發(fā)布時(shí)間：2020-08-26 19:45

【摘要】：本文以浙江東北部某制革污泥填埋堆場(chǎng)土壤為研究對(duì)象,對(duì)土壤總鉻和六價(jià)鉻污染做了系統(tǒng)的調(diào)查研究。選擇化學(xué)還原和穩(wěn)定化技術(shù)聯(lián)用對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究硫化亞鐵、硫酸亞鐵、四氧化三鐵和納米零價(jià)鐵四種還原劑對(duì)土壤六價(jià)鉻的去除效果,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,探究各還原劑最適的投加量、反應(yīng)pH、初始含水率和反應(yīng)時(shí)間。同時(shí)結(jié)合石英砂、高嶺土和石灰石三種穩(wěn)定劑對(duì)土壤進(jìn)行穩(wěn)定化處理,分析土壤中六價(jià)鉻、浸出液總鉻和六價(jià)鉻處理效果,得出最適合的還原穩(wěn)定化方案。主要結(jié)論如下:(1)用硫化亞鐵、硫酸亞鐵、四氧化三鐵和納米零價(jià)鐵四種還原劑處理鉻污染土壤,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)六價(jià)鉻的還原效率由高到低為硫酸亞鐵納米零價(jià)鐵四氧化三鐵硫化亞鐵。其中四氧化三鐵和硫化亞鐵在投加摩爾比為3時(shí)達(dá)到效率最大,硫酸亞鐵和納米零價(jià)鐵在投加摩爾比為5時(shí)達(dá)到效率最大。反應(yīng)時(shí)間上,硫酸亞鐵、硫化亞鐵和四氧化三鐵在第一天還原效率就達(dá)到最大,納米零價(jià)鐵還原效率在第三天達(dá)到最大。通過(guò)添加稀鹽酸降低土壤pH,對(duì)納米零價(jià)鐵影響最大,還原效率從pH=6.2時(shí)的59.4%增加到pH=5.4時(shí)的91.8%,四氧化三鐵、硫酸亞鐵和硫化亞鐵提升比較小,分別從6.4%增加到16.5%%,從85.8%增加到了 93.9%%和從5.5%增加到了12.8%。納米零價(jià)鐵還原效率隨著含水率增加而增加,硫酸亞鐵還原效率增加不明顯。(2)利用石英砂、高嶺土和石灰石這三種穩(wěn)定劑與上述還原劑進(jìn)行聯(lián)用修復(fù)鉻污染土壤。對(duì)土壤浸出液中總鉻和六價(jià)鉻的去除效果均是高嶺土石灰石石英砂。納米零價(jià)鐵-石英砂和納米零價(jià)鐵-高嶺土聯(lián)用有較好的土壤六價(jià)鉻還原效率,除1 0%高嶺土實(shí)驗(yàn)組以外,其余實(shí)驗(yàn)土壤六價(jià)鉻濃度均在《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(試行)(GB36600-2018)中第一類用地的風(fēng)險(xiǎn)管制值30mg/kg以下。與此同時(shí),硫酸亞鐵+10%石灰石,納米零價(jià)鐵+1 0%石灰石和納米零價(jià)鐵+20%石灰石和高嶺土實(shí)驗(yàn)全組浸出液全部符合《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)中總鉻15mg/L和六價(jià)鉻5mg/L標(biāo)準(zhǔn)。綜上,本次修復(fù)在摩爾比為5的納米零價(jià)鐵,pH為5.4,初始含水率為80%條件下還原后再用質(zhì)量比為20%的高嶺土穩(wěn)定,修復(fù)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。但此實(shí)驗(yàn)組中土壤pH從7.6降至6.3,有機(jī)質(zhì)含量從2.8%降至2.1%,說(shuō)明修復(fù)過(guò)程對(duì)土壤理化性質(zhì)有一定影響。(3)對(duì)修復(fù)前后的土壤鉻形態(tài)分析發(fā)現(xiàn),修復(fù)前后土壤可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)的鉻減少,殘?jiān)鼞B(tài)鉻增加。硫酸亞鐵還原劑能使土壤中的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量增加,納米零價(jià)鐵還原劑則使鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)減少。且石灰石作為穩(wěn)定劑會(huì)明顯影響有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)的含量。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X53
【圖文】：

．．表２．３．５浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值ｍｇ／Ｌ逡逑Ｔａｂｌｅ２．３．５邋Ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｔｏｘｉｃｉｔｙ邋ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｖａｌｕｅ逡逑危害成分項(xiàng)目邐浸出液中危害濃度限值邐’逡逑總鉻邐１５逡逑邐六價(jià)絡(luò)邐５邐逡逑制革污泥堆場(chǎng)土壤鉻污染特征逡逑．１制革污泥堆場(chǎng)土壤基本理化性質(zhì)逡逑表２．３．６污染土壤基本理化性質(zhì)逡逑Ｔａｂｌｅ２．３．６邋Ｂａｓｉｃ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ａｎｄ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｏｆ邋ｃｏｎｔｉｉｍｉｎａｔｅｄ邋ｓｏｉｌ逡逑含水率／ｐ／。邐ｐＨ邐有機(jī)質(zhì)／％＾逡逑污染土壤邐３９±丨６邐８．６±０．４邐３．０±０．２逡逑２．２制革污泥堆場(chǎng)鉻污染特征逡逑制革污泥堆場(chǎng)共計(jì)布設(shè)３５個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，采樣深度３ｍ－７ｍ不等，總計(jì)個(gè)土壤樣品。檢測(cè)結(jié)果如下：逡逑

圖３．３．丨還原劑投加摩爾比對(duì)還原效率的影響圖逡逑Ｆｉｇ．３．３．１邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｍｏｌａｒ邋ｒａｔｉｏ邋ｏｆ邋ｒｅｄｕｃｉｎｇ邋ａｇｅｎｔ邋ｏｎ邋ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ邋ｃｔＴｉｃｉｅｎｃｙ逡逑由圖３．３．１可知，四種還原劑中，硫酸亞鐵對(duì)土壤中六價(jià)鉻的還原效果最種還原劑對(duì)六價(jià)鉻的還原能力依次是硫酸亞鐵＞納米零價(jià)鐵＞四氧化三鐵亞鐵。四種還原劑最高的去除率依次是８８．７５°／。，４８．３６％，邋９．２３％和５．９２％還原劑中只有硫酸亞鐵對(duì)六價(jià)鉻的去除率相對(duì)較高，超過(guò)了邋５０％，納米零除率接近５０％，四氧化三鐵和硫化亞鐵的去除率非常低。這可能是由于四鐵和硫化亞鐵都是顆粒狀固體，比表面積比較小，在土壤中與六價(jià)鉻接觸，造成反應(yīng)效率的低下，另一方面，四氧化三鐵和硫化亞鐵本身還原能力，其還原六價(jià)鉻的機(jī)理主要是通過(guò)環(huán)境中的微生物以及合適的環(huán)境性質(zhì)緩六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻〖６８】。納米零價(jià)鐵是重金屬污染修復(fù)的熱門(mén)方向，馬少制備納米零價(jià)鐵銅雙金屬，在ｐＨ＝７，溫度為３０°Ｃ初始條件下，在１０分

圖３．３．２各還原劑還原土壤六價(jià)鉻隨時(shí)間變化圖逡逑Ｆｉｇ．３．３．２邋Ｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ邋Ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｃｒ（Ｖ邋Ｉ）邋ｉｎ邋Ｓｏｉｌ逡逑由圖３．３．２所示，四種還原劑還原效率隨時(shí)間都有所提升，且增速緩。其中硫化亞鐵和四氧化三鐵反應(yīng)效率隨時(shí)間的增加提升較小。說(shuō)明兩者始的１２ｈ就已經(jīng)基本反應(yīng)完全，較差的遷移性使其無(wú)法

本文編號(hào)：2805610