本文關(guān)鍵詞：鉛鋅礦多重金屬污染地下水的原位滲透反應(yīng)墻修復(fù)技術(shù)研究與示范，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦山尾礦造成的地下水污染一直是世界環(huán)境污染的重大問題之一,而礦山地下水污染的治理和修復(fù)是現(xiàn)今場(chǎng)地污染修復(fù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難題。滲透反應(yīng)墻(PemeableReactive Barrier,PRB)技術(shù)是一種新興高效的地下水污染原位修復(fù)技術(shù),目前已被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于污染地下水的修復(fù)。本文以湖南某鉛鋅礦尾礦庫(kù)污染地下水為研究對(duì)象,系統(tǒng)地研究了污染地下水的原位PRB技術(shù)。主要內(nèi)容包括前期場(chǎng)地踏勘,污染狀況調(diào)查和分析,健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,PRB材料的篩選和材料混配,材料吸附的影響因素及機(jī)理,模擬PRB柱中試實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)PRB的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。獲得的主要結(jié)論如下：(1)對(duì)湖南婁底雙峰煤矸石填埋場(chǎng)、郴州譚凹嶺鎢礦尾礦庫(kù)及湖南某鉛鋅礦區(qū)的土壤和水體進(jìn)行了調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)果表明,四個(gè)礦區(qū)都存在不同程度的污染：云南文山砒霜廠區(qū)的土壤、地下水、地表水和植物中砷的含量都超過相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；郴州鎢礦場(chǎng)地(郴州譚凹嶺、黃家洞)的地下水樣砷含量超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),其他重金屬含量未超過標(biāo)準(zhǔn),但流出的廢水具有強(qiáng)堿性；婁底雙峰煤矸石填埋場(chǎng)區(qū)的地下水和土壤中鎘、砷、鋅超過標(biāo)準(zhǔn)；湖南某鉛鋅礦區(qū)的土壤、地表水、地下水中砷、鉛、鋅和鎘含量存在不同情況地超標(biāo)。湖南某鉛鋅礦區(qū)的土壤、地表水、地下水進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,結(jié)果表明,存在嚴(yán)重的非致癌和致癌風(fēng)險(xiǎn),不適合耕作及作為飲用水源。(2)針對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)土壤和地下水重金屬污染的種類和濃度,采用批處理實(shí)驗(yàn),研究了不同材料去除重金屬的能力,以期篩選獲得最佳的PRB材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鉛去除率超過90%的材料有6個(gè)：鐵錳礦(已有),粉煤灰(石家莊),鋼渣,化工活性炭,海綿鐵,針鐵；鋅去除率超過90%的材料有8個(gè)：鐵錳礦(已有),粉煤灰(石家莊),鋼渣,椰殼活性炭,二次還原鐵,化工鐵粉,膨潤(rùn)土,赤泥；砷(III)去除率超過90%的材料有4個(gè)：鋼渣,針鐵,化工鐵粉,鐵錳礦(高鐵)；Cd去除材料篩選結(jié)果顯示,有13種材料對(duì)鎘的去除比較好。綜合各種材料的篩選結(jié)果表明,鐵錳礦和鋼渣是地下水Cd、Pb、Zn和As復(fù)合污染修復(fù)的最佳材料。(3)研究了鋼渣去除不同重金屬的條件和影響因子。結(jié)果表明,鋼渣吸附砷的最適宜pH為7.0,吸附鉛和鎘的最適宜pH為3.0～7.0,吸附鋅的最適宜pH為7.0。鋼渣吸附鋅不受溫度影響,但不同溫度對(duì)吸附鉛、鎘和砷的影響不同。鋼渣去除鎘在4反應(yīng)時(shí)間為16hr時(shí),達(dá)到平衡；鋼渣除鋅、砷在反應(yīng)時(shí)間為12hr時(shí),達(dá)到平衡。(4)研究了鋼渣吸附幾種重金屬的等溫吸附和解吸過程。結(jié)果表明,Langmuir和Freundlich方程可以很好的擬合鋼渣對(duì)鉛、鋅、鎘和砷等四種重金屬的等溫吸附曲線。用Langmuir等溫吸附方程計(jì)算的四種重金屬的吸附容量分別為894.04 mg/g, 454.07 mg/g,2424.897 mg/g 和 63.23 mg/g。三種吸附劑對(duì)鉛、鋅、鎘的解吸率都小于1%,表明鋼渣吸附這三種重金屬的解吸率很低,不適合重復(fù)使用；NaOH對(duì)砷的解吸最好,解吸率達(dá)35%,其他解吸劑效果不好。(5)研究了鋼渣吸附幾種重金屬的吸附動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明,可用Pseudo-second-order二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程很好的擬合,相關(guān)性系數(shù)均達(dá)到0.97以上。擬合的結(jié)果說明,鋼渣對(duì)幾種重金屬的吸收速率非常高,適合地下水重金屬的快速去除。(6)研究了溶液中共存離子對(duì)鋼渣去除重金屬的影響。結(jié)果表明,溶液中的Ca2+、NO3-、SO42-、SiO32-、H2PO4等共存離子對(duì)鋼渣去除鉛、鎘沒有影響；C矛+濃度對(duì)鋼渣去除鋅幾乎沒有明顯影響,SiO32-、H2PO4-會(huì)抑制鋼渣去除鋅的能力。隨著Ca2+濃度增加,對(duì)鋼渣去除砷(Ⅲ)的促進(jìn)作用在降低；H2PO4-、NO3-對(duì)鋼渣去除砷(Ⅲ)有促進(jìn)作用；Si032-隨濃度變化對(duì)鋼渣去除砷(Ⅲ)先促進(jìn)后抑制；S042-離子濃度在高濃度時(shí),會(huì)抑制鋼渣的去除能力。(7)采用XRD技術(shù)分析了鋼渣吸附幾種重金屬前后的X-射線衍射圖譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn),鋼渣吸附鋅、鎘、鉛和砷后形成許多新的衍射峰,由此推斷鋼渣成分與重金屬形成了新的晶體化合物,經(jīng)鑒定對(duì)應(yīng)的化合物為:Zn5(OH)8Cl2·H2O, CdCl2·H2O, Cd (OH) Cl, Fe2As4O12, Pb2SiO3·xH2O。同時(shí),說明吸附過程屬于表面吸附,Pb、Zn、Cd、As與材料表面發(fā)生了氧化還原、絡(luò)合等反應(yīng)。(8)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室模擬PRB中試穿透試驗(yàn),以探討材料去除重金屬的動(dòng)態(tài)吸附結(jié)果,為設(shè)計(jì)PRB參數(shù)和野外實(shí)施PRB技術(shù)提供依據(jù)。結(jié)果顯示,模擬的污染廢水濃度為Pb為1.0mg/L, Zn為40mg/L, Cd為1.0mg/L, pH為場(chǎng)地近似值6.0,模擬流速為0.169ml/min,采用20～40目轉(zhuǎn)爐渣(不含活性炭)106.32g,其污水處理量為24.34L,相當(dāng)于每kg20～40目轉(zhuǎn)爐渣處理水量為228L,出液的pH之前為堿性,運(yùn)行一段時(shí)間后可以保證出液為中性。
【關(guān)鍵詞】：鉛 鋅 鎘 砷(Ⅲ) 鋼渣 PRB 地下水
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X523;X753
【目錄】：

• 摘要13-16
• Abstract16-20
• 縮略表和植物英文表20-21
• 第一章 文獻(xiàn)綜述21-46
• 1 礦山地下水污染狀況及修復(fù)研究進(jìn)展21-28
• 1.1 礦山地下水污染的狀況21-22
• 1.2 礦山地下水污染的危害22-24
• 1.3 礦山污染地下水的防控24-27
• 1.3.1 源頭防控24
• 1.3.2 物理修復(fù)24-25
• 1.3.3 抽提修復(fù)25
• 1.3.4 原位修復(fù)25-27
• 1.3.4.1 原位生物修復(fù)25-26
• 1.3.4.2 物理化學(xué)修復(fù)26-27
• 1.3.4.3 電動(dòng)力學(xué)修復(fù)27
• 1.4 存在問題和展望27-28
• 2 鋼渣在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展和展望28-32
• 2.1 前言28-29
• 2.2 水體污染修復(fù)中的應(yīng)用29-30
• 2.3 大氣污染修復(fù)中的應(yīng)用30-31
• 2.4 土壤修復(fù)中的應(yīng)用31
• 2.5 固體廢棄物處理方面的應(yīng)用31-32
• 2.6 存在的問題和展望32
• 3 滲透反應(yīng)墻技術(shù)的研究進(jìn)展和展望32-42
• 3.1 前言32-35
• 3.2 新型PRB材料的篩選35-36
• 3.3 PRB修復(fù)機(jī)制研究36-39
• 3.4 原位PRB工程設(shè)計(jì)與實(shí)施39-41
• 3.5 存在問題和展望41-42
• 4 本研究選題依據(jù)、研究?jī)?nèi)容和意義42-46
• 4.1 研究背景和意義42-44
• 4.2 研究目的44
• 4.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線44-46
• 4.3.1 研究?jī)?nèi)容44-45
• 4.3.2 技術(shù)路線45-46
• 第二章 污染場(chǎng)地調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估46-71
• 1 前言46
• 2 實(shí)驗(yàn)方法46-50
• 2.1 污染調(diào)查方法46
• 2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法46
• 2.3 暴露評(píng)估46-50
• 2.3.1 毒性評(píng)估48
• 2.3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估48-49
• 2.3.3 樣品分析方法49-50
• 3 結(jié)果與分析50-67
• 3.1 云南文山砒霜廠污染場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果50-54
• 3.2 婁底雙峰、郴州譚凹嶺填埋場(chǎng)污染場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果54-56
• 3.3 湖南某鉛鋅礦區(qū)污染場(chǎng)地調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果56-67
• 3.3.1 湖南某鉛鋅礦區(qū)污染場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果57-65
• 3.3.2 湖南某鉛鋅礦區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果65-67
• 4 討論67-69
• 4.1 非致癌風(fēng)險(xiǎn)分析67-69
• 4.2 致癌風(fēng)險(xiǎn)分析69
• 5 小結(jié)69-71
• 第三章 砷、鉛、鋅、鎘去除材料的篩選和材料混配研究71-95
• 1 前言71
• 2 材料和方法71-79
• 2.1 供試材料71-73
• 2.2 混配材料73-74
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法74-79
• 2.3.1 重金屬去除材料篩選實(shí)驗(yàn)74
• 2.3.2 鋼渣密度、容重和孔隙率測(cè)定74-75
• 2.3.3 材料混配實(shí)驗(yàn)方法75-79
• 3 結(jié)果與分析79-90
• 3.1 砷(Ⅲ)吸附材料的篩選79
• 3.2 鉛吸附材料篩選79-80
• 3.3 鋅吸附材料篩選80-81
• 3.4 鎘吸附材料篩選81-82
• 3.5 鋼渣對(duì)鉛、鋅和鎘的去除效果對(duì)比82-83
• 3.6 鋼渣的顆粒密度、容重和孔隙率83-84
• 3.7 材料混配實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析84-90
• 3.7.1 混配材料去除砷(Ⅲ)84
• 3.7.2 混配材料去除鉛84
• 3.7.3 混配材料去除鋅84-89
• 3.7.4 混配材料去除鎘89-90
• 4 討論90-93
• 5 小結(jié)93-95
• 第四章 材料去除Pb、Zn、Cd和As(Ⅲ)的影響因子及機(jī)制研究95-119
• 1 前言95
• 2 材料與方法95-99
• 2.1 供試材料與試劑95-96
• 2.2 鋼渣對(duì)鉛、鋅、鎘、砷(Ⅲ)的吸附容量96-97
• 2.3 不同因子對(duì)鉛、鋅、鎘和砷(Ⅲ)吸附效果的影響97-99
• 2.3.1 pH對(duì)鋼渣除鉛、鋅、鎘和砷效果影響97
• 2.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)鋼渣除鉛、鋅、鎘和砷效果影響97
• 2.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)鋼渣除鉛、鋅、鎘和砷效果影響97
• 2.3.4 材料的吸附與解吸實(shí)驗(yàn)97-98
• 2.3.5 共存離子對(duì)材料去除鉛、鋅、鎘和砷效果影響98
• 2.3.6 材料去除鉛、鋅、鎘和砷的機(jī)理實(shí)驗(yàn)98-99
• 3 結(jié)果與分析99-114
• 3.1 鋼渣對(duì)鉛、鋅、鎘和砷(Ⅲ)的吸附容量99-102
• 3.2 不同因子對(duì)鉛、鋅、鎘和砷(Ⅲ)吸附效果的影響102-114
• 3.2.1 pH對(duì)鋼渣除鉛、鋅、鎘和砷(Ⅲ)吸附效果影響102-103
• 3.2.2 反應(yīng)溫度對(duì)鋼渣除鉛、鋅、鎘和砷(Ⅲ)效果影響103
• 3.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)鋼渣除鉛、鋅、鎘和砷(Ⅲ)效果影響103-106
• 3.2.4 材料的吸附與解吸106-107
• 3.2.5 共存離子對(duì)材料去除鉛、鋅、鎘和砷效果107-109
• 3.2.6 材料去除鉛、鋅、鎘和砷的機(jī)理109-114
• 3.2.6.1 幾種鋼渣和含鐵錳礦的成份分析109-110
• 3.2.6.2 鋼渣吸附幾種重金屬的XRD圖譜分析110-113
• 3.2.6.3 鋼渣吸附幾種重金屬的掃描電鏡分析113-114
• 4 討論114-117
• 5 小結(jié)117-119
• 第五章 PRB工程應(yīng)用研究119-127
• 1 前言119-120
• 2 材料與方法120-122
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料120
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)和方法120-122
• 3 結(jié)果與討論122-126
• 3.1 模擬PRB柱變化122-123
• 3.2 模擬PRB柱的去除效果123-126
• 4 小結(jié)126-127
• 第六章 PPB工程設(shè)計(jì)127-136
• 1 前言127
• 2 設(shè)計(jì)概述127-131
• 2.1 反應(yīng)墻類型選擇128-129
• 2.2 反應(yīng)墻材料篩選129-130
• 2.3 反應(yīng)墻參數(shù)確定130-131
• 3 主要單元設(shè)計(jì)131-135
• 3.1 主體工程設(shè)計(jì)131-133
• 3.1.1 反應(yīng)停留時(shí)間t131
• 3.1.2 反應(yīng)墻厚度B和墻體寬度T131-132
• 3.1.3 使用年限132-133
• 3.2 配置工程設(shè)計(jì)133-135
• 3.2.1 地面硬化處理、排水溝及護(hù)坡建設(shè)133
• 3.2.2 監(jiān)測(cè)井及取樣井133
• 3.2.3 覆土植草133-134
• 3.2.4 植被綠化134-135
• 3.3 設(shè)計(jì)圖紙及施工說明135
• 3.4 施工效果135
• 4 小結(jié)135-136
• 第七章 結(jié)論和展望136-139
• 1 研究特色與創(chuàng)新之處136
• 2 主要研究結(jié)論136-138
• 3 研究展望138-139
• 附錄一 設(shè)計(jì)圖紙及說明139-152
• 參考文獻(xiàn)152-165
• 致謝165

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7 邱瑞芳;鋼渣—粉煤灰復(fù)合PRB介質(zhì)修復(fù)地表水中典型污染物的研究[D];山西大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 耿棟健;重構(gòu)鋼渣及性能與應(yīng)用[D];濟(jì)南大學(xué);2010年

2 溫建;鋼渣的活性激發(fā)及資源化利用[D];中南大學(xué);2013年

3 魏賢;鋼渣對(duì)不同輪作制度酸性土壤改良效果及其安全性評(píng)價(jià)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 劉天成;鋼渣高效活化及在綠色建材中的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2008年

5 吳杰;鋼渣的回收及其利用研究[D];河南理工大學(xué);2011年

6 游潤(rùn)衛(wèi);包鋼鋼渣作為筑路材料的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2006年

7 王曉龍;鋼渣活化處理試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

8 趙小燕;鋼渣回用潛能評(píng)價(jià)及相關(guān)指標(biāo)體系的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

9 宋佳強(qiáng);鋼渣梯級(jí)利用的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

10 溫金保;鋼渣的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：鉛鋅礦多重金屬污染地下水的原位滲透反應(yīng)墻修復(fù)技術(shù)研究與示范，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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