【摘要】：開(kāi)展礦區(qū)土壤重金屬修復(fù),了解土壤重金屬的污染特征,并對(duì)其污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),研究生物炭在不同條件下對(duì)土壤重金屬修復(fù)效果的研究,對(duì)認(rèn)識(shí)重金屬污染土壤特征及其防治具有重要的意義。本研究以安徽省馬鞍山南山礦土壤為研究對(duì)象,利用土壤采樣和室內(nèi)化驗(yàn)分析相結(jié)合的方法獲得研究區(qū)域土壤的理化性質(zhì)與土壤重金屬污染現(xiàn)狀。運(yùn)用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法、地積累指數(shù)法以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估編碼法對(duì)土壤重金屬污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià),得到研究區(qū)土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。通過(guò)制備生物炭并測(cè)定其理化性質(zhì),檢驗(yàn)生物炭是否具備修復(fù)土壤重金屬的能力。在此基礎(chǔ)上,選擇污染處理程度、生物炭投加量以及修復(fù)時(shí)間3個(gè)水平進(jìn)行盆栽試驗(yàn),分析土壤中重金屬Cu或Cd酸可提取態(tài)和游離態(tài)含量隨修復(fù)時(shí)間、不同生物炭投加量以及不同污染程度的變化趨勢(shì),深入研究施加生物炭后對(duì)土壤重金屬的修復(fù)效果,為礦區(qū)土壤重金屬的修復(fù)研究提供參考。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過(guò)室內(nèi)化驗(yàn)和常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析,得出研究區(qū)土壤現(xiàn)狀:南山礦土壤pH值在2.62-6.86之間,呈酸性;陽(yáng)離子交換量在1.98-4.24cmol/kg(+)之間,含量較低、土壤肥力差;脲酶活性在7.00-12.71ugNH3-N/g之間、過(guò)氧化氫酶活性在32.27-43.56ml之間,酶活性較低,土壤肥力較差。(2)選擇As、Cd、Cr、Cu、Ni以及Zn 6種代表性重金屬元素進(jìn)行研究區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)。從土壤重金屬總量來(lái)看,與國(guó)家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或者馬鞍山當(dāng)?shù)丨h(huán)境背景值相比,As、Cd、Cu以及Zn 4種金屬超標(biāo),其中Cu和Cd元素超標(biāo)最為嚴(yán)重。從重金屬化學(xué)形態(tài)來(lái)看,Cd元素的毒性相對(duì)較大。運(yùn)用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)重金屬總量污染程度,結(jié)果表明除Cu和Cd的污染級(jí)別為中等污染外,其余重金屬污染均屬于低度污染級(jí)別。運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估編碼法評(píng)價(jià)重金屬形態(tài)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明Cu和Cd的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為輕度-中等污染級(jí)別,其余元素均為輕度污染等級(jí)。綜合評(píng)價(jià)南山礦區(qū)土壤重金屬污染呈輕度污染級(jí)別,Cu和Cd元素超標(biāo)且污染情況最為嚴(yán)重。(3)將制備好的生物炭進(jìn)行理化性質(zhì)的測(cè)定,檢驗(yàn)生物炭是否具備修復(fù)土壤重金屬的能力。檢驗(yàn)表明生物炭pH為8.76,呈堿性,等電點(diǎn)高,表面疏松多孔且存在羥基、羧基和內(nèi)酯基等堿性官能團(tuán),適合作為土壤重金屬修復(fù)材料。(4)采用污染處理的方法,獲得輕、中、重及嚴(yán)重污染程度的Cu或Cd重金屬污染土樣,利用生物炭對(duì)不同污染程度的Cu或Cd重金屬污染土樣進(jìn)行修復(fù),探討生物炭的不同投加量及反應(yīng)時(shí)間,對(duì)不同污染程度的Cu或Cd重金屬污染土樣的修復(fù)效果。結(jié)果表明施加生物炭后可以在一定程度上降低污染土壤中重金屬Cu或Cd的含量,并且生物炭投加量為1.0%修復(fù)土壤重金屬的效果明顯優(yōu)于0.5%的投加量修復(fù)重金屬的效果。施加生物炭后,隨著修復(fù)時(shí)間的增加,不同形態(tài)的Cu或Cd含量有所改變。從含量的下降速率來(lái)看,Cd的平均降低速率為56.24%,而Cu的平均降低速率為12.52%,生物炭修復(fù)Cd的效果明顯強(qiáng)于Cu。施加生物炭后,隨著修復(fù)時(shí)間的增加,土壤pH有所上升,脲酶和過(guò)氧化氫酶活性有所降低。通過(guò)修復(fù)Cu和Cd前后的生物炭紅外光譜圖上特征峰的偏移情況,表明施加生物炭后是離子交換和絡(luò)合反應(yīng)共同作用來(lái)修復(fù)土壤中Cu或Cd的污染,該結(jié)論以期為生物炭修復(fù)重金屬在原理上提供理論根據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X53;X751

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本文編號(hào)：2334811