【摘要】：中國是銻的主要生產(chǎn)國,銻礦山的開采及其銻礦等重金屬的冶煉已對礦山周圍土壤造成嚴重污染,甚至危害人類健康。為了加深對銻礦區(qū)周圍土壤銻的固定、遷移及其轉(zhuǎn)化的認識,為礦區(qū)土壤的治理和管理提供理論依據(jù)。本文對銻冶煉區(qū)土壤基本理化性質(zhì)進行分析,通過吸附平衡法和動力學(xué)實驗方法對Sb(V)在銻礦冶煉區(qū)土壤上的吸附行為進行研究,同時,結(jié)合研究區(qū)的實際情況,模擬三種pH(4.5、6、7.5)條件水環(huán)境對冶煉區(qū)銻污染土壤銻的釋放行為的影響機進行研究,同時探討去除有機質(zhì)對銻釋放的影響。研究結(jié)果如下:(1)研究區(qū)土壤的礦物以石英為主,含有少量的伊利石、角閃石、方解石、白云石、高嶺石、鐵礦物和蒙脫石。研究區(qū)土壤有機質(zhì)含量范圍為11.77-50.15g/kg,林地有機質(zhì)含量平均值大于耕地大于荒地。碳酸鈣含量范圍為1.12-15.73g/kg,碳酸鈣的含量平均值則表現(xiàn)出荒地土大于耕地大于林地土。pH范圍為4.9-7.8,平均值為6.7,研究區(qū)陽離子交換量范圍為13-38 cmol/k�？拷V區(qū)的土壤受到了冶煉廠煙塵排放的Sb、Pb、As的污染,Sb含量的平均值為232.8mg/kg,Pb的平均值為303.8 mg/kg,As含量的平均值為250.6 mg/kg。土樣中銻的形態(tài)以殘渣態(tài)為主,其次是硫化物結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)、水溶態(tài)和可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)。(2)用常用的等溫吸附模型和動力學(xué)吸附模型分別對等溫吸附曲線和動力學(xué)吸附曲線進行擬合。結(jié)果表明:Langmuir與Freundlich模型對荒地土和林地土吸附Sb(Ⅴ)的等溫吸附曲線均有較好的擬合效果,擬合系數(shù)R~2"g0.988�；牡赝翆b(Ⅴ)的吸附能力大于林地土,其吸附量是林地土的2.9倍,這與Langmuir模型預(yù)測的該兩種土壤的吸附倍數(shù)相當�；牡赝帘憩F(xiàn)出強烈吸附Sb(Ⅴ)的能力,尤其在銻濃度較高的體系中更為明顯。結(jié)合土壤基本理化性質(zhì)及礦物學(xué)特征,本研究認為土壤y辶�、铁矿武澩碳酸钙是影响土壤吸附Sb(V)的主要因素。有機質(zhì)對土壤吸附Sb(V)的促進作用只表現(xiàn)在銻濃度較低的體系中,而在銻濃度較高的體系中有機質(zhì)的影響并不顯著。(3)土壤吸附Sb(Ⅴ)的過程分為快速吸附和慢速吸附兩個階段,快速反應(yīng)在70min內(nèi)完成。初始濃度低(C_0=0.01mM)的條件下,Elovich方程能夠很好地擬合荒地土和林地土吸附Sb(V)的動態(tài)曲線;在銻初始濃度中等(C_0=0.2mM)的條件下,荒地土原始土樣和去除有機質(zhì)土樣均可用雙常數(shù)方程得到較好擬合效果,林地土原始土樣和去除有機質(zhì)土壤則用Elovich方程擬合效果較好;初始濃度高(C_0=2mM)的條件下,雙常數(shù)方程對荒地土吸附Sb(V)的擬合效果較好,擬一級動力學(xué)方程和擬二級動力學(xué)方程則適用于擬合林地土吸附Sb(V)的過程。(4)土壤銻的釋放量和釋放率均隨著時間的變長而增大,浸提7天之后,原始土壤銻的釋放量范圍為1-6.28ug/g,去除有機質(zhì)土壤銻的釋放量為1.88-20.92ug/g,去除有機質(zhì)土壤銻的最大釋放量是原始土壤的3.3倍。說明土壤有機質(zhì)能有效抑制Sb的活動性。(5)銻的釋放受到了pH值的強烈影響,由于在有水環(huán)境中的銻主要以含氧陰離子的形式存在,土壤銻的釋放量與體系pH值總體上呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,該特征尤其在pH值≥7的條件下更為明顯,表明堿性環(huán)境更有利于銻的釋放。研究區(qū)為典型酸雨區(qū),其酸沉降在一定程度上可誘發(fā)銻的釋放;而研究區(qū)碳酸鹽巖的廣泛分布,使得體系pH值在碳酸鹽巖中和作用下逐漸從弱酸性向弱堿性變化,又加劇了銻的釋放,增大了研究區(qū)受污染土壤銻釋放的危害與風(fēng)險。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X753;X53
【圖文】：

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本文編號：2779181