砷是我國(guó)土壤和地下水當(dāng)中比較常見的一種超標(biāo)有毒類金屬元素,嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康。使用鐵氧化物作為鈍化劑可有效降低土壤中有效態(tài)砷含量,其產(chǎn)物的穩(wěn)定性效果與氧化物的形態(tài)和粒徑大小等有關(guān)。納米材料由于巨大的比表面積和快速反應(yīng)特性,已廣泛的用于土壤和水中污染物的去除。本研究以羧甲基纖維素鈉（CMC）和淀粉作為穩(wěn)定分散劑,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成了水鐵礦（HFO）納米材料,將其用于土壤和水中砷的吸附固定。首先開展了水中砷的吸附熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,利用現(xiàn)代技術(shù)手段和表面絡(luò)合模型在分子水平上探究砷與HFO納米材料的相互作用機(jī)制;隨后進(jìn)行土培實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)HFO納米材料對(duì)土壤砷的穩(wěn)定化效果,并分析土壤中砷的形態(tài)變化;采用盆栽試驗(yàn)驗(yàn)證HFO納米材料對(duì)土壤砷生物有效性的影響,同時(shí)監(jiān)測(cè)鐵氧化物的組成和形態(tài)變化及其對(duì)各結(jié)合態(tài)砷含量的影響;最后通過(guò)批實(shí)驗(yàn)和模擬土柱試驗(yàn)探討了HFO納米材料對(duì)土壤砷的吸附、納米材料在土壤中的遷移及其與砷的協(xié)同歸趨行為。本研究結(jié)果將為砷污染土壤的原位修復(fù)和農(nóng)田安全利用提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.CMC作為HFO納米材料的穩(wěn)定分散劑,主要通過(guò)產(chǎn)生空間位阻或靜電作用阻止納米材料的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 砷污染的危害
        1.1.2 土壤砷來(lái)源和污染現(xiàn)狀
        1.1.3 國(guó)內(nèi)外砷污染土壤修復(fù)措施
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 污染土壤砷的原位固定
        1.2.2 鐵氧化物對(duì)砷的吸附固定
        1.2.3 納米材料在砷修復(fù)中的應(yīng)用
        1.2.4 納米材料在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化和污染物的歸趨
    1.3 研究目的和意義
    1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 供試土壤和水樣的來(lái)源與采集
        2.1.2 水鐵礦納米材料的制備和表征
        2.1.3 供試作物
        2.1.4 主要藥品與耗材
        2.1.5 主要儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 水鐵礦納米材料對(duì)水中砷的固定吸附實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 水鐵礦納米材料對(duì)非種植條件下土壤砷的穩(wěn)定化效果
        2.2.3 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷生物有效性的影響
        2.2.4 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷的原位固定
    2.3 分析方法
        2.3.1 土壤中各形態(tài)砷含量的測(cè)定
        2.3.2 土壤毒性浸出實(shí)驗(yàn)（TCLP）
        2.3.3 植物樣品中總砷含量的測(cè)定
        2.3.4 土壤中不同鐵氧化物含量的測(cè)定
        2.3.5 質(zhì)量保證與控制
        2.3.6 數(shù)據(jù)分析方法
第三章 水鐵礦納米材料對(duì)As（V）的吸附固定
    3.1 水鐵礦納米材料的合成和表征
        3.1.1 水鐵礦納米材料的水穩(wěn)定性
        3.1.2 水鐵礦納米材料粒徑分析
    3.2 水鐵礦納米材料對(duì)水中As（V）的吸附
        3.2.1 不同穩(wěn)定劑對(duì)水鐵礦納米材料吸附砷的影響
        3.2.2 水鐵礦納米材料對(duì)砷的吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究
    3.3 水鐵礦納米材料吸附As（V）的機(jī)理
        3.3.1 吸附產(chǎn)物表征及吸附機(jī)理
        3.3.2 pH值對(duì)水鐵礦納米材料吸附As（V）的影響
        3.3.3 表面絡(luò)合模型預(yù)測(cè)不同pH邊條件下砷酸根分布形態(tài)
    3.4 水鐵礦納米材料在砷污染廢水治理中的應(yīng)用
    3.5 討論
        3.5.1 穩(wěn)定劑對(duì)水鐵礦納米材料合成和As（V）吸附的影響
        3.5.2 As（V）在水鐵礦納米材料表面的吸附
    3.6 小結(jié)
第四章 非種植條件下水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷的穩(wěn)定化效應(yīng)
    4.1 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷穩(wěn)定效率的影響
        4.1.1 水鐵礦和水鐵礦納米材料對(duì)土壤TCLP提取可溶態(tài)砷含量的影響
        4.1.2 不同水鐵礦納米材料添加量對(duì)土壤TCLP提取可溶態(tài)砷含量的影響
    4.2 水鐵礦納米材料對(duì)非種植土壤砷賦存形態(tài)的影響
        4.2.1 水鐵礦納米材料穩(wěn)定土壤后砷結(jié)合態(tài)的變化
        4.2.2 土壤結(jié)合態(tài)砷與TCLP提取可溶態(tài)砷含量的關(guān)系
    4.3 討論
    4.4 小結(jié)
第五章 種植條件下水鐵礦納米材料對(duì)砷有效性的影響
    5.1 水鐵礦納米材料對(duì)植株生物量和砷濃度的影響
        5.1.1 水鐵礦納米材料對(duì)小油菜地上部生物量的影響
        5.1.2 水鐵礦納米材料對(duì)小油菜砷含量的影響
        5.1.3 水鐵礦納米材料對(duì)小油菜砷富集和轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響
    5.2 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷有效性的影響
        5.2.1 水鐵礦納米材料對(duì)水溶態(tài)砷含量的影響
        5.2.2 水鐵礦納米材料對(duì)有效態(tài)砷含量的影響
        5.2.3 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷固液分配系數(shù)的影響
    5.3 水鐵礦納米材料對(duì)種植土壤砷賦存形態(tài)的影響
        5.3.1 水鐵礦納米材料對(duì)土壤各結(jié)合態(tài)砷含量的影響
        5.3.2 土壤各結(jié)合態(tài)砷與植株砷含量的關(guān)系
    5.4 水鐵礦納米材料在土壤中的轉(zhuǎn)化及其與砷形態(tài)的關(guān)系
    5.5 討論
        5.5.1 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷的鈍化效果
        5.5.2 非晶質(zhì)鐵氧化物含量對(duì)砷鈍化的影響
    5.6 小結(jié)
第六章 水鐵礦納米材料在土壤中的運(yùn)移及其對(duì)砷的固定和遷移行為的影響
    6.1 砷在土壤和水鐵礦納米材料膠體上的吸附
        6.1.1 砷在土壤中的解吸動(dòng)力學(xué)
        6.1.2 水鐵礦納米材料對(duì)土壤砷的吸附固定
    6.2 水鐵礦納米材料在土壤中的遷移行為
        6.2.1 理論基礎(chǔ)
        6.2.2 示蹤劑溴離子在土壤中的運(yùn)移
        6.2.3 水鐵礦納米材料在土壤中的運(yùn)移
    6.3 水鐵礦納米材料對(duì)砷在土壤中遷移行為的影響
        6.3.1 水鐵礦納米材料在砷污染土壤中的遷移行為
        6.3.2 水鐵礦納米材料對(duì)砷在污染土壤中遷移的影響
    6.4 討論
    6.5 小結(jié)
第七章 全文結(jié)論
    7.1 全文結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新之處
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]不同類型礦物和土壤對(duì)砷的吸附—解吸研究[D]. 吳萍萍.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2011
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本文編號(hào)：3056766