發(fā)布時(shí)間：2020-05-05 05:54

【摘要】：本研究利用湖南省醴陵市受重金屬污染農(nóng)田土壤作為研究對象,首先通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn),確定最佳的萃取劑以及萃取條件;隨后利用陰離子交換樹脂對土壤萃取液進(jìn)行回收;并且對萃取后的土壤進(jìn)行植物栽培,利用兩種植物對萃取后土壤進(jìn)行肥力恢復(fù)�？蔀榻窈蟠蠓秶耐寥阑瘜W(xué)修復(fù)提供一定的技術(shù)儲備。主要結(jié)論如下:(1)通過對土壤樣品進(jìn)行取樣分析,該土壤中重金屬Pb、Zn、Cu、Cd的含量分別為95.53 mg·kg~(-1)、138.11 mg·kg~(-1)、24.41 mg·kg~(-1)、0.81 mg·kg~(-1)。其中Cd污染較為嚴(yán)重,超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2.7倍。(2)通過比較不同濃度的多種有機(jī)酸與三種EDTA鹽對土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的去除效果。結(jié)果表明,有機(jī)酸對土壤中四種重金屬都具有一定的去除效果,其中,水楊酸對Pb、Zn、Cu、Cd的萃取效果最好,其萃取率最高分別達(dá)到8.83%、5.74%、4.45%、47.66%,酒石酸與檸檬酸其次,谷氨酸與天冬氨酸最差;另外,三種EDTA鹽溶液對土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的去除效果強(qiáng)于有機(jī)酸溶液;對兩種重金屬的去除率表現(xiàn)為:CdPbCuZn;且三種EDTA鹽對土壤中四種重金屬的去除效果表現(xiàn)為NH_4-EDTANa-EDTACa-EDTA。(3)分別對三種EDTA鹽(Na-EDTA、NH_4-EDTA、Ca-EDTA)的土壤萃取液進(jìn)行濁度測定,其濁度分別為98.6 TU、88.0 TU、7.6 TU。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,Ca-EDTA萃取液濁度最低,溶液沉降性最好,有利于土壤萃取液的后續(xù)處理。(4)EDTA鈣鹽對土壤的最佳萃取條件為:在濃度為2.5 mmol·L~(-1)下,土壤與萃取液按固液比為1:5進(jìn)行萃取,時(shí)間為2h,對土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的萃取率分別為45.29%、13.03%、18.54%、68.94%。(5)利用氯型717陰離子交換樹脂對土壤萃取液中EDTA重金屬絡(luò)合物進(jìn)行靜態(tài)振蕩吸附實(shí)驗(yàn),考察固液比,pH,時(shí)間,溫度對樹脂吸附EDTA重金屬絡(luò)合物的影響。結(jié)果表明:隨著萃取液中EDTA重金屬絡(luò)合物總量增加,樹脂對其吸附能力減弱,當(dāng)固液比為1:30時(shí),對萃取液中Pb、Zn、Cu、Cd的去除率分別為96.35%、66.92%、87.06%、93.53%;在pH=5.6時(shí),樹脂對溶液中Pb、Zn、Cu、Cd的去除率分別為96.42%、68.14%、87.94%、93.38%;另外當(dāng)時(shí)間在30-45 mins時(shí),樹脂對萃取液中Pb、Zn、Cu、Cd達(dá)到吸附平衡;當(dāng)溫度達(dá)到25-35℃時(shí),樹脂對萃取液中Pb、Zn、Cu、Cd去除效果較好好,去除率分別達(dá)到95.38%、68.73%、86.53%、93.24%。(6)采用動態(tài)上柱吸附法對萃取液中EDTA重金屬絡(luò)合物進(jìn)行吸附處理。結(jié)果表明:隨著上柱流速不斷增加,樹脂的穿透點(diǎn)以及飽和點(diǎn)出現(xiàn)的越快,表現(xiàn)出向左移動的趨勢。當(dāng)上柱流速為4mL·min~(-1)時(shí),樹脂對萃取液處理量達(dá)到最大,其中對Pb的穿透容量和飽和容量分別為4.04 mg·g~(-1)、5.93 mg·g~(-1),對Cd的穿透容量和飽和容量分別為0.089 mg·g~(-1)、0.121 mg·g~(-1),對Cu的穿透容量和飽和容量分別為0.612 mg·g~(-1)、1.61mg·g~(-1),對Zn的穿透容量和飽和容量分別為1.27 mg·g~(-1)、7.28 mg·g~(-1)。(7)利用金屬鹽溶液作為再生劑,對樹脂中的EDTA金屬絡(luò)合物進(jìn)行動態(tài)洗脫回收處理。結(jié)果表明:四種金屬鹽溶液對樹脂中EDTA重金屬絡(luò)合物的洗脫效果依次為:Fe_2(SO_4)_3MgSO_4CaCl_2KCl,其中Fe_2(SO_4)_3效果最好,洗脫體積為60mL。(8)利用Fe_2(SO_4)_3作為再生劑對樹脂進(jìn)行后續(xù)連續(xù)5次吸附再生實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:在流速為2mL·min~(-1)情況下,經(jīng)過5次吸附—洗脫再生后,其中Cd的洗脫效率保持在75.65%~84.19%,樹脂對Cd去除率保持在76.64%~93.43%;對Pb的洗脫率保持在68.37%~78.32%,樹脂對Pb的去除率保持在68.69%~95.38%;對Cu的洗脫率保持在62.95%~71.65%,樹脂對Cu的去除率保持在63.73%~87.26%;對Zn的洗脫率保持在55.83%~66.34%,樹脂對Zn的去除率保持在52.77%~67.82%。(9)濃縮液的后續(xù)處理。先對再生液濃縮液經(jīng)過深度酸化,其EDTA回收率達(dá)到72.17%~78.93%;另外通過對濾液進(jìn)行加堿(CaO)處理后,調(diào)節(jié)pH范圍在9~10,濃縮液中5種金屬離子(Cd、Pb、Fe、Cu、Zn)的去除率分別為93.87%、98.59%、99.07%、99.84%、99.19%。(10)利用兩種植物對萃取后土壤進(jìn)行肥力恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,經(jīng)過20d恢復(fù)后,空心蓮子草和狐尾藻的生物量均有明顯增加;另外,對比淋洗后土壤,恢復(fù)后土壤中各營養(yǎng)元素含量以及有機(jī)質(zhì)均有增加,其中總N、總P、總K、有效N、有效P、有效K、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)以及有機(jī)質(zhì)對比淋洗后土壤分別增加了7.11%、4.9%、24.79%、69.84%、24.65%、74.08%、3.47%、19.10%、24.34%、13.33%;并且恢復(fù)后的土壤中營養(yǎng)元素含量以及有機(jī)質(zhì)基本能達(dá)到原土中各指標(biāo)的含量。
【圖文】：

探究不同 pH 下樹脂對 EDTA 金屬絡(luò)合物去除率的影響；另外，選取固液1：30 使樹脂與淋洗液進(jìn)行混合置于離心瓶中，設(shè)置不同時(shí)間進(jìn)行連續(xù)取樣，考吸附平衡時(shí)間；選取固液比 1：30 將樹脂與淋洗液混合置于離心瓶中，設(shè)定不進(jìn)行連續(xù)采樣，考察溫度對樹脂吸附性能的影響。將以上每個樣品設(shè)置 3 個平在恒溫振蕩器上以 150 r min-1恒溫振蕩，所得樣品以 4000 r min-1離心 15 后，測定濾液中 Pb、Cd、Zn、Cu 含量。.2.3 動態(tài)吸附試驗(yàn)在室溫（25℃）下，精密稱取 2.0g 氯型陰離子樹脂裝入玻璃層析柱中，將玻柱頂部，用恒流泵按照不同流速（4 mL min-1，6 mL min-1，8 mL min-1）抽入層析柱中，從柱頂部向下通過玻璃層析柱,進(jìn)行動態(tài)上柱，吸附淋洗液TA 金屬絡(luò)合物，按單位體積為 50mL 收集流出液，測定單位體積中 Pb、Cd、含量，，當(dāng)流出液中濃度接近原液濃度時(shí)，停止進(jìn)樣，繪制不同流速下不同金屬線圖。實(shí)驗(yàn)裝置圖如 3-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S158;X53

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本文編號：2649648