【摘要】：本實驗利用化學鈍化／穩(wěn)定法修復重金屬復合污染土壤,并對其效果進行研究。首先通過實驗篩選出電石渣、過磷酸鈣、蘑菇廢料(菌渣)三種效果較優(yōu)的穩(wěn)定材料,并將其復配成有機-無機復合穩(wěn)定劑。然后利用響應面實驗設計方法獲得最優(yōu)配比,并對影響復合穩(wěn)定劑穩(wěn)定土壤重金屬效果的單因素(總投加量、添加方式、時間)進行研究,得到最優(yōu)的穩(wěn)定劑穩(wěn)定條件。在此基礎上,利用BCR形態(tài)分析提取法分析穩(wěn)定前后重金屬賦存形態(tài)的變化,探討復合穩(wěn)定劑鈍化穩(wěn)定土壤重金屬的機理。為評估復合穩(wěn)定劑在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性,對穩(wěn)定后的土壤進行了模擬酸雨淋溶實驗。最終將所得有機-無機復合穩(wěn)定劑對鉛鋅冶煉廢渣、灰渣進行穩(wěn)定化研究,為其在重金屬污染修復方面的應用提供理論依據和技術支撐。實驗結果表明：(1)電石渣、菌渣、過磷酸鈣均能有效的穩(wěn)定土壤中的重金屬,穩(wěn)定效果與投加量成正相關,且不同穩(wěn)定劑對不同重金屬元素具有一定的選擇性。電石渣投加量為3%時對Zn、Cu、Pb、Cd穩(wěn)定效率均較高,分別為91.14%、99.82%、99.98%、70.45%；菌渣投加量為5%時對Cu、Pb穩(wěn)定效率較高,分別為56.73%、88.97%；過磷酸鈣投加量為2%時,只對Pb有較高的穩(wěn)定效率,維持在96.05%以上(2)利用響應面分析法確定3種材料間的交互作用：在多種復配組合中,電石渣用量與Cu、Zn、Pb、Cd穩(wěn)定效率成正比；過磷酸鈣用量與Cu、Zn、Cd穩(wěn)定效率成反比、與Pb穩(wěn)定效率成正比趨勢但不明顯；菌渣用量與Cd穩(wěn)定效率成正比,對Cu、Zn、Pb有略微的正比趨勢但不明顯�？傮w看來,三種穩(wěn)定劑同時作用時,電石渣量越大對Cu、Zn、Pb、Cd的穩(wěn)定越有利,而過磷酸鈣則起相反作用。(3)利用響應面分析法得到有機-無機穩(wěn)定劑的材料最優(yōu)配比：電石渣用量為4%,過磷酸鈣用量為1%,菌渣用量為6.28%。驗證試驗表明鉛、鋅、銅、鎘的穩(wěn)定效率分別為99.86%、91.73%、99.74%、89.64%,與回歸模型預測結果非常接近(相對誤差保持在0.05%-1.42%),說明該響應面模型能較好的預測和分析有機-無機穩(wěn)定劑聯(lián)合修復重金屬污染土壤的情況。(4)對影響土壤重金屬穩(wěn)定效率的因素進行研究,得到復合穩(wěn)定劑的最優(yōu)穩(wěn)定條件：總投加量11.3%,電石渣、過磷酸鈣、菌渣配比=4：1：6.3,添加方式為分步添加,穩(wěn)定劑添加間隔時間為7天。在此條件下穩(wěn)定120d后,Zn、Cu、Pb、Cd穩(wěn)定效率分別為99.75%、99.90%、99.93%、99.03%。與此同時,完全混合處理污染土壤7d時,也能取得較好的穩(wěn)定效果,Zn、Cu、Pb、Cd浸出濃度值也均低于國家《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)閾值。也即意味著,該有機-無機復合穩(wěn)定劑對重金屬污染土壤有著較好的穩(wěn)定能力。(5)有機-無機復合穩(wěn)定劑能將三種材料的鈍化穩(wěn)定機制共同融合,120天穩(wěn)定后,Zn、Cu、Pb、Cd固定容量Cap值分別為28.90mg/g、17.66 mg/g、16.37 mg/g、 0.12 mg/g。TCLP浸提法和硫酸-硝酸法兩種評價方法均表明有機-無機復合穩(wěn)定劑能有效降低重金屬的浸出濃度,穩(wěn)定后土壤pH由3.97提升至7.23,有機質由8.34g/kg提升至35.03 g/kg,污染土壤的酸化程度得以緩解,土壤肥力有所提高。重金屬污染土壤由危廢轉變?yōu)榱说冖耦愐话愎I(yè)固體廢棄物,其環(huán)境風險大大降低。(6)形態(tài)分級實驗表明：有機-無機復合穩(wěn)定劑修復120天后,土壤中的重金屬形態(tài)由最活潑的酸可提取態(tài)極大程度的轉化為了稍穩(wěn)定的可還原態(tài)、可氧化態(tài)以及最穩(wěn)定的殘渣態(tài),Cu、Zn、Pb、Cd酸可提取態(tài)分別下降了37.03%、9.36%、72.68%、12.94%。(7)有機-無機復合穩(wěn)定劑對重金屬的穩(wěn)定機理,很可能是沉淀作用、吸附作用、有機絡合/螯合作用的共同結合體,三種穩(wěn)定劑的配合使用,既能將不同機制的特點結合發(fā)揮,又解決了單種穩(wěn)定劑量大效果不穩(wěn)定的缺陷,在一定程度上減輕了環(huán)境風險。(8)穩(wěn)定化處理后的土壤對模擬酸雨的侵蝕和活化具有很強的抵御能力,且穩(wěn)定后重金屬以較穩(wěn)定形態(tài)存在,在土壤中遷移能力相對減弱。淋溶1h時,淋出液中Cu、Zn、Pb、Cd濃度就已分別達到0.0728 mg/L、0.3869 mg/L、0.0302 mg/L、0.0062mg/L,低于國家《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3 -2007)濃度要求。隨著淋溶時間的推移,Cu、Zn、Pb、Cd濃度仍在下降,淋溶36h時仍遠遠低于國家標準。此時Cu、Zn、Pb、Cd全量變化幅度分別為3.27%、4.18%、1.77%、-6.99%,Cu、Zn、Pb的可氧化態(tài)均減少,其余三態(tài)增加；Cd的可氧化態(tài)增加,酸可提取態(tài)及可還原態(tài)減少,殘渣態(tài)變化不大。(9)鉛鋅冶煉廢渣/灰渣穩(wěn)定化實驗研究表明：有機-無機復合穩(wěn)定劑能有效降低鉛鋅冶煉廢渣和煙囪灰渣的浸出毒性,Zn、Cu、Pb、Cd的浸出濃度值均低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)濃度要求閾值,穩(wěn)定效率維持在69.99%以上。但在處理高濃度的冶煉廢渣時,單一提高電石渣用量比例不利于Pb形態(tài)朝穩(wěn)定態(tài)轉化,可以在配比不變時增大穩(wěn)定劑總用量,聯(lián)合發(fā)揮各穩(wěn)定劑的優(yōu)勢,或是再選取合適的其它穩(wěn)定劑和配比。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X53

【參考文獻】

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1 徐明崗;張茜;孫楠;申華平;張文菊;;不同養(yǎng)分對磷酸鹽固定的污染土壤中銅鋅生物有效性的影響[J];環(huán)境科學;2009年07期

2 王碧玲,謝正苗,孫葉芳,李靜,田兆君,陳英旭;磷肥對鉛鋅礦污染土壤中鉛毒的修復作用[J];環(huán)境科學學報;2005年09期

3 吳雙桃,吳曉芙,胡曰利,陳少瑾,胡勁召,陳宜菲,謝凝子;鉛鋅冶煉廠土壤污染及重金屬富集植物的研究[J];生態(tài)環(huán)境;2004年02期

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1 何茂;磷酸鹽固定重金屬污染土壤中Pb和Cd的研究[D];西安建筑科技大學;2013年

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本文編號：2375490