可以提高其对金属的去除效率。
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