本文關(guān)鍵詞：鈦石膏改良土壤鎘污染的機理及鎘的生物有效性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硫酸法鈦白粉是產(chǎn)量、需求量較大的化工產(chǎn)品之一,作為副產(chǎn)物的鈦石膏產(chǎn)量大,且鈦石膏的產(chǎn)生量隨著鈦礦石品位的不斷下降而持續(xù)增加。鈦石膏含水量高、雜質(zhì)成分多限制了其作為水泥緩凝劑和建筑材料等方面的應(yīng)用,亟需尋求和建立高效環(huán)保且處理量大的資源化處理方法。本文以鈦石膏的資源化利用為目的,在對鈦石膏基本性能全面分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合鈦石膏處置量大的特點,提出將鈦石膏作為土壤鎘污染改良劑,考察了鈦石膏對鎘的吸附固定性能和土壤中鎘賦存形態(tài)的影響因素,通過實驗研究了鈦石膏改良土壤機理和實際改良效果。主要研究內(nèi)容和成果如下：1.對鈦石膏的基本性能進行了全面的測試分析,填補了對鈦石膏的性能系統(tǒng)性研究的空白,并結(jié)合性能研究結(jié)果分析了鈦石膏作鎘污染改良劑的可行性。結(jié)果表明,鈦石膏粒徑小、含水量大,呈弱堿性,主要雜質(zhì)成分鐵以帶負電荷的膠體形式存在；鈦石膏有提高土壤肥力的優(yōu)勢,對土壤環(huán)境沒有危害；鈦石膏酸中和能力值(ANC)為6625mmol/g,加入土壤中能有效提高土壤pH值,具有作改良劑的可行性。2.通過考察鈦石膏對鎘的吸附性能及影響因素,評估了鈦石膏用于改良土壤鎘污染的潛力。結(jié)果表明,鈦石膏對Cd2+具有良好的吸附性能,鈦石膏對Cd2+的等溫吸附過程符合Langmuir吸附等溫方程,飽和吸附量為18.29mg/g。吸附過程最佳鈦石膏添加量為10g/L,pH在3-6的范圍內(nèi),鈦石膏對Cd2+的吸附量隨pH的增加而增加。3.通過跟蹤土壤性質(zhì)和鎘形態(tài)的變化,研究鈦石膏作為土壤改良劑時鎘元素的存在形態(tài)和固定機理。結(jié)果表明,添加鈦石膏能有效提高土壤pH值和陽離子交換量、降低土壤的氧化還原性電位,最大變化幅度分別為29%、16.1%和12.04%。其中EXC-Cd (水溶交換態(tài))和CA-Cd(碳酸鹽結(jié)合態(tài))向FeMnOx-Cd(鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))和RES-Cd(殘渣態(tài))轉(zhuǎn)變,EXC-Cd從20.7%下降至13.8%,CA-Cd從23.6%下降至13.6%,Res-Cd從33.3%上升至44.6%,FeMnOx-Cd從11.3%上升至12.4%,鎘被固定的主要機理包括沉淀作用和吸附作用。4.通過盆栽實驗和實際農(nóng)田種植實驗,研究改良后土壤鎘的生物有效性,評估水稻種植的安全性。結(jié)果表明,添加鈦石膏能有效降低土壤MgCl2、DTPA、HCl有效鎘含量,最大下降幅度分別為39%、33%和17%。添加鈦石膏能減少水稻籽粒鎘含量,對水稻生長沒有不良影響,且具有一定增產(chǎn)效果。通過本文的研究工作,建立了對鈦石膏進行資源化利用的一種有效方法。鑒于需要治理的鎘污染土壤的面積巨大,作為土壤改良劑使用,可以為鈦石膏的處置提供一個消耗量大且便于實施的出路。本論文研究成果為推廣應(yīng)用于被其他重金屬污染土壤的治理,提供了理論依據(jù)和技術(shù)手段。
【關(guān)鍵詞】：鈦石膏 吸附性能 鎘污染 土壤改良 生物有效性
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-12
• 1.1 研究背景和目的11-12
• 第2章 文獻綜述12-28
• 2.1 土壤鎘污染與治理研究背景12
• 2.2 土壤鎘污染的危害及鎘污染現(xiàn)狀12-13
• 2.3 鎘污染土壤的修復(fù)方法和現(xiàn)狀13-16
• 2.3.1 工程修復(fù)法14-15
• 2.3.2 生物修復(fù)法15
• 2.3.3 化學(xué)修復(fù)法15
• 2.3.4 基于工業(yè)副產(chǎn)廢物的生態(tài)修復(fù)法15-16
• 2.4 鎘在土壤中的賦存形式及其影響因素16-18
• 2.4.1 pH對Cd賦存形式的影響17
• 2.4.2 有機質(zhì)對Cd賦存形式的影響17
• 2.4.3 土壤CEC對Cd賦存形式的影響17-18
• 2.4.4 土壤類型對Cd賦存形式的影響18
• 2.5 鈦石膏概述及資源化應(yīng)用現(xiàn)狀18-25
• 2.5.1 鈦石膏概述18-19
• 2.5.2 鈦石膏的組成和性質(zhì)19-20
• 2.5.3 鈦石膏的處理和危害20-21
• 2.5.4 鈦石膏的資源化處理方法21-24
• 2.5.5 鈦石膏資源化應(yīng)用現(xiàn)狀和問題24-25
• 2.6 本文研究工作和創(chuàng)新點25-28
• 2.6.1 研究思路25-26
• 2.6.2 研究內(nèi)容26-27
• 2.6.3 課題創(chuàng)新點27-28
• 第3章 鈦石膏的基本性能研究28-38
• 3.1 實驗材料與方法28-29
• 3.2 鈦石膏的基本特性29-36
• 3.2.1 鈦石膏的基本化學(xué)組成29-31
• 3.2.2 鈦石膏的粒徑和含水量31-32
• 3.2.3 鈦石膏的重金屬元素及浸出毒性分析32-33
• 3.2.4 鈦石膏的物相及熱重分析33-35
• 3.2.5 鈦石膏的SEM分析35-36
• 3.3 鈦石膏的酸堿中和能力測定36
• 3.4 鈦石膏改良土壤的可行性分析36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 鈦石膏吸附Cd~(2+)的平衡特性及影響因素38-44
• 4.1 實驗材料和方法38-39
• 4.1.1 實驗材料38
• 4.1.2 實驗方法38-39
• 4.2 實驗結(jié)果和討論39-43
• 4.2.1 吸附動力學(xué)39-40
• 4.2.2 吸附等溫線方程40-41
• 4.2.3 pH對鈦石膏吸附的影響41-42
• 4.2.4 鈦石膏加量對吸附的影響42-43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 第5章 鈦石膏改良土壤鎘污染的機理研究44-59
• 5.1 實驗材料和方法44-48
• 5.1.1 供試土壤和鈦石膏44-45
• 5.1.2 試驗設(shè)計45-46
• 5.1.3 實驗儀器及試劑46
• 5.1.4 相關(guān)指標分析及方法46-48
• 5.2 添加鈦石膏對土壤基本性質(zhì)的影響48-51
• 5.2.1 添加鈦石膏后土壤pH值的變化48-49
• 5.2.2 添加鈦石膏后土壤CEC值的變化49-50
• 5.2.3 添加鈦石膏后土壤Eh值的變化50-51
• 5.3 添加鈦石膏后土壤鎘形態(tài)的變化51-55
• 5.4 添加鈦石膏對土壤有效鎘含量的影響55-56
• 5.5 鈦石膏改良土壤鎘污染的固定機理56-57
• 5.6 本章小結(jié)57-59
• 第6章 添加鈦石膏對土壤鎘生物有效性的影響59-65
• 6.1 材料與方法59-60
• 6.1.1 實驗材料59
• 6.1.2 實驗設(shè)計59-60
• 6.1.3 樣品分析方法60
• 6.2 添加鈦石膏對土壤鎘生物有效性的影響60-63
• 6.2.1 添加鈦石膏對土壤全鎘和有效鎘含量的影響60-61
• 6.2.2 添加鈦石膏對水稻生長的影響61
• 6.2.3 添加鈦石膏對水稻籽粒產(chǎn)量及生物量的影響61-62
• 6.2.4 添加鈦石膏對水稻地上部分鎘含量的影響62-63
• 6.3 大面積種植實驗結(jié)果63-64
• 6.4 本章小結(jié)64-65
• 第7章 結(jié)論與展望65-67
• 7.1 結(jié)論65
• 7.2 展望65-67
• 參考文獻67-75
• 研究生期間發(fā)表論文75-76
• 致謝76

【參考文獻】

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本文編號：252341