【摘要】：隨著我國對土壤生態(tài)環(huán)境的愈加重視,一大批違規(guī)建造的砒霜廠等冶煉廠被取締與關(guān)閉,但是其生產(chǎn)場地中還遺留土壤還存在著土壤酸化嚴重,重金屬復(fù)合污染嚴重等諸多環(huán)境問題,亟需進行修復(fù)和治理,消除或降低生態(tài)環(huán)境風險。目前,固化/穩(wěn)定化技術(shù)是當前重金屬污染場地修復(fù)治理研究的熱點,安全和長效的固化/穩(wěn)定化材料研發(fā)成為該技術(shù)的關(guān)鍵,其中含類金屬砷(As)的多金屬復(fù)合污染場地土壤固化/穩(wěn)定化材料的研發(fā)顯得尤為迫切。本研究以廣西某砒霜廠遺留污染場地土壤為研究對象,通過查閱文獻,采用水熱反應(yīng)法制備了鎂鋁類水滑石(MgAl-LDHs、UMgAl-LDHs)、鎂鋁鐵類水滑石(MgAlFe-LDHs、UMgAlFe-LDHs)四種材料,在高溫(450℃℃)進行改性獲得鎂鋁復(fù)合氧化物(MgA1-LDO、UMgAl-LDO)和鎂鋁鐵復(fù)合氧化物(MgAlFe-LDO、UMgAlFe-LDO),共八種材料。將MgAl-LDHs、MgAlFe-LDHs、MgAl-LDO和MgAlFe-LDO四種材料采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重(TG)分析、比表面積和孔隙分析(BET)等材料表征選擇目前在去除水環(huán)境中重金屬效率高、穩(wěn)定性好的類水滑石作為主要固化/穩(wěn)定化材料,后選用重金屬污染場地常用固化/穩(wěn)定化材料進行效果研究并在此基礎(chǔ)上開展改性前后類水滑石對砒霜廠遺留污染場地土壤多重金屬固化/穩(wěn)定化的效果研究和應(yīng)用條件優(yōu)化,篩選出最優(yōu)的固化/穩(wěn)定化材料和應(yīng)用條件并在砒霜廠場地開展中試,為該類場地的修復(fù)治理提供實踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)對制備和改性的材料表征結(jié)果顯示,MgAl-LDHs引入Fe3+可以形成具有鮮明類水滑石結(jié)構(gòu)特征衍射峰和晶型良好的MgAlFe-LDHs材料,兩者都有巨大的比表面積和豐富的羥基基團,但是對比于MgAl-LDHs材料MgAlFe-LDHs 比表面積增加,孔隙結(jié)構(gòu)減少,特征衍射峰峰值降低,衍射峰偏移,晶型結(jié)構(gòu)略差。經(jīng)過高溫焙燒改性后的LDO材料中LDHs的特征衍射峰消失,變?yōu)殒V鋁氧化物結(jié)合物衍射峰,層狀鱗片結(jié)構(gòu)消失,質(zhì)量減少,-OH與C032-變?yōu)镠20和C02但是比表面積增大,這些特征結(jié)構(gòu)有助于材料對重金屬的修復(fù)。(2)類水滑石材料修復(fù)效果研究中,F5(FM300)、(FM80)等類水滑石材料的加入,作為固化/穩(wěn)定化材料施加入土壤中可以顯著提高土壤pH值,對Cd、Zn、Cu、As等重金屬復(fù)合污染治理有顯著效果,在3.0%材料添加量下Cd、Zn修復(fù)效果并未能完全達到污水排放標準和修復(fù)目標值,但是經(jīng)治理后土壤As可以達到排放標準與修復(fù)目標值,而將不同類水滑石材料固化/穩(wěn)定化效果進行效果對比后發(fā)現(xiàn),MgAl-LDHs和MgAlFe-LDHs這兩種材料可以滿足砒霜廠復(fù)合污染治理修復(fù)的大部分需求,且效果優(yōu)于所購買類水滑石材料。而MgAl-LDHs添加量為5.0%時,Cd、Cu、Zn固化/穩(wěn)定化率均達到99%以上,As固化/穩(wěn)定化率達到90%左右,As固化/穩(wěn)定化率達到排放標準與目標修復(fù)值,實驗后期材料效果穩(wěn)定pH值無明顯變化,可作為實際修復(fù)材料應(yīng)用。(3)MgAl-LDHs材料修復(fù)砒霜廠遺留場地污染實際應(yīng)用結(jié)果同實驗室小試結(jié)果相同,對Cd、Zn、Cu在水浸提液與酸浸提液中固化/穩(wěn)定化率達到95%以上,As固化/穩(wěn)定化率達90%以上,對材料pH也有很好的改良效果,修復(fù)后重金屬濃度與土壤水浸提液pH值達到排放標注與目標修復(fù)標準。在后續(xù)砒霜廠實際修復(fù)中可選用此種材料進行污染場地修復(fù)治理。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X53
【圖文】：

２］ａ：＋0４ｎ－）；ｃ／？．．ｍ／／２０，邋ＬＤＨｓ微觀結(jié)構(gòu)主要由主層板和層電荷，金屬種類和電荷密度具有可調(diào)控性［２８］，邋Ｍ２＋和Ｍ３＋分價金屬離子，要求Ｍ２＋和Ｍ３＋有相似的離子半徑，常見的Ｍ２＋的Ｍ３＋有Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋等，ｘ是Ｍ３＋／（Ｍ２＋＋Ｍ３＋）的摩爾具有交換性常見的陰離子為無機陰離子、有機陰離子、配個層板縱向有序排列構(gòu)成，金屬離子間通過羥基和共價鍵要由氫鍵、庫侖力、范德華力相互連接［２９］。類水滑石于１８，自然界中存量較少而由Ｆｅｉｔｋｎｅｃｈ等人首次在實驗室中合成的具有水滑石層狀結(jié)構(gòu)的由二價和三價金屬離子組成的似于水鎂石［３１］，圖１－２為水滑石的空間結(jié)構(gòu)圖。隨著科研工不斷深研究和科學現(xiàn)代材料分析和測試技術(shù)的不斷提高，阻燃等領(lǐng)域方面的應(yīng)用受到了科研工作者的重視［３２］。逡逑Ｉ邋Ｓｔｎ邋ｉ，ｒ．邋ｉｎ，－逡逑

圖１－２技術(shù)路線逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2725108