【摘要】：目前,化學(xué)固化穩(wěn)定技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到污染土壤的修復(fù),針對北方的堿性土壤,大部分重金屬在堿性環(huán)境中都處于比較穩(wěn)定的狀態(tài),但是重金屬鉻由于其價態(tài)的多樣性,使得它在土壤中會以多種形態(tài)存在,尤其在堿性環(huán)境中很不穩(wěn)定,容易發(fā)生遷移進(jìn)而污染地下水,因此為了降低鉻在土壤中的流動性,模擬鉻污染土壤,向其中加入K_2FeO_4固定劑,研究其對土壤中鉻的吸附和解吸性能的影響,取得以下主要成果。1.參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-2008),模擬鉻污染土壤,通過單因素實驗,研究在不同的pH、溫度、反應(yīng)時間、K_2FeO_4投加量、Cr(Ⅵ)初始濃度等條件下土壤對重金屬鉻的吸附性能,并運用等溫吸附曲線和熱力學(xué)方程進(jìn)行模擬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤對Cr(Ⅵ)的吸附量隨著K_2FeO_4投加量的增加而增加,當(dāng)投加量達(dá)到400mg·kg-1時,吸附量達(dá)到最大;土壤中添加K_2FeO_4后,Cr(Ⅵ)的吸附量隨著pH的升高而增大,當(dāng)pH達(dá)到9-10時,吸附量達(dá)到最佳,pH繼續(xù)升高,吸附量反而下降;添加固定劑后的土壤對Cr(Ⅵ)的吸附過程為吸熱反應(yīng),而且用朗格繆爾(langmuir)吸附模型和弗蘭德利希(Freundlich)吸附模型對實驗結(jié)果進(jìn)行模擬,兩種擬合相關(guān)系數(shù)都比較高,langmuir吸附模型說明K_2FeO_4提高了土壤對Cr(Ⅵ)的吸附容量,而Freundlich吸附模型說明K_2FeO_4提高了土壤對Cr(Ⅵ)的吸附性能;運用動力學(xué)方程對吸附過程進(jìn)行擬合,結(jié)果顯示準(zhǔn)二級動力學(xué)方程更能反映此吸附過程,說明此吸附過程為化學(xué)吸附。2.通過正交實驗,研究各影響因素如pH、溫度、反應(yīng)時間、K_2FeO_4投加量、含水率等因素對土壤中Cr(Ⅵ)吸附效果的綜合影響,經(jīng)過對實驗結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):對于原土樣各因素對吸附效果影響大小依次為pH值含水率溫度反應(yīng)時間,其最佳吸附條件組合是pH值為6.0、含水率為70%、溫度為30℃、反應(yīng)時間為5h,在此最佳吸附條件組合下Cr(Ⅵ)的吸附量為0.1741mg·g-1,即相對吸附量達(dá)到43.53%。對于添加K_2FeO_4土樣各影響因素對吸附效果影響大小依次為Fe6+投加量pH值含水率溫度反應(yīng)時間,其最佳吸附條件組合是Fe6+投加量為400mg·kg-1、pH值為8.4、含水率為70%、溫度為25℃、反應(yīng)時間為6h,其最佳吸附條件組合下Cr(Ⅵ)的吸附量為0.3765mg·g-1,即相對吸附量達(dá)到94.13%,比原土的相對吸附量提高了50.6個百分點。3.通過正交實驗,研究自然條件如pH、初始含水率、溫度、時間對原土樣中Cr(Ⅵ)解吸情況的綜合影響,對實驗結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):對原土樣中Cr(Ⅵ)各因素對解吸情況影響的大小依次為pH值浸取時間初始含水率溫度,并且Cr(Ⅵ)的最大解吸條件組合是pH值為6.6、初始含水率為9%、溫度為30℃、浸取時間為8h;在此條件下Cr(Ⅵ)的解吸量達(dá)到0.2031mg·g-1,最小解吸條件組合是pH值為4.2、初始含水率為30%、溫度為20℃、浸取時間為2h,在此條件下Cr(Ⅵ)的解吸量達(dá)到0.1327mg·g-1。4.通過正交實驗,研究pH、初始含水率、溫度、時間對添加K_2FeO_4土樣中Cr(Ⅵ)的解吸情況的綜合影響,對實驗結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):對于土樣中的Cr(Ⅵ)解吸過程的影響大小依次為pH值初始含水率浸取時間溫度;并且Cr(Ⅵ)的最大解吸條件組合是pH為4.2、初始含水率為9%、溫度為15℃、浸取時間為6h,在此條件下Cr(Ⅵ)的解吸量為0.0853mg·g-1;其最小解吸條件組合是pH為6.6、初始含水率為30%、溫度為20℃、浸取時間為2h,在此條件下Cr(Ⅵ)的解吸量為0.0048mg·g-1。與原土樣相比Cr(Ⅵ)解吸量平均降低了30.9%,說明K_2FeO_4提高了土壤對鉻的固定作用,進(jìn)而防止重金屬鉻對地下水的污染。
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【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2435106