【摘要】：土壤重金屬污染已成為全球亟待解決的環(huán)境問題之一。為了強化土壤重金屬鎘(Cd)、鉛(Pb)和鋅(Zn)去除效率,本文通過振蕩淋洗試驗研究聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)濃度、pH和淋洗時間對雅安和攀枝花兩種礦山污染土壤(土壤A和土壤B)重金屬去除效率的影響和淋洗條件優(yōu)化,探討了抗壞血酸、連二亞硫酸鈉和二氧化硫脲三種還原劑對其重金屬去除效率的強化作用及環(huán)境效應。主要研究結論分述如下:(1)PESA能夠有效的去除土壤Cd、Pb和Zn,淋洗劑濃度、pH和淋洗時間均是影響淋洗效率的主要因素�？傮w上,土壤Cd、Pb和Zn的去除效率隨淋洗劑PESA濃度的增加均呈冪函數(shù)變化,隨淋洗液pH增加呈線性或對數(shù)函數(shù)變化,而隨淋洗時間呈冪函數(shù)增加(P0.01)。(2)三因素五水平的二次回歸正交旋轉優(yōu)化試驗(QRRD)的回歸模型能夠準確地預測Cd、Pb和Zn的去除效率。兩種土壤Cd、Pb和Zn去除效率最佳的淋洗條件為39.08 mmol L~(-1)、pH 3.16、2.08 h(土壤A)和38.07 mmol L~(-1)、pH 3.16、2.42 h(土壤B)。在理論最佳淋洗條件下,驗證性試驗得出土壤Cd、Pb和Zn預測值較試驗值偏差為1.05-5.59%。(3)抗壞血酸、連二亞硫酸鈉和二氧化硫脲三種還原劑均能夠有效增強PESA對土壤Cd、Pb和Zn的淋洗去除效率。隨還原劑濃度增加,重金屬去除效率逐漸增加或先增加后趨于平衡。與PESA單獨淋洗相比,Cd、Pb和Zn去除效率增加幅度分別達3.51-9.73%、4.30-17.53%和5.11-15.00%(土壤A),4.30-9.83%、4.10-16.03%和2.71-15.83%(土壤B),以0.03 mol L~(-1)連二亞硫酸鈉與PESA復合對Cd、Pb和Zn的淋洗效率最佳(除土壤B的鉛)。(4)PESA單獨淋洗或與還原劑復合淋洗后,兩種土壤Cd、Pb和Zn的可交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)、有機結合態(tài)和殘渣態(tài)的含量均下降。除PESA+連二亞硫酸鈉和PESA+二氧化硫脲對土壤A的有機結合態(tài)鎘、PESA+抗壞血酸和PESA+二氧化硫脲對土壤B的可交換態(tài)鎘、PESA+二氧化硫脲對土壤A的殘渣態(tài)鋅以及三種還原劑對土壤A的可交換態(tài)鉛和土壤B的可交換態(tài)鋅外,復合淋洗后土壤其余各形態(tài)的重金屬含量均低于PESA單獨淋洗。(5)抗壞血酸、連二亞硫酸鈉和二氧化硫脲與PESA復合淋洗后兩種土壤的全氮、全磷和全鉀含量無顯著變化(P0.05)。較單獨的PESA淋洗,還原劑的加入有助于減少有機質、速效氮、速效磷和速效鉀的損失(除PESA和連二亞硫酸鈉淋洗土壤B的速效磷)。
【圖文】：

兩種土壤鉛和鋅的去除效率趨于平衡，可能是因為PESA不僅會絡合污染土壤中的目標重金屬離子，由于其低選擇性的特性，部分的PESA會被土壤中的Ca、Fe、Mg、K等陽離子所消耗，形成競爭性絡合，使目標重金屬的去除效率趨向于平穩(wěn) (Zhang et al.2010; Kim et al., 2016; 鄧紅俠等, 2017)�？傮w上，土壤鎘、鉛和鋅的去除效率隨淋洗劑濃度的增加均呈冪函數(shù)變化 (表3.2， P < 0.01)。土壤重金屬的去除率不僅與淋洗劑有關，也與土壤本身的物理化學性質有關 (Xuet al., 2014)。PESA對土壤A的鎘、鉛和鋅的淋洗效率高于土壤B，這可能是因為土壤A的有機質和粘粒含量低于土壤B。有機質的主要成分為腐殖質，其活性部分腐殖酸能夠絡合重金屬，此外，土壤粘粒含量越高，對重金屬離子的吸附作用越強，越不利于重金屬的解吸 (Zhang et al., 2014; 梁振飛等, 2015; Ferraro et al., 2016; 丁寧等,2017)。綜合考慮三種重金屬的去除效率和淋洗成本，后續(xù)試驗PESA的濃度選擇30mmol L-1。土壤 A 土壤 B

3.1.3 時間土壤重金屬淋洗的過程是一個動態(tài)平衡的過程，包括吸附和解吸的兩部分。淋洗劑與污染土壤的反應時間是影響重金屬淋洗效率的重要因素之一，要實現(xiàn)高去除率需要合適的反應時間 (Wu et al., 2015; 黎詩宏等, 2017)。研究結果表明，當淋洗劑的濃度為30 mmol L-1，pH為3.0時，鎘、鉛和鋅淋洗效率隨淋洗時間呈冪函數(shù)增加 (表3.2，P < 0.01)。當淋洗時間增加至2 h，兩種土壤鉛和鋅的淋洗效率均顯著增加。當淋洗時間為2 h時，，土壤A的鉛和鋅的淋洗效率分別為72.79 %和47.73 %，土壤B為61.13 %和43.31 %，進一步增加淋洗時間，其淋洗效率無顯著變化 (P > 0.05)。而土壤A和B的鎘淋洗效率分別在淋洗時間為1.0 h和0.5 h時，達到平衡，其淋洗效率分別為70.28 %和59.25 % (圖3.3)。這與孫濤 (2015)利用檸檬酸去除土壤4種重金屬 (Cd、Cu、Pb 和Zn)的變化趨勢一致。圖 3.2 不同的 pH 對土壤金屬去除效率的影響Fig. 3.2 Effect of PESA pH on the Cd, Pb and Zn removal efficiencies from soils.
【學位授予單位】：四川農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X53

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王文靜;柳鑫華;孫彩云;芮玉蘭;王慶輝;;綠色聚環(huán)氧琥珀酸衍生物的合成與阻垢性能的研究[J];唐山學院學報;2015年03期

2 溫笑菁;韓思成;;改性聚環(huán)氧琥珀酸對納米碳酸鈣分散性的研究[J];無機鹽工業(yè);2013年10期

3 王麗;陸建平;張云飛;;聚環(huán)氧琥珀酸掩蔽基體—氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定鉛錠中砷和汞[J];冶金分析;2011年09期

4 陶青海;趙永在;關立環(huán);劉文利;劉明輝;;聚環(huán)氧琥珀酸在開發(fā)應用方面存在問題及前景分析[J];化工科技;2008年04期

5 何永智;張冰如;李風亭;王森;;聚環(huán)氧琥珀酸用于高爐煤氣洗滌水的阻垢分散[J];化工進展;2007年04期

6 高書峰;黃勇;周濤;張愛民;;綠色阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸(鈉)的合成及工藝[J];高分子材料科學與工程;2006年06期

7 余育新,李建軍;聚環(huán)氧琥珀酸鈉阻碳酸鈣垢性能研究[J];環(huán)境工程;2005年01期

8 孫詠紅,周曉慧,馬磊,仲惟雷;綠色阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉的合成[J];大連鐵道學院學報;2004年01期

9 柳鑫華;王曉禹;孫彩云;宋昭宇;韓利華;王慶輝;吳衛(wèi)華;;改性聚環(huán)氧琥珀酸衍生物的合成與阻垢性能[J];功能材料;2015年13期

10 王毅;馮輝霞;張婷;雒和明;李琳;丑連學;;聚環(huán)氧琥珀酸(鈉)的合成及阻垢性能研究[J];環(huán)境科學與技術;2009年03期

相關會議論文 前6條

1 高慶豐;黃文氫;趙麗華;;長江水系萬噸級循環(huán)冷卻水采用新老工藝水處理用水用藥計算對比[A];2015中國水處理技術研討會暨第35屆年會論文集[C];2015年

2 靳曉霞;胡興剛;孫繼;馬一駿;朱傳俊;;環(huán)境友好型水處理劑生物降解性能評價方法研究[A];’2004全國水處理技術研討會暨第24屆年會論文集[C];2004年

3 王蓉蓉;陳浩;李建璽;姜國策;張小剛;郭焱;;海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)阻垢劑單體阻垢性能試驗研究[A];2008年中國精細化工協(xié)會水處理化學品行業(yè)年會論文集[C];2008年

4 孫曉丹;;無磷緩蝕阻垢劑濃度的測定方法[A];2016中國水處理技術研討會暨第36屆年會論文集[C];2016年

5 張冰如;李風亭;;綠色環(huán)保型聚環(huán)氧琥珀酸配方在鋼廠循環(huán)冷卻水中的應用[A];中國精細化工協(xié)會第一屆水處理化學品行業(yè)年會論文集[C];2005年

6 林彥杰;李曉蓮;張宗英;;綠色環(huán)保型水處理藥劑的研究進展[A];中國化工學會2009年年會暨第三屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術論壇會議論文集（下）[C];2009年

相關重要報紙文章 前1條

1 夏杰生;還江河湖海以本色[N];中國冶金報;2008年

相關博士學位論文 前2條

1 柳鑫華;聚環(huán)氧琥珀酸衍生物的合成及其阻垢緩蝕性能研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

2 張麗華;聚環(huán)氧琥珀酸對污泥中重金屬的萃取過程及機理研究[D];同濟大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 李林鮮;聚環(huán)氧琥珀酸淋洗去除土壤重金屬效率優(yōu)化及提升研究[D];四川農業(yè)大學;2018年

2 王宸;聚環(huán)氧琥珀酸作為新型正滲透驅動劑的應用研究[D];山東大學;2018年

3 梁寶鋒;聚環(huán)氧琥珀酸的合成及性能[D];蘭州大學;2007年

4 龐潔;聚環(huán)氧琥珀酸和丙烯酸—馬來酸酐共聚物萃取錳渣中砷、汞的研究[D];廣西大學;2014年

5 周曉慧;高效環(huán)保型循環(huán)冷卻水處理劑的開發(fā)研制[D];大連交通大學;2004年

6 唐瓊;原子熒光光譜測定銅、錳、硒的方法研究[D];廣西大學;2013年

7 黃志紅;聚環(huán)氧琥珀酸（PESA）及其復配物的緩蝕性能研究[D];華中師范大學;2011年

8 王麗梅;聚環(huán)氧琥珀酸的合成、性能及在磁化水中的阻垢作用[D];河北工業(yè)大學;2008年

9 宋春華;綠色阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸對納米粒子的分散作用[D];北京化工大學;2007年

10 陳少華;綠色環(huán)保無磷洗滌助劑的合成及應用研究[D];廣東工業(yè)大學;2013年

本文編號：2619615