典型鉛污染土壤修復(fù)工藝技術(shù)研究
本文選題:典型鉛污染土壤修復(fù)工藝技術(shù)研究 +
分類號(hào)——
UDC
密
級(jí)
量Q壘窆2
學(xué)校代碼
劣漣程歹大穿
學(xué)
題 目
位
論
文
典型鉛污染土壤修復(fù)工藝技術(shù)研究
Study
on a
英文 題
目
typical lead contaminated
壘Qi!堂魚i坐衛(wèi)翌魚笪墨鯉魚地墜趕
楊雯 教授 學(xué)位 博士 姓名
研究生姓各
彭會(huì)清一職稱 指導(dǎo)教師單位名稱童塑皇堡墮三猩學(xué)陵
申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 論文提交日期 碩士
郵編壘蘭QQzQ 環(huán)境工程
學(xué)科專業(yè)名稱
2Q!三生三旦論文答辯日期至Q!呈生堇旦
學(xué)位授予單位武漢理工大學(xué)學(xué)位授予日期
答辯委員會(huì)主席壟..趙邊,
評(píng)閱人圍杰
壑益遺
2013年5月
獨(dú)創(chuàng)性聲明
本人聲明,所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及 取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外, 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得 武漢理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一 同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說
明并表示了謝意。
簽名:
裼蜜
學(xué)位論文使用授權(quán)書
本人完全了解武漢理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即 學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版, 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)武漢理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的 全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制
手段保存或匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)經(jīng)武漢理工大學(xué)認(rèn)可的國(guó)家有
關(guān)機(jī)構(gòu)或論文數(shù)據(jù)庫(kù)使用或收錄本學(xué)位論文,并向社會(huì)公眾提供信息
服務(wù)。 (保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)
研究生(簽名):書嚶
導(dǎo)師(簽名攤?cè)掌谏愁保叮畨?br />
武漢理工大學(xué)顧士學(xué)位論文
摘
要
近年來,隨著我國(guó)城市建設(shè)進(jìn)程的加快,搬遷企業(yè)遺慰下的大片污染場(chǎng)地 引發(fā)的環(huán)境問題網(wǎng)益受到關(guān)注。由于士壤污染的修復(fù)難、費(fèi)用高,亟需快速、
有效的土壤修復(fù)技術(shù)以加快我國(guó)污染場(chǎng)地的轉(zhuǎn)型利用。本文對(duì)西南區(qū)某典型鉛 蓄電池污染場(chǎng)地土壤為研究對(duì)象,首先對(duì)場(chǎng)地污染土壤特征及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng) 價(jià)以確定修復(fù)值,然后利用土壤清洗技術(shù)修復(fù)污染土壤,并對(duì)清洗的參數(shù)優(yōu)化 及土壤測(cè)試分析進(jìn)行研究。本研究得出的主要結(jié)論如下: (1)污染場(chǎng)地土壤特征及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 對(duì)該場(chǎng)地104個(gè)采樣點(diǎn)共計(jì)276個(gè)土壤樣品進(jìn)行pH值、鉛濃度測(cè)定,結(jié)果
顯示場(chǎng)地pH值整體里弱堿性,部分區(qū)域受鉛污染嚴(yán)重;檢測(cè)實(shí)驗(yàn)土壤鉛的粒徑 分布發(fā)現(xiàn)可針對(duì)不同粒徑進(jìn)行清洗。對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、暴露評(píng)估、毒性評(píng)
估后,通過綜合考慮,確定當(dāng)場(chǎng)地用作住宅及公共用地時(shí),采用血鉛評(píng)價(jià)值
293mg/kg為修復(fù)目標(biāo)值;當(dāng)用作商服及工業(yè)用地時(shí)600mg/kg為修復(fù)目標(biāo)值。
(2)摩擦清洗實(shí)驗(yàn)室研究
通過正交實(shí)驗(yàn)確定最佳清洗參數(shù)為:水土比為70%干物質(zhì)、溫度為25℃、 攪拌30min、攪拌速率為1200r/min。對(duì)3份土壤進(jìn)行摩擦清洗,清洗效率分別
為:67.61%、31.71%、41.01%。研究砂粒粒級(jí)變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)0.25~0.5mm處是清
洗質(zhì)量變化的拐點(diǎn);掃描電鏡(SEM)觀察發(fā)現(xiàn)摩擦清洗能從砂粒表面去除一 部分細(xì)粒土壤和鉛污染物。 (3)泡沫浮選實(shí)驗(yàn)室研究 通過浮選條件實(shí)驗(yàn)確定浮選最佳條件為:土壤粒徑范圍為<0.05mm、pH值 為1 1.0、2%Na2S 2mL、l%黃藥4mL、浮選時(shí)間為5min。研究浮選的形態(tài)變化 發(fā)現(xiàn):浮選對(duì)有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)去除率最好;加入Na2S有利于提高有機(jī)物 和硫化物結(jié)合態(tài)的去除率。 (4)土壤清洗工藝實(shí)驗(yàn)室研究 將清洗工藝進(jìn)行組合后研究發(fā)現(xiàn):流程2是最佳流程,且處理后最終土壤 能達(dá)標(biāo)排放。形態(tài)研究表明:摩擦清洗主要去除碳酸鹽結(jié)合態(tài)和Fe.Mn氧化物 結(jié)合態(tài);泡沫浮選主要去除有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài);藥劑清洗對(duì)各個(gè)形態(tài)的去
武漢理二E大學(xué)碩士學(xué)位論文
除效果均較好。處理后±壤的鉛毒性浸出.評(píng)價(jià)表明:流程1、2處理后土壤不屬
于危險(xiǎn)廢物,可用作其他用途;而流程3處理后土壤則屬于危險(xiǎn)廢物,需做填 埋等其他處理。 關(guān)鍵詞:土壤清洗技術(shù),鉛污染,土壤特征,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),工藝研究;
II
一——————————————————————————————————————————————————一
Abstract
武漢理一【大學(xué)碩士學(xué)位論文
In recent years,with the speeding
up
of city construction
in
OUr
country,
environmental problems caused by the relocation of enterprises large contaminated
sites left is becoming more and more attention.Soil contamination is difficult to of Urgent,need fast,effective soil rcmediation technology to repair,and the high cost speed up the transformation
and
utilization of contaminated sites in China.In this
area as
soil at the site ofthe southwest paper,a typical lead bmtery contaminated research obiect,at first to evaluate site
the
contamination of soil characteristics
and
environrnental risks to determine the repair technology remediation of contaminated
value,then the soil
and
rise
of the soil washing of
cleaning
the
parameter follows:
optimization and soil analysis test study.This study's
main conclusions
are as
(11 Contaminated site soil characteristics and environmental risk assessment
soil Experimental soil pH value of the site 104 sampling points total of 276 concentration of lead samples.the particle size distribution,the results weakly alkaline show
venue
and
lead detection
severe
pH
value overall,some
areas
affected by
lead pollution;different tablets diameter for
washing.Venue
for risk identification,
exposure assessment,toxicity assessment,comprehensive
the spot for residential repak the target
consideration,to determine
and
public
land,using
as a
blood lead evaluation value 293mg/kg
value;When
used
commercial’service and industrial
land
600mg&g target value for the repair.
(2)Attrition scrubbing
laboratory
studies ortho gonal experiments:so il
and water
rate
Best washing pamrmters determined by
ratio of 70%dry trotter,the tempemture of 25℃,stirring 1200r/min.3 parts soil attrition
30rain,st打ing
are
to
scrubbing,cleaning efficiencies
67.61%,31.71%, the
41.01%.Research sand particle size
cleaning quality
grad噸variation
found
at
0.25~0.5mm
changes
inflection point;scanning electron
microscopy(SEM)
observed that the friction cleaning tO remove part of
the
fag-grained soil and lead
contamination丘Dm
a
sand Sill"face.
(3)Flotation
laboratory
studies
III
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
Fbtation condition
experiments
to
determine
the optimal
pamrmters:so il
particle size range of<0.05rnm,the pH value of 11.0,2%Na2S 2mL,1%xanthate 4mL,flotation time of5min.Research of flotation morphological changes"flotation of organic
lmtter
and sulfide bound best
improve the organic
removal efficiency;,join rmtter and sulfide bound removal rate.
hboratory studies
Na2S
hep
to
(4)Soil washing process
After the washing process to combine the study found:the second process is the best process and final soil treated discbarge scrubbing to remove carbonate matter
standards.Morphobgy
found the attrition
and Fe-Mn
oxide bound;flotation to
remove
organic
and
sulfide bound;cleaning agents for the removal of various forrm of good.
Treated soil leaching of lead toxicity
evaluation
showed
that
process 1,2 treated soil
does not belong to the hazardous waste,can be used for other purpose;processes 3 treated soil is
a
hazardous waste,to be done to landfill and other processing.
Key words:Soil washing technology,lead pollution,soil risk assessment,process research;
characteristics,environment
IV
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
目
錄
摘
要………………………………………………………………………………….I
Abstract…………………………………………………………………………………………………………III
目勇之…………………………………………………………………………………………………………….i 第1章文獻(xiàn)綜述……………………………………………………………………1
1.1
研究背景…………………………………………………………………..1
1.2典型場(chǎng)地重金屬污染土壤特征概述………………………………………2
1.2.1我國(guó)場(chǎng)地土壤重金屬污染現(xiàn)狀……………………………………2 1.2.2鉛污染危害及其途徑………………………………………………3
1.2.3鉛的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及影響因素……………………………………4
1.2.4土壤中鉛的存在形態(tài)………………………………………………4
1.3場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)概述……………………………………………..5
1.4重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)介…………………………………………..6
1.4.1
電動(dòng)修復(fù)……………………………………………………………6
1.4.2固化/穩(wěn)定化………………………………………………………..7
1.4.3土壤淋洗法….:…………………………………………………….8
1.4.4土壤清洗……………………………………………………………9 1.4.5植物修復(fù)……………………………………………………………9
1.5土壤清洗技術(shù)工藝研究現(xiàn)狀……………………………………………10 1.5.1土壤清洗技術(shù)機(jī)理及工藝研究現(xiàn)狀…………………………….10 1.5.2摩擦清洗研究現(xiàn)狀……………………………………………….12 1.5.3泡沫浮選研究現(xiàn)狀……………………………………………….1 3 1.6研究目的、意義與內(nèi)容…………………………………………………14
1.6.1研究目的、意義………………………………………………….14 1.6.2研究?jī)?nèi)容…………………………………………………………..1 5 第2章
2.1
實(shí)驗(yàn)設(shè)備、藥劑及研究方法…………………………………………….1 6 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與藥劑…………………………………………………………16 2.1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備………………………………………………………….16
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
2.1.2實(shí)驗(yàn)藥劑…………………………………………………………。16 2.2主要實(shí)驗(yàn)研究方法………………………………………………………17 2.2.1土壤性質(zhì)研究方法……………………………………………….17 2.2.2土壤清洗實(shí)驗(yàn)方法……………………………………………….17 2.2.3實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定及評(píng)價(jià)方法………………………………………..17 2.2.4清洗土壤測(cè)試分析方法………………………………………….17 第3章鉛污染場(chǎng)地土壤特征分析及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)…………………………….19
3.1材料與方法………………………………………………………………19 3.1.1供試土壤………………………………………………………….19 3.1.2實(shí)驗(yàn)方法………………………………………………………….20
3.1.3測(cè)試指標(biāo)及分析方法…………………………………………….21 3.1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理………………………………………………….23 3.2鉛污染場(chǎng)地土壤特征分析結(jié)果與討論…………………………………23 3.2.1采樣土壤pH值與鉛濃度統(tǒng)計(jì)分析規(guī)律………………………..23 3.2.2土壤鉛的遷移率………………………………………………….26 3.2.3實(shí)驗(yàn)土壤特征…………………………………………………….27 3.3鉛污染場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)…………………………………………28 3.3.1建立場(chǎng)地概念模型……………………………………………….29
3.3.2毒性評(píng)估…………………………………………………………..32
3.3.3修復(fù)值的確定……………………………………………………..32
3.5
小結(jié)………………………………………………………………………………………………35
第4章摩擦清洗實(shí)驗(yàn)室研究……………………………………………………。36 4.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容………………………………………………………………….36
4.2數(shù)據(jù)處理……………………………………‰…………………………..37 4.3結(jié)果與分析………………………………………………………………37
4.3.1參數(shù)優(yōu)化………………………………………………………….37 4.3.2摩擦清洗效率評(píng)價(jià)……………………………………………….39 4.3.3摩擦清洗后砂粒粒級(jí)變化規(guī)律………………………………….42 4.3.4掃描電鏡測(cè)試分析……………………………………………….43
4.4_、結(jié)………………………………………………………………………………………………44 第5章泡沫浮選實(shí)驗(yàn)室研究………………………………………………………46
5.1
實(shí)驗(yàn)流程…………………………………………………………………46
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
5.2 5.3
數(shù)據(jù)處理…………………………………………………………………46
泡沫浮選條件實(shí)驗(yàn)研究…………………………………………………47
5.2.1 5.2.2 5.2.3
土壤粒徑條件實(shí)驗(yàn)……………………………………………….47 pH值條件實(shí)驗(yàn)……………………………………………………47 Na2S用量條件實(shí)驗(yàn)………………………………………………48
5.2.4黃藥用量條件實(shí)驗(yàn)……………………………………………….49
5.2.5浮選時(shí)間條件實(shí)驗(yàn)……………………………………………….50
浮選前后土樣中鉛形態(tài)分析……………………………………………5l
5.3.1 5.3.2 5.4
pH值條件實(shí)驗(yàn)浮選前后鉛形態(tài)分析……………………………51 Na2S用量條件實(shí)驗(yàn)浮選前后鉛形態(tài)分析………………………52
小結(jié)………………………………………………………………………………………………53
第6章
6.1 6.2 6.3
土壤清洗工藝實(shí)驗(yàn)室研究……………………………………………….54 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容…………………………………………………………………54 測(cè)試指標(biāo)及分析方法…………….-.…………………………………….55
結(jié)果與分析………………………………………………………………55
6.3.1
清洗效率評(píng)價(jià)…………………………………………………….55
6.3.2清洗前后鉛形態(tài)分布評(píng)價(jià)……………………………………….56 6.3.3清洗后土壤鉛毒性浸出評(píng)價(jià)…………………………………….57
6.4
小結(jié)………………………………………………………………………………………………58
第7章結(jié)論與建議……………………………………………………………….59
7.1
結(jié)論………………………………………………………………………………………………59
7.2存在的問題及建議………………………………………………………61 致
謝………………………………………………………………………………………………………..62
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………….63 附錄:攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況………………………………….69
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
第1章文獻(xiàn)綜述
1.1
研究背景
土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一,也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成
部分。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)速度的加快,許多工業(yè)企業(yè)陸續(xù)搬出城區(qū), 用地性質(zhì)發(fā)生改變,原有的工業(yè)用地被逐步開發(fā)為居住用地或公建用地,但搬
遷企業(yè)所遺留下的場(chǎng)地環(huán)境污染問題一時(shí)難以快速解決,不僅影響了土地的轉(zhuǎn)
型利用還嚴(yán)重危害未來居住者的身體健康。比如鉛蓄電池、采礦、冶煉、化工 等行業(yè),這些企業(yè)在生產(chǎn)中由于化學(xué)品泄露、廢水廢氣排放以及固體廢物隨意
傾倒和堆放,并通過大氣、地表徑流和地下水等地表地質(zhì)作用的影響,致使許
多工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地的土壤、地下水遭受嚴(yán)重污染,并危害到居民的健康。相對(duì)于 水污染、大氣污染及固體凌物污染,無(wú)論從立法上還是技術(shù)工藝上,土壤污染
的修復(fù)都相對(duì)滯后,土壤污染的治理難度也更大。所以,無(wú)論是從環(huán)境保護(hù)需
要還是從商業(yè)角度來說,土壤修復(fù)都具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
近些年,全國(guó)各地鉛蓄電池行業(yè)的重金屬污染造成許多“血鉛"事件,引
起廣泛關(guān)注。自2011年2月18日,國(guó)務(wù)院正式批復(fù)《重金屬污染綜合防治“十 二五”規(guī)劃》,中國(guó)陸續(xù)關(guān)閉了一大批鉛蓄電池工』一,然而遺留下來以鉛為主要
重金瞞污染物的場(chǎng)地治理成為難題。因?yàn)殂U污染土壤具有隱蔽性、毒害性、累
積性、長(zhǎng)期性、多樣性等特點(diǎn),被污染的土壤通過地下水或生物富集作用直接
或間接地影響著人類健康:人體積累的鉛過量會(huì)導(dǎo)致人體的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系 統(tǒng)、消化系統(tǒng)以及生殖系統(tǒng)混亂,尤其對(duì)兒童的危害最大。
土壤清洗技術(shù)適合修復(fù)重金屬污染場(chǎng)地,在美國(guó)、加拿大和歐洲得到廣泛
應(yīng)用。在我國(guó),土壤清洗技術(shù)工藝的研究尚不成熟。本研究針對(duì)我國(guó)鉛蓄電池 行業(yè)重金屬污染場(chǎng)地土壤狀況,以西南某鉛蓄電池廠土壤為研究對(duì)象,采集并 分析該場(chǎng)地鉛污染土壤并進(jìn)行土壤污染特征分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);同時(shí),以鉛為主 要修復(fù)目標(biāo),采用土壤清洗技術(shù)工藝對(duì)污染場(chǎng)地土壤進(jìn)行修復(fù),對(duì)土壤清洗技 術(shù)的單體工藝和復(fù)合清洗工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究。通過本研究對(duì)鉛蓄電池行業(yè)的
重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)具有一定的指導(dǎo)意義。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)協(xié)論文
1.2典型場(chǎng)地重金屬污染土壤特征概述
1.2.1
我國(guó)場(chǎng)地土壤重金屬污染現(xiàn)狀
土壤環(huán)境中的重金屬污染物在土壤中的滯留時(shí)間長(zhǎng),一般不易遷移,也不 能被土壤微生物分解,相反可在土壤中積累,并通過食物鏈在生物體中富集, 或轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物,對(duì)食物鏈中某些生物達(dá)到有害水平,最終在 人體內(nèi)蓄積而危害人體健康。 目前,全世界平均每年排放Hg約1.5萬(wàn)噸,Cu 340萬(wàn)噸,Pb 500萬(wàn)噸,
Mn 1500萬(wàn)噸,Ni 100萬(wàn)噸11】。國(guó)土資源部統(tǒng)計(jì)‘表明,我匿已受重金屬污染受重
金瘸污染的耕地已達(dá)2000萬(wàn)hm2,占我國(guó)耕種土地面積的10%以上【21。我國(guó)現(xiàn) 在每年因重金屬土壤污染問題而帶來的糧食與經(jīng)濟(jì)損失巨大|31。近些年,頻繁爆 發(fā)的重金屬污染事故眾多,不僅影響了社會(huì)穩(wěn)定還增加了土壤修復(fù)成本。 于2011年國(guó)務(wù)院批復(fù)的《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》中,重點(diǎn) 對(duì)5大行業(yè):采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學(xué)原料及其制品的砷、 鉛、汞、鉻、鎘等重金屬污染進(jìn)行控制。近些年,血鉛事件頻發(fā),如陜西風(fēng)翔 縣數(shù)百兒意“血鉛超標(biāo)”、浙江臺(tái)州等地因鉛酸蓄電池廠等涉鉛企業(yè)對(duì)大氣、水、 土壤等的污染引起的血鉛事件更是造成了極大的社會(huì)影響,使得鉛蓄電池的環(huán) 境和健康風(fēng)險(xiǎn)引起了引起管理部門和學(xué)者的極大關(guān)注[41。我圜鉛蓄電池廠主要分 布在江浙沿海一帶,具體分布見圖1.1所示。截止2011年,我國(guó)各地共排查鉛 蓄電池相關(guān)企業(yè)1930家,其中80%的企業(yè)停業(yè)整頓或勒令停產(chǎn),由于管理不善, 致使其大部分場(chǎng)地土壤鉛嚴(yán)重超標(biāo),如電池回收?qǐng)龅劂U污染土壤鉛含量范圍在
幾千到幾十萬(wàn)mg/kg不掣51,亟待修復(fù)。物料堆放場(chǎng),廢渣場(chǎng)及排污口是造成鉛 蓄電池行業(yè)場(chǎng)地高濃度鉛污染的主要原剛6’。如休斯頓鉛蓄電池回收?qǐng)龅氐碾姵?br />拆解車間臨近區(qū)域,鉛的濃度最高可達(dá)30萬(wàn)mg/kg,平均濃度在6萬(wàn).10萬(wàn)mg/kg,
其他的研究表明鉛也在相似的濃度范耐7'8】。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
目
>100 100.50 50.10 <10
圖1.1
我國(guó)鉛蓄電池廠分布圖
1.2.2鉛污染危害及其途徑
鉛(Pb)的原子序數(shù)為42,位于元素周期表的第六周期第四主族,相對(duì)原
子質(zhì)量為207.19,是一種銀灰色、質(zhì)軟的金屬,相對(duì)密度為11.35,熔點(diǎn)為327.46C, 沸點(diǎn)為1620。C。鉛是構(gòu)成地殼的元素之一,在地殼中的平均含量約為13mg/kg。 世界土壤中鉛的背景含量范圍值為2~200mg/kg,平均值為15.25mg/kg_【引。鉛主 要通過消化系統(tǒng)和呼吸道進(jìn)入人體,鉛進(jìn)入人體后分布于肝、腎、腦、胰及主 要?jiǎng)用}中,對(duì)人體造成危害很大。鉛中毒對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng),造血系統(tǒng)會(huì)造 成很大的危害,也會(huì)引起消化系統(tǒng)、腎功能損傷、對(duì)兒童的不良影響尤為突出【10J。
土壤重金屬污染途型¨】主要有:(1)受污染的土壤直接暴露在環(huán)境中,通
過土壤顆粒物等形式直接或間接地為動(dòng)物或人所吸收,從而在生物體內(nèi)蓄積, 對(duì)生物體產(chǎn)生危害;(2)通過雨水的淋溶作用,土壤中的重金屬向下緩慢滲透, 可能導(dǎo)致地下水的污染;(3)外界環(huán)境條件的變化,如酸雨、施加土壤添加劑 等因素提高了土壤重金屬的活性和生物可利用性,使得重金屬較容易為植物吸 收利用而進(jìn)人食物鏈,對(duì)動(dòng)物和人體產(chǎn)生毒害作用。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)能論文 1.2.3
鉛的迂移轉(zhuǎn)化規(guī)律及影響因素
鉛褐于積累性土壤污染物,進(jìn)入±壤中的鉛大部分被土壤顆粒和膠體吸附 或與有機(jī).無(wú)機(jī)化合物形成復(fù)合物。土壤中鉛化合物的溶解度和降解自由度低, 在土壤剖面向下移動(dòng)很少,隨土壤剖面深度增加,鉛含量下降,鉛大多積累于
0~15cm耕層中,且水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)都很困難[汜】。
P.Stille研究表明[13]土壤中的鉛主要富集在表層土壤40cm中。通過淋洗實(shí) 驗(yàn)表明,表±中的鉛多是以有機(jī)質(zhì)形式存在,而隨著土層深度的增加,鉛的磷 酸鹽礦物形式及鐵氧化物的形式有所提升。鉛在表層土壤40cm中的的遷移速度 大致范圍是0.5cm/y-1.6cm/y。杜紅霞【¨]對(duì)鉛在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行了研 究,結(jié)果表明土壤中全鉛的含量隨有機(jī)質(zhì)含量的降低而降低,這主要是由于有 機(jī)質(zhì)和鉛形成穩(wěn)定的有機(jī)鉛絡(luò)合物和鰲合物,具有一定的吸附能力。各形態(tài)鉛 中主要為殘?jiān)鼞B(tài)的鉛,其次是碳酸鹽結(jié)合態(tài),主要是和當(dāng)?shù)氐摹廊佬再|(zhì)有關(guān)。 尹玲玲【15】通過靜態(tài)試驗(yàn)表明,±壤對(duì)鉛具有很好的吸附性能,吸附容量可 達(dá)99.86m/g,這對(duì)保護(hù)地下水免受鉛污染具有重要意義。通過土柱試驗(yàn)表明, 鉛主要被吸附在土壤的表層,自淺至深鉛的含量越來越低。土壤對(duì)鉛的吸附與 土壤種類、pH值以及淋濾液的鉛含量有直接關(guān)系,不同土壤對(duì)同一含鉛廢水的 吸附量不同,同一土壤對(duì)不同聲值和濃度的含鉛廢水的吸附量也不同。這不僅 為研究土壤中鉛的吸附提供了試驗(yàn)依據(jù),也為了解和掌握鉛在土壤中的分布和 遷移提供理論指導(dǎo)。
1.2.4土壤中鉛的存在形態(tài)
土壤重金屬的形態(tài)分析主要有兩種:一種是Tessier法【16】,另一種是BCR'法。 Tessier?qū)⒅亟饘傩螒B(tài)分為:可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī) 物硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)等5種形態(tài);BCR法將可交換態(tài)與碳酸鹽結(jié)合態(tài)合并為 一種形態(tài),其余不變。可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物 硫化物結(jié)合態(tài)屬于易被生物利用的形態(tài),容易遷移轉(zhuǎn)化:殘?jiān)鼞B(tài)則較穩(wěn)定。 土壤中的可溶性鉛的含量一般很低,約占土壤總鉛量的1/4。土壤中的無(wú)機(jī)
鉛主要以二價(jià)態(tài)難溶性化合物存在,如PbC03、PbS04、Pb(0H)2等難溶態(tài)形
式存在,使鉛的移動(dòng)性和生物有效性降低,這是由于土壤中的各種陰離子對(duì)鉛 的固定作用。±壤中的黏土礦物與有機(jī)質(zhì)對(duì)鉛的吸附能力很強(qiáng),鉛可以與絡(luò)合 劑與螫合劑形成穩(wěn)定的絡(luò)合物和螯合物。黏土礦物對(duì)鉛的吸附作用以及鐵錳氫
4
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
氧化物(特別是錳的氫氧化物)對(duì)Pb2+的專性吸附作用,對(duì)鉛的遷移能力、活性
與毒性影響較大。當(dāng)土壤的pH值降低時(shí),由于一對(duì)吸附性鉛的解吸作用和增進(jìn) PbC03的溶解,部分被固定的PbC03可以釋放出來。土壤功的增高,會(huì)降低鉛的
可溶性。
1-3
場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)概述
目前,很多污染場(chǎng)地的調(diào)查只是對(duì)土壤和地下水進(jìn)行單一的采樣檢測(cè),與
相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較判斷場(chǎng)地的污染狀況,沒有結(jié)合場(chǎng)地的實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估, 這對(duì)實(shí)際的管理和修復(fù)沒有實(shí)際意義。其他各國(guó)均已通過采用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)對(duì) 實(shí)際場(chǎng)地進(jìn)行識(shí)別、度量和管理。場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指對(duì)已經(jīng)或可能污染的場(chǎng)地, 由于污染物排放或者泄露對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成的影響與損害進(jìn)行評(píng)估【17
環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可分為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)【1引。
J。
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的定義是【”】:研究一種或多種應(yīng)激物形成或可能形成不利生 態(tài)效應(yīng)可能性的過程,用來評(píng)估由于化學(xué)排放、人類活動(dòng)和子讓災(zāi)害產(chǎn)生非預(yù)
期影響的可能性和強(qiáng)度,對(duì)暴露和影響進(jìn)行定性/定量研究的一整套方式/方法。 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一種,主要是針對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)。1983年
美國(guó)最早提出健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的定義與框架;之后并對(duì)此進(jìn)行完善,現(xiàn)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)
佶的步驟更加具體化。之后其他歐洲各國(guó)均根據(jù)各自的污染現(xiàn)狀和環(huán)境管理模
式建立了相應(yīng)的系統(tǒng)的污染場(chǎng)地的風(fēng)險(xiǎn)管理方法和程序【20]。我國(guó)場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 研究起步較晚,北京市2007年率先頒布了《場(chǎng)地環(huán)境評(píng)價(jià)導(dǎo)則(暫行)》,對(duì)我 國(guó)場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)起到促進(jìn)作用。在具體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目研究中,張厚堅(jiān)等|2l】評(píng) 估了鉻渣污染場(chǎng)地土壤中鉻的健康風(fēng)險(xiǎn)并利用EPA的健康風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式計(jì)算出
場(chǎng)地修復(fù)值。
鉛以外的污染物,通常采用RBCA模型計(jì)算場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)及場(chǎng)地修復(fù)值。根據(jù) 暴露情景和土地利用方式,確定主要受體類型,計(jì)算所有污染物經(jīng)所有暴露途 徑的總致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn),以及基于場(chǎng)地特征的土壤和地下水修復(fù)啟動(dòng)值。
對(duì)于鉛污染物,一般采用綜合暴露吸收生物動(dòng)力學(xué)模型(Integrated Exposure
Uptake Biokinetic
Model
for Lead in
Children,IEUBK)(0歲~6歲的兒童)和成
人血鉛模型(Adult Lead Methodology Model,ALM)計(jì)算基于血鉛的人體健康
風(fēng)險(xiǎn)和場(chǎng)地修復(fù)啟動(dòng)值[!’1。對(duì)于居住用地,采用IEUBK模型討‘算預(yù)測(cè)兒童(O
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
歲~6歲)環(huán)境鉛暴露后血鉛濃度水平及基于人體血鉛的土壤修復(fù)啟動(dòng)值【23】;對(duì)
于I/商業(yè)用地采用ALM模型評(píng)估暴露于211/商業(yè)用地鉛污染土壤的孕婦胎兒血 鉛含量,表征鉛污染土壤的人體健康風(fēng)險(xiǎn)并用于計(jì)算鉛的土壤修復(fù)啟動(dòng)值f241。
鑒于鉛污染物對(duì)兒煮具有強(qiáng)烈毒性,大部分國(guó)家都是基于兒毫健康風(fēng)險(xiǎn)制 定鉛的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值f251。
1.4重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)介
近年來,污染土壤修復(fù)技術(shù)與工程發(fā)展很快,特別在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,已 具有相對(duì)成熟先進(jìn)的修復(fù)技術(shù),具體污染土壤修復(fù)技術(shù)的分類見表1.1【261。按處
置場(chǎng)地的不同,分為原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位不需要再搬運(yùn),但需
要更長(zhǎng)的時(shí)間周期。因?yàn)橥寥赖目勺冃院秃畬拥奶卣鳎茈y證實(shí)該過程的有
效性,所以目前沒有統(tǒng)一確定的原位土壤物理/化學(xué)處理方法。
表1.1污染土壤修復(fù)技術(shù)分類
熱能
熱處理(thermal)
目前,針對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有電動(dòng)修復(fù)、固lJc/穩(wěn)定化、化 學(xué)淋洗、士壤清洗、植物修復(fù)這幾類。下面就主要介紹以上幾種針對(duì)鉛污染±
壤的修復(fù)技術(shù)。
1.4.1
電動(dòng)修復(fù)
土壤電動(dòng)修復(fù)是一門新的經(jīng)濟(jì)型土壤修復(fù)技術(shù),其原理是在包含污染土壤
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
的電解池兩側(cè)施加直流電壓形成電場(chǎng)梯度,土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、
Cr、Zn等)和無(wú)機(jī)離子通過電遷移、電滲流或電泳等途徑被帶到位于電解池兩
極的處理室中,并進(jìn)行集中收集處理從而實(shí)現(xiàn)污染±壤樣品的減污或清洲27.2 81。
該技術(shù)產(chǎn)生的動(dòng)電效應(yīng)一般不受土壤透水性影響,因而特別適合于低滲透 性粘土和淤泥土,對(duì)于土壤中的Pb、舡、Cr、Cd、Cu、Hg和Zn等重金屬非常 有效的[:9];在沙土上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,土壤中Pb2+、crs+等重金屬離子的去除率
可達(dá)90%以上【3 01。
電動(dòng)修復(fù)技術(shù)最大的問題是對(duì)土壤的特性要求很高,研究發(fā)現(xiàn),土壤的pH 值、導(dǎo)電率、所含的雜質(zhì)、含水率、斷層的存在等因素均影晌該技術(shù)的效果[31]。
1.4.2固化/穩(wěn)定化
固定化技術(shù)通過把污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低滲透 性的材料,來減少污染物暴露的淋濾面積以達(dá)到限制污染物遷移的目的。穩(wěn)定 化技術(shù)是從改變污染物的有效性出發(fā),將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力或 毒性更小的形式。S/S技術(shù)包括:水泥固化、石灰火山灰固化、塑性材料包容固 化、玻璃化技術(shù)、藥劑穩(wěn)定化。在穩(wěn)定化技術(shù)中,加入藥劑的目的是改變土壤 的物理、化學(xué)性質(zhì),通過pH控制技術(shù)、氧化還原電勢(shì)技術(shù)、沉淀技術(shù)、吸附技 術(shù)、離子交換技術(shù)等改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài),從而降低其生物有效性
和遷移性。【ⅪJ
在污染土壤的固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者探討了水泥、粉煤灰、 石灰等單一固化劑對(duì)鉻渣或土壤中鉻的固定效率,但是完整的解釋固定機(jī)理的 理論體系并沒有建立起來,尤其是影響土壤固化體中重金屬的持久固定的因素 還不清楚,需要從重金屬的固定過程與pH、溫度、物料配比、混合條件等關(guān)系
進(jìn)一步開展研究,探索土壤固化體中重金屬的持久固定機(jī)制,以確保土壤固似
穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)的安全性。 固化/穩(wěn)定化技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,可利用現(xiàn)有的工程設(shè)備,處理成本較低。但該
技術(shù)主要存在增容比大和固化臆定化后的混合體需要進(jìn)行安全處囂,且對(duì)混合
體需要后期長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)和跟蹤等缺點(diǎn)。國(guó)際上,固化/穩(wěn)定化技術(shù)一般是作為填 埋技術(shù)的預(yù)處理技術(shù),很少單獨(dú)使用。固化/穩(wěn)定化技術(shù)較適用于作為處置量較 小、危害性很大的危險(xiǎn)廢物填埋處置的預(yù)處理。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
1.4.3土壤淋洗法
土壤淋洗法包括土壤異位洗滌技術(shù)和土壤原位淋洗技術(shù)。土壤淋洗使用的
藥劑主要有:EDTA、草酸、鹽酸、檸檬酸掣3 31。大量文獻(xiàn)表明對(duì)于受重金渦污
染的土壤(尤其是Pb,Cd,Cu及Zn),EDTA是被公認(rèn)的處理效果最好的人工 合成螫合劑。這是由于:(1)EDTA對(duì)于重金屬陽(yáng)離子有著很強(qiáng)的螯合能力;(2)
EDTA可以適用于更多的土壤類型;(3)EDTA可以回收并重復(fù)使用。 土壤異位洗滌技術(shù)由一系列物理操作單元和化學(xué)過程組成。首先,將污染 土壤挖掘出來,物理篩分為不同的顆粒級(jí)別;然后分別用水或溶于水的化學(xué)試 劑來清洗,去除污染物;薦處理含有污染物的廢水或廢液;最后將潔凈的土壤 回填或運(yùn)到其他地點(diǎn)。 土壤原位淋洗技術(shù)是將清洗液注入土壤中,從而帶走土壤孔隙問的污染物, 然后把沖洗液進(jìn)行回收并進(jìn)行處理和分離的技術(shù),作用原理見圖1.2。
垂 善
i
星
童
菩
蟄
詈
善
g
圖1-2
原位淋洗.地下水抽提技術(shù)示意圖[41】
影響土壤淋洗效果的主要因素有:土壤質(zhì)地、污染物種類及賦存狀態(tài)和清 洗劑的選擇[341!廊懒芟床贿m宜于修復(fù)質(zhì)地粘重、滲透性差的土壤;目前使用 的土壤淋洗藥劑價(jià)格都比較昂貴,不具有實(shí)際應(yīng)用性;另外,淋洗液的回收處 理問題也有待解決[3 51。
武漢理l二大學(xué)碩士學(xué)位論文 1.4.4
土壤清洗
土壤清洗技術(shù)大部分基于選礦技術(shù),是一種物理化學(xué)方法,廣泛應(yīng)用于歐 洲北部和美國(guó)的被污染的土壤治理。土壤清洗是一個(gè)以水為基的過程,洗滌非
原位上的土壤來去除污染物。通常用下列兩種方法從土壤去除污染物: (1)使污染物溶解或懸浮于清洗液中(可通過化學(xué)pH值的處理持續(xù)一段
時(shí)問): (2)通過土壤粒度分級(jí)、重力分級(jí)、摩擦清洗(其他與這些技術(shù)相似的應(yīng) 用于沙子和碎石操作中)使污染物濃縮為更小體積。 土壤清洗技術(shù)主要是由物理分離和化學(xué)清洗兩部分組成。研究表明大部分
污染物附著于細(xì)粒土壤顆粒(如粉粒和黏粒)表面上,可先采用物理分離技術(shù) 將大顆粒土壤予以分離,大大降低待處理污染土壤的質(zhì)量和體積;然后通過化
學(xué)清洗過程,使清洗液清沈液和污染土充分混合,被土壤吸附的無(wú)機(jī)或有機(jī)污 染物通過溶解、乳化或化學(xué)作用進(jìn)入淋洗液,從而隨淋洗液從土壤中去除。
物理分離技術(shù)主要包括:機(jī)械篩分、水力分級(jí)、重力濃縮、磁選、摩擦清 洗等;瘜W(xué)清洗主要包括:螫合荊清洗,表面活性劑清洗,萃取劑萃取,酸堿 溶液清洗。 陳同斌等人通過使用清洗技術(shù)某鋼鐵工業(yè)遺留場(chǎng)地污染土壤進(jìn)行修復(fù)并取 得較好的效果【36l,ART Engineering公司曾成功運(yùn)用清洗技術(shù)對(duì)Bend Trap射擊俱
樂部23800噸鉛污染土壤進(jìn)行處理,并實(shí)現(xiàn)回收110噸鉛精礦。根據(jù)鉛蓄電池
污染場(chǎng)地的特殊性,土壤受高濃度重金屬污染,且急需完成整治緊迫性,土壤 清洗法以其集成化、時(shí)間短、效率高、整治成本較低等特點(diǎn)即為值得加以評(píng)估 考慮的修復(fù)技術(shù)。為了發(fā)揮最佳修復(fù)效果,在進(jìn)行土壤清洗技術(shù)之前,需對(duì)先 對(duì)污染場(chǎng)地的特點(diǎn)進(jìn)行分析,如土壤粒徑分布及理化性質(zhì),污染物賦存形態(tài)等,
粒徑分布與污染物含量的關(guān)系【37】等。有觀點(diǎn)認(rèn)為清洗技術(shù)所適用的土壤條件為 粗質(zhì)地粘粒與粉粒(<0.05mm)總含量低于20 ̄30%【3 81。而我國(guó)鉛蓄電池行業(yè)聚
集主要的南方地區(qū),土壤質(zhì)地主要以壤土及粘土為主【391,土壤顆粒偏細(xì),清洗 起來難度較大。
土壤清洗技術(shù)具體研究進(jìn)展見后續(xù)章節(jié)。
1.4.5
植物修復(fù)
植物修復(fù)技術(shù)是指利用植物本身特有的吸收富集污染物、轉(zhuǎn)化固定污染物
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
以及通過氧化.還原或水解反應(yīng)等生態(tài)化學(xué)過程,使土壤環(huán)境中的有機(jī)污染物得
以講解,使重金滿等無(wú)機(jī)污染物被固定脫毒;與此同時(shí),還利用植物根際圈特 殊的生態(tài)條件加速土壤微生物生長(zhǎng),顯著提高根際微環(huán)境中微生物的生物量和 潛能,從而提高對(duì)土壤有機(jī)污染的分解作用能力,以及利用某些植物特殊的積
累與固定能力去除土壤中某些無(wú)機(jī)污染物的能力【40
J。
針對(duì)鉛污染土壤的植物修復(fù)方法中主要有植物提取和植物穩(wěn)定兩種方法。 植物提取就是采用超積累植物將土壤中的重金屬富集到植物體內(nèi),然后對(duì)植物
進(jìn)行處理。針對(duì)鉛的超積累植物有:土荊芥、羽葉鬼針草、魯白等。植物穩(wěn)定 則傾向于研究如何促進(jìn)植物根系的發(fā)育,使重會(huì)屬富集在根.土體系中…】。 植物修復(fù)具有效果好、投資省、費(fèi)用低、易于管理與操作、不產(chǎn)生二次污 染等優(yōu)點(diǎn),同益受到人們的重視,但其缺點(diǎn)是治理效率低,治理速度較緩慢目. 周期較長(zhǎng),不能治理重度污染土壤區(qū)域。
1.5
土壤清洗技術(shù)工藝研究現(xiàn)狀
土壤清洗技術(shù)機(jī)理及工藝研究現(xiàn)狀
1.5.1
美國(guó)EPA研究表明由于大部分土壤污染附著于細(xì)小±壤顆粒(如黏士及粉 土)表面上,在此一情形下,,則可利用物理分離技術(shù),先將大顆粒土壤先予分
離,可大大降低待處理污染土壤的體積。而后通過化學(xué)清洗的過程,使清洗液 和污染土充分混合,被土壤吸附的無(wú)機(jī)或有機(jī)污染物通過溶解、乳化或化學(xué)作 用進(jìn)入淋洗液,從而隨淋洗液從土壤中去除。美國(guó)EPA建議的土壤清洗流程如
圖1.3所示【4 2l。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
圖1-3
EPA建議土壤清洗流程[36】
粒度分離是基于找到土壤中大多數(shù)有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物傾向于通過物理或化 學(xué)性質(zhì)的結(jié)合的粘土、淤泥、土壤有機(jī)顆粒。淤泥和粘土通過物理過程,主要 是壓實(shí)和粘附在砂和碎石顆粒上。清洗過程就是從粗糙的、劣質(zhì)的砂和碎石土 壤中有效分離那些好的(小)粘土和淤泥顆粒,然后使污染物濃縮成一個(gè)小體 積的土壤,可以加以利用或處理。重力分離可以有效去除比重高或低的粒子, 例如:含有重金屬的混合污染物(鉛、鐳氧化物)。摩擦清洗去除糨糙顆粒上粘 附的污染物。摩擦清洗可以增加土壤處理過程中的細(xì)粒土。那些清潔的、更大 顆粒的土壤可以回填繼續(xù)使用。 含有復(fù)雜混合污染物(像混合了會(huì)屬、非揮發(fā)性有機(jī)物和SVoCs)和含有 異構(gòu)污染物成分的土壤中,這種污染土壤很難制定一個(gè)合適的清洗解決方案, 穩(wěn)定,可靠地清除所有不同類型的污染物。這些情況下,可能需要連續(xù)清洗、使用 不同的洗配方和/或不同土壤清洗液比。 限制清洗的適用范圍和有效性的因素包括: (1)復(fù)雜混合污染物(如,金屬和有機(jī)物),難以制定沈滌液; (2)土壤含有高腐植酸的土壤可能需要預(yù)處理; (3)土壤清洗過程中產(chǎn)生的廢液需要處理; (4)是否需要額外的處理步騾來處理那些殘留在己處理的土壤中的高危險(xiǎn)
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性的清洗溶劑;
(5)可能很難處理那些吸附在粘土粒子上的有機(jī)物。 土壤清沈工藝流程是根據(jù)不同污染場(chǎng)地土壤性質(zhì)來設(shè)計(jì)‘的,其中確定污染土 壤的分割粒徑是關(guān)鍵。圖1.4是簡(jiǎn)化的土壤清洗工藝流程圖,基本說明了整個(gè)流 程需要的清洗設(shè)備、清洗方法以及土壤清洗過程。土壤清洗不是一個(gè)單一的過 程,而是一批單元操作組裝為每個(gè)項(xiàng)目,所有的過程必須為相互協(xié)調(diào)。在確定 單獨(dú)清洗方法的最佳參數(shù)后,需要將整個(gè)清洗流程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 以進(jìn)一步確定不同清洗方法適用的清洗粒徑范圍。
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Legend
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圖1—4土壤清洗工藝流程圖[41】
1.5.2摩擦清洗研究現(xiàn)狀
目前,摩擦清洗的研究對(duì)象主要是人工合成土壤和底泥沉積物,對(duì)原狀重 金屬污染土壤的研究較少:研究?jī)?nèi)容集中在清洗參數(shù)的優(yōu)化和清洗效率的評(píng)價(jià)
【4
31。為達(dá)到強(qiáng)烈的清洗作用,懸浮液必須以很高的固體濃度以確保使各種顆粒
互相緊挨在一起的條件下給入到擦洗機(jī)中;但水土比過大時(shí),使內(nèi)部顆粒很少 的進(jìn)行粒子運(yùn)動(dòng):當(dāng)水土比增加時(shí),水量過多使摩擦清效果不理想【441。有研究 表明【451,隨著攪拌時(shí)間的增加,清洗效率趨于平衡,清洗時(shí)間超過30rr血后效
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果沒有明顯變化。對(duì)于有機(jī)物污染土壤,溫度的增加有利于摩擦清洗,但對(duì)于 重金屬污染土壤溫度的高低對(duì)清洗效率不一定有影響【4們。摩擦清洗通過攪拌葉 輪輸入機(jī)械能,使顆粒間產(chǎn)生物理沖擊和剪切作用,破壞土壤中污染物與顆粒
表面的結(jié)合方式[471。攪拌速率越大,輸入的機(jī)械能越大,但攪拌速率需要與摩
擦清洗系統(tǒng)成比例14引。以上這些研究,都是對(duì)單因素變量進(jìn)行研究,沒有綜合 考慮各因素對(duì)摩擦清洗效果的影響。
摩擦清洗主要適用于較糧砂粒的清洗,將富集在較粗砂粒表面上的污染物 和細(xì)粒土擦洗下來。由于污染物在較粗顆粒士壤中分布的不均勻性,清洗過程 會(huì)引起粗顆粒土壤質(zhì)量和污染物濃度的變化,單一的污染物濃度變化對(duì)清洗效
率的評(píng)價(jià)不夠全面,不能反應(yīng)單位質(zhì)量上污染物的減少程度。國(guó)外研究中[4950]
采用尺值的變化對(duì)摩擦清洗效率進(jìn)行評(píng)價(jià),其中膽污染物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)/質(zhì)量
百分?jǐn)?shù)(%)。同時(shí),R值還可以反映不同粒徑土壤對(duì)污染物的富集程度,當(dāng)尺 ≥1時(shí),污染物富集程度高;尺<1時(shí),污染物富集程度低。
1.5.3
泡沫浮選研究現(xiàn)狀
浮選的原理是【”】依據(jù)各種土壤顆粒的表面性質(zhì)的不同,在浮選劑(捕收劑,
起泡劑,調(diào)節(jié)劑)的作用下,借助氣泡的浮力,從土壤顆粒懸濁液中將受污染 土壤與潔凈土壤分離。(丘繼存)在三種浮選劑中,捕收劑是影響重金屬去除效 率最重要的因素。對(duì)于浮選法中捕收劑修復(fù)重金屬污染土壤的研究,大多數(shù)集
中在浮選捕收劑的篩選及條4'-t:優(yōu)化,對(duì)于硫化礦浮選理論研究集中于捕收荊(黃
藥)與硫化礦物作用機(jī)理,先后提出了多種理論或假設(shè),最有代表性的機(jī)理主 要有早期的“溶度積假說’’、“吸附假說”和現(xiàn)代的“浮選電化學(xué)理論"【5引。在 電化學(xué)調(diào)控下,氧化開始時(shí),硫化礦物表面的金屬離子優(yōu)先離開礦物晶格,進(jìn) 入液相,形成缺金屬晶格(arnetal-defciientlattice)或多硫化物(polysulphide), 這種物質(zhì)被認(rèn)為是疏水的。隨著氧化過程的繼續(xù),金屬離子越來越多地離開礦
物晶格,富硫程度越來越高,最終在礦物表面生成中性硫(So)。 浮選技術(shù)修復(fù)Pb污染土壤中主要使用的浮選捕收藥棄lJ有:鉀己黃藥(KI-IX)
[5
31、鉀乙基黃藥(KEX)[541、鉀戊基黃藥(KAX)l 55|、煤油(Kersey)[56l、
m
二硫代磷酸鹽(DTP)、油酰胺(OAA)等。Dermont G等15 7J研究出20.125IJ
的粒徑范圍上具有最佳浮選效果。在進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn)之前,對(duì)城市重金屬污染土 壤進(jìn)行化學(xué)物相分析和礦物物相分析,通過SEM—EDS(掃描電鏡.能譜儀)分析
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出污染土壤中鉛主要是各種氧化物/碳酸酯化合物;實(shí)驗(yàn)對(duì)比了煤油和KAX的浮 選效果,隨著煤油濃度的增加,浮選效果先升高后略微下降;KAX濃度增大,
捕收效果略微增加。pH值對(duì)浮選效果沒有明顯的影響,但Seselj等【5 8】實(shí)驗(yàn)表明
pH值為9.0時(shí)Pb的浮選回收率可以達(dá)到91%。孫慧超p】總結(jié)國(guó)外浮選法修復(fù)重 金屬污染土壤中pH值范圍一般在8.0.12.0。 M.Vanthuyne等【601總結(jié)出浮選適合于16.1251J m的土壤。金屬在粒徑和物理 化學(xué)物相上的分布和有機(jī)質(zhì)含量是影響浮選的主要因素:對(duì)于細(xì)粒浮選和捕收 劑的浮選機(jī)理有待研究。Mosrmns
and
van
MillE 61】對(duì)<161J m的土壤進(jìn)行半工業(yè)
浮選實(shí)驗(yàn),但結(jié)果并不理想。有機(jī)質(zhì)因?yàn)槲皆谕寥辣砻娑鴮?duì)浮選造成不利影 響。
M.Vanthuyne等[60】總結(jié)出在浮選前可進(jìn)行硫化和羥基化的預(yù)處理,提高捕收
劑捕收效率,降低浮選對(duì)土壤的選擇性,因?yàn)楦∵x前加Na2S的硫化處理產(chǎn)生的
HS。使污染物更容易吸附在KAX上。M.Vanthuyne等【62]在空氣中或N2/H2的缺氧
手套箱中對(duì)土壤進(jìn)行硫化預(yù)處理使重金屬變?yōu)閱为?dú)的重金屬硫化物相或與FeS
形成共沉淀;同時(shí),使用煤油捕收劑,在高電解質(zhì)溶液中進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn),可以 減少金屬硫化物與有機(jī)質(zhì)問的反應(yīng),這種離子強(qiáng)度作用在重金屬硫化物的可浮 性被解釋為“赫析效應(yīng)”f6
31。
Langen.M等【64】用陰離子型磺酸酯捕收劑對(duì)Pb、盈污染土壤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室浮
選,研究表明對(duì)于重金屬Fe.Mn氧化態(tài)結(jié)合態(tài)含量>60%的土壤在pH值為4.0 時(shí)浮選效果最好,但金屬回收率只有60%.65%,隨著捕收劑量的增加,金屬回 收率增加,但質(zhì)量回收率也增加。對(duì)于重金屬有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)以及殘?jiān)?br />
態(tài)含量高的浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。 總之,泡沫浮選法是源于傳統(tǒng)的選礦技術(shù),可根據(jù)傳統(tǒng)選礦的研究方法對(duì)
泡沫浮選修復(fù)土壤進(jìn)行研究。
1.6
研究目的、意義與內(nèi)容
1.6.1研究目的、意義
本研究擬選取我國(guó)優(yōu)先控制行業(yè)一鉛蓄電池污染場(chǎng)地土壤為研究對(duì)象,通 過布點(diǎn)采樣分析,評(píng)價(jià)該場(chǎng)地整體和四個(gè)區(qū)域土壤中鉛濃度及pH值的分布規(guī)律
14
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土壤鉛污染現(xiàn)狀;制備土壤清洗的實(shí)驗(yàn)士壤,對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤的基本理化性質(zhì)進(jìn)行 分析并研究鉛在粒徑上的分布規(guī)律,初步判斷不同粒徑應(yīng)采用的清洗方法;并
對(duì)場(chǎng)地鉛污染場(chǎng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)確定修復(fù)值。明晰土壤鉛污染規(guī)律后,分別 采用摩擦清洗和泡沫浮選對(duì)不同粒徑土壤進(jìn)行清洗,確定分割粒徑,并針對(duì)某 一粒徑范圍的土壤進(jìn)行清洗參數(shù)優(yōu)化及清洗土壤前后的分析測(cè)試研究。根據(jù)摩
擦清洗和泡沫浮選的實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果,將摩擦清洗和泡沫浮選進(jìn)行清洗工藝的 組合,設(shè)計(jì)出不同的土壤清洗工藝流程,測(cè)定清洗后土壤的質(zhì)量以及鉛濃度和 形態(tài),對(duì)不同土壤清洗工藝進(jìn)行清洗效率評(píng)價(jià)、清沈過程鉛形態(tài)變化評(píng)價(jià)、修
復(fù)后土壤鉛的毒性浸出評(píng)價(jià),根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果選擇最優(yōu)工藝流程,為促進(jìn)我國(guó)鉛
污染場(chǎng)地土壤修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)和理淪基礎(chǔ)。
1.6.2研究?jī)?nèi)容
(1)測(cè)定并分析鉛污染場(chǎng)地土壤污染特征以及實(shí)驗(yàn)土壤的粒徑分布規(guī)律,對(duì)潛 在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)以確定修復(fù)值; (2)摩擦清洗法修復(fù)鉛污染土壤的參數(shù)優(yōu)化、效率評(píng)價(jià)及掃描電鏡測(cè)試分析; (3)泡沫浮選法修復(fù)鉛污染土壤的條件實(shí)驗(yàn)、效率評(píng)價(jià)及清洗前后鉛形態(tài)變化
評(píng)價(jià);
(4)土壤清洗工藝修復(fù)鉛污染土壤的效率評(píng)價(jià)、鉛形態(tài)變化評(píng)價(jià)及修復(fù)后士壤
的毒性浸出評(píng)價(jià)。
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第2章
實(shí)驗(yàn)設(shè)備、藥劑及研究方法
2.1
實(shí)驗(yàn)設(shè)備與藥劑
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
表2.1實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備列表
2.1.1
2.1.2實(shí)驗(yàn)藥劑
表2-2實(shí)驗(yàn)藥劑列表
16
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2.2
主要實(shí)驗(yàn)研究方法
土壤性質(zhì)研究方法
2.2.1
土壤性質(zhì)的測(cè)定主要包括pH值測(cè)定、鉛全量測(cè)定、有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定、鉛形
態(tài)測(cè)定、土壤粒徑分布測(cè)定等測(cè)定方法,查明土壤中鉛濃度、形態(tài)、主要富集 粒徑的分布規(guī)律,為后續(xù)的土壤清洗實(shí)驗(yàn)研究提供基本的理論依據(jù)。通過全面 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,不斷優(yōu)化±壤清洗工藝流程,研究適宜于該土壤特征的清洗 工藝,為土壤清洗的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
2.2.2土壤清洗實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)主要采用摩擦清洗和泡沫浮選兩種方法。摩擦清洗實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用電子 攪拌器,將污染土壤放入1L的燒杯中,加入去離子水進(jìn)行攪拌。首先針‘對(duì)不同
粒徑土壤進(jìn)行清洗以確定適合摩擦清洗的粒徑范圍,然后通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化清
洗參數(shù),對(duì)清沈效率進(jìn)行評(píng)價(jià)并研究清洗規(guī)律。泡沫浮選實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用掛槽浮 選機(jī),將污染土壤按固液比1:5,配置成lOOmL的土壤溶液于lOOmL浮選槽中, 按照浮選流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先針對(duì)不同粒徑土壤進(jìn)行清洗以確定適合泡沫浮選 的粒徑范圍,然后通過條件實(shí)驗(yàn)確定最佳的浮選條件,并對(duì)清洗前后鉛的形態(tài)
分布進(jìn)行研究。
根據(jù)摩擦清洗和泡沫浮選的研究結(jié)果,將兩種方法進(jìn)行組合,設(shè)計(jì)出針對(duì)
該場(chǎng)地士壤的工藝流程,對(duì)比不同流程的清洗效率、鉛形態(tài)變化以及毒性浸出 值,根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇最優(yōu)的土壤清洗工藝流程。 2.2.3
實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定及評(píng)價(jià)方法
通過實(shí)驗(yàn)研究,盡可能將土壤中的鉛去除。由于單一的鉛濃度不能反映土 壤整體的去除效果,將質(zhì)量變化也考慮進(jìn)去。對(duì)于摩擦清洗,采用尺值評(píng)價(jià)清 洗效果和土壤中鉛的富集情況。對(duì)于泡沫浮選采用金屬回收率、鉛去除率評(píng)價(jià) 清洗效果。
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2.2.4清洗土壤測(cè)試分析方法
掃描電鏡是一種利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息的電子顯微鏡。 它能產(chǎn)生樣品表面的高分辨率圖像,且圖像呈三維,掃描電子顯微鏡能被用來 鑒定樣品的表面結(jié)構(gòu)。通過掃描電鏡可以觀察土壤在摩擦清洗前后的表面結(jié)構(gòu)
變化,從而判斷摩擦清洗效果和微觀變化規(guī)律。
重金屬形態(tài)是反應(yīng)重余屬在土壤中的實(shí)際存在形式,通過分析形態(tài)分布可 以針對(duì)不同形態(tài)采用不同物理化學(xué)方法進(jìn)行去除,去除后分析形態(tài)分布可以評(píng) 價(jià)去除效果。同時(shí),重金滿形態(tài)中除了殘?jiān)鼞B(tài)是不利于植物吸收的形態(tài),其余 形態(tài)則被稱為有效態(tài),有效態(tài)重金屬可以評(píng)價(jià)土壤實(shí)際污染狀況以及對(duì)植物的 危害。
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第3章鉛污染場(chǎng)地土壤特征分析及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
以西南地區(qū)某鉛蓄電池污染場(chǎng)地為例,根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況,通過合理的布 點(diǎn)采樣,評(píng)價(jià)該場(chǎng)地整體和四個(gè)區(qū)域土壤中鉛濃度及pH值的分布規(guī)律土壤鉛污 染現(xiàn)狀;制備土壤清洗的實(shí)驗(yàn)土壤,對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤的基本理化性質(zhì)進(jìn)行分析并研 究鉛在粒徑上的分布規(guī)律;另外,對(duì)污染現(xiàn)狀進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并確定修復(fù)目 標(biāo)值。根據(jù)研究結(jié)果為該污染場(chǎng)地應(yīng)采用的可行性修復(fù)技術(shù)提供參考和后續(xù)±
壤清洗工藝研究提供基礎(chǔ)支持。
3.1材料與方法
3.1.1供試土壤
(1)場(chǎng)地概況
該場(chǎng)地從1958年開始生產(chǎn)鉛酸蓄電池至今,部分車問仍在運(yùn)行。該企業(yè)生 產(chǎn)區(qū)域?yàn)橐恍逼碌貛,但坡度不大,土層較薄,為砂質(zhì)泥巖夾薄層砂巖,無(wú)邊 坡失穩(wěn),無(wú)場(chǎng)地?cái)鄬优c滑坡,場(chǎng)地工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,有較好的穩(wěn)定性。 (2)土壤樣品采集
按照土壤采樣技術(shù)規(guī)范[6引,結(jié)合場(chǎng)地前期評(píng)估報(bào)告,根據(jù)J‘區(qū)內(nèi)污染區(qū)域 分布以及廠區(qū)地形特點(diǎn),將污染場(chǎng)地劃分為4個(gè)區(qū)域,在一車間、二車間、三
車間、污水處理站和靠近污水處理站的四車間采用20rn~30m的網(wǎng)格布點(diǎn),對(duì)場(chǎng)
內(nèi)其余區(qū)域采用50~lOOm的間距布點(diǎn),布點(diǎn)范圍擴(kuò)展N)-一區(qū)邊界。廠。區(qū)內(nèi)總共
布設(shè)了104個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。1區(qū)設(shè)景15個(gè)采樣點(diǎn),共采集37個(gè)樣品;2區(qū)設(shè)置24
個(gè)采樣點(diǎn),共采集66個(gè)樣品;3區(qū)設(shè)置50個(gè)采樣點(diǎn),共采集143個(gè)樣品;4區(qū)
設(shè)置15個(gè)采樣點(diǎn),共采集34個(gè)樣品。具體采樣區(qū)域及點(diǎn)位如圖3.1所示。每個(gè) 采樣點(diǎn)通過鉆井取芯進(jìn)行剖面采樣,自上而下逐層采集0.20、20.50、50-100、
200、300、400cm的單獨(dú)土壤樣品,不同位點(diǎn)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行土壤樣品采 集。
(3)采樣土壤樣品制備與保存
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所有土壤采集后分別置于封條塑料袋中,并粘貼識(shí)別標(biāo)簽,于自然通風(fēng)處 風(fēng)干后,將其碾碎、磨細(xì)過2mm篩后保存于陰涼通風(fēng)處待用。用四分法取部分 過2mm篩的土樣研磨過60日及100目篩,用于測(cè)定土壤pH值和鉛含量。
(4)實(shí)驗(yàn)土壤樣品制備與保存 將采集到的土壤樣品自然風(fēng)干后用四分法取部分過2mm篩,然后將所有土
樣混合均勻后罱于4。C以下的冰箱中冷藏備用,以免土壤性質(zhì)發(fā)生改變。
囂簿 囂 心麓般越雒囂朝翔顙秘翔熱秘如勰赫鐳豫
圖3.1某鉛蓄電池廠一土壤采樣點(diǎn)分布圖
3.1.2實(shí)驗(yàn)方法
3.1.2.1
鉛污染場(chǎng)地土壤特征研究
(1)采樣土壤污染特征研究:測(cè)定所有采樣土壤樣品的pH值、鉛濃度,
對(duì)整個(gè)場(chǎng)地以及矚個(gè)區(qū)域的pH值、鉛濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
(2)土壤鉛的遷移率:計(jì)算土壤鉛的遷移率,分析鉛的剖面遷移規(guī)律。
(3)實(shí)驗(yàn)土壤污染特征研究:測(cè)定混合土樣的基本理化性質(zhì)pH值、有機(jī) 質(zhì)、鉛濃度、鉛濃度;分析鉛的粒徑分布,包括粒徑質(zhì)量分布、粒徑濃度分布,
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確定各個(gè)粒徑鉛濃度的高低以及富集程度。
3.1.2.2鉛污染場(chǎng)地±壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
首先建立場(chǎng)地概念模型,調(diào)查分析鉛污染場(chǎng)地的污染源及暴露途徑;然后 對(duì)污染受體進(jìn)行毒性評(píng)估:最后根據(jù)《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫
行)》、廠區(qū)附近背景值和兒童血鉛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),確定該場(chǎng)地土壤鉛的最終修復(fù)目 標(biāo)值。
3.1.3測(cè)試指標(biāo)及分析方法
(1)pH值測(cè)定方法№6
J
稱。保埃埃梗撸埃保乖嚇,置于50mL高型燒杯中,并加入25mL水。將容器
密封后,用攪拌器劇烈攪拌5min,然后靜置1~3h。pH測(cè)量時(shí),應(yīng)在攪拌的條 件下,將電極插入試樣溶液中,待讀數(shù)穩(wěn)定后讀取pH。
(2)土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定I∥7】 采用重鉻酸鉀法。稱取土樣0.05~0.5 g放入硬質(zhì)試管中,記錄下每個(gè)樣品的 稱量重量薦根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。然后加入10.00mL 0.4rrol/L重鉻酸鉀.
硫酸溶液,搖勻后插入玻璃漏斗。將試管放入已加熱至185~190℃的油浴鍋中, 5±O.5min后取出冷卻,把消煮液沖洗入三角瓶,加3滴鄰菲羅啉指示劑,用硫
酸亞鐵標(biāo)液滴定剩余的K2Cra07溶液,待溶液的變色過程為橙黃.藍(lán)綠棕紅時(shí)表
示為滴定終點(diǎn)。結(jié)果計(jì)算如公式(3.1)所示:
c×(vn—V)X 0.003×1.724 X 1.10 0.M=———————二L—————————————————————————————一×1000 m
公式(3.1)
式中:O.M~土壤有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),g/kg; Vo一空白樣品消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL: V一土樣測(cè)定消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL; C—硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,mol/L; rn一稱取烘干試樣的質(zhì)量,g。
(3)鉛總量測(cè)定【68】
準(zhǔn)確稱取土壤樣品0.25009,置于微波消解罐中,依次加入
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5mLHN03.2mLHF.1mLH202,加蓋密封后放入MARS.5微波消解器消解。待消
解完成,溫度降到80。C以下,消解液用針筒濾頭過濾后用超純水定容至50ml; 置于4。C下待全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定土壤中鉛含量。鉛化學(xué)分析中插 入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)(GSS.14)進(jìn)行全過程質(zhì)量控制,質(zhì)控樣測(cè)定均值及平行 樣偏差均在允許范圍內(nèi)。 (4)土壤鉛形態(tài)測(cè)定
形態(tài)的測(cè)定采用歐共體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)局于提出的4步提取法,即BCR法【69】,具
體步驟見表3-3所示。
表3-3
BCR四步提取法
(5)土壤鉛的粒徑分布 將1009土壤用去離子水進(jìn)行浸泡并輕微攪拌使顆粒分開:將泡開的土壤依
次用篩子進(jìn)行濕篩,篩分為6個(gè)粒級(jí):<0.05mm、0.05~0.125mm、0.125~0.25mm、
0.25~0.5mm、O.5~1rain、1~2mm,貼好標(biāo)簽;將篩分好的土壤過濾掉水分:用
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漏斗過濾或用烘箱低溫烘干;測(cè)定每個(gè)粒級(jí)土壤的質(zhì)量以及鉛濃度。
3.1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理
運(yùn)用Microsoft
Excel
2007,SPSSl6.0等統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
3.2
鉛污染場(chǎng)地土壤特征分析結(jié)果與討論 采樣土壤pH值與鉛濃度統(tǒng)計(jì)分析規(guī)律
3.2.1
對(duì)104個(gè)采樣點(diǎn)共計(jì)276個(gè)樣品的pH值和鉛濃度的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
分析,分析結(jié)果見表3.1、表3.2、圖3—2和圖3—3所示。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示,土 壤中pH值最大值與最小值相差lO倍,采樣區(qū)域內(nèi)土壤pH值平均值為8.000,
中位值為8.400,均超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618.1995);土壤pH值中
有10%樣品<5.200,土壤pH值整體呈弱堿性。土壤鉛濃度最大值與最小值相 差5.463×104倍,鉛濃度平均值為1.022×104ng/kg,中位值為833.5mg/kg,均 超過《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》(HJ-350.2007)中的A級(jí) (140mg/kg)和B級(jí)(600mg/kg)標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)區(qū)域土壤鉛濃度較高,鉛污染嚴(yán) 霞。
表3.1
統(tǒng)計(jì)參數(shù) 樣品數(shù)景 最小值
土壤pH值及鉛濃度統(tǒng)計(jì)分析值
最大值 平均值 中位值 標(biāo)準(zhǔn)差 變異系數(shù)
表3.2
累積分布 函數(shù)值 pH值 鉛濃度 (mg/kg)
3.285 22.11 5.200 28.68
pH值及鉛濃度積累分布函數(shù)表
25% 50% 75%80% 90% 95% 99%
5%
10%
20%
7.400 73.40
7.700 141.8
8.400 833.5
8.900 5810
9.100 9074
9.800 1.900 ×104
10.50 4.092 ×104
11.02 1.598 ×103
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pH伍
均韻一800 鈾:難酗■。1.84
N=276
圖3-2
pH值統(tǒng)計(jì)分析頻率圖
鉗濃發(fā)
粕蹴,,翳韙。,
N=276
留j-濃艘
圖3.3鉛濃度統(tǒng)計(jì)分析頻率圖
將場(chǎng)地劃分為4個(gè)區(qū)域,對(duì)各個(gè)區(qū)域的pH值和鉛濃度的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)‘分析,分析結(jié)果見表3—3、3.4、3.5和3-6所示。
pH值統(tǒng)計(jì)分析結(jié)采顯示,2、3區(qū)采樣區(qū)域內(nèi)pH值最大值與最小值相差倍
數(shù)最大,均達(dá)到10倍左右,2、3區(qū)為污水處理站和鉛蓄電池的主要生產(chǎn)區(qū)域, 污染較嚴(yán)重。2區(qū)pH值最大值為11.20,最小值為1.60,平均值為7.046,中位
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
值為8.050;3區(qū)pH值最大值為11.0,最小值為1.10,平均值為8.441,中位值 為8.600。2區(qū)的變異系數(shù)最大,其次是3區(qū)。變異系數(shù)是級(jí)差、標(biāo)準(zhǔn)差和方差 一樣都是反映數(shù)據(jù)離散程度的絕對(duì)值,其數(shù)據(jù)大小不僅受變量值離散程度的影 響,而且還受變量值平均水平大小的影響。一般來說,變量值平均水平高,其 離散程度的測(cè)度值也大,反之越d,t M’l。 鉛濃度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示,2區(qū)采樣區(qū)域內(nèi)最大值為5.900×105mg/kg,最 小值為30.20mg/kg,平均值為2.341×104 mg/kg,中位值為5965mg/kg,是受鉛 污染最嚴(yán)重的區(qū)域。其次是3區(qū),最大值為2.830×105 mg/kg,最小值為16.9mg/kg, 平均值為7920mg/kg,中位值為1120mg/kg。l區(qū)鉛濃度最大值為4010mg/kg, 最小值為12.5mg/kg,平均值為406.0mg/kg,中位值為57.60mg/kg。4區(qū)鉛濃度 最大值為9.460×104 mg/kg,最小值為10.8mg/kg,平均值為3790mg/kg,中位 值為53.05mg/kg。整體來看,2、3區(qū)受鉛污染嚴(yán)重,1、4區(qū)受鉛污染影響相對(duì) 較小。由于2、3區(qū)鉛污染嚴(yán)重,各個(gè)位點(diǎn)的鉛濃度變化較大,因此2、3區(qū)鉛 濃度變異系數(shù)相較于1、4區(qū)要大;這表明該場(chǎng)地土壤已受人為擾動(dòng)的影響。
表3-3
pH值分區(qū)的統(tǒng)計(jì)特征值
區(qū)域 編號(hào)
l 2 3 4
累積分布 函數(shù)值 pH值 pH值 pH值 pH值
5%
10%
20%
25%
50%
75%
80%
90%
95%
99%
6.00 2.07 6.54 6.15
6.88 2.64 7.34 6.60
7.58 3.86 7.90 7.40
7.70 5.00 8.00 7.48
8.20 8.05 8.60 8.30
8.50 9.00 9.20 8.70
8.62 9.44 9.40 8.80
8.76 10.66 9.90 8.80
8.90 10.86 10.28 8.90
8.90 11.20 10.96 8.90
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表3.5鉛濃度分區(qū)的統(tǒng)計(jì)特征值
隧域 編號(hào)
l區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū)
樣品 數(shù)景
37 66 143 34
最小值
最大值
平均值
中位值
標(biāo)準(zhǔn)差
變:異系 數(shù)
12.5 30.20 16.9 10.8
4010 5.900×10’ 2.830×103 9.460×104
406.0 2.341×104 7920 3790
57.60 5965 1120 53.05
758.1 7.390×10’
1.770 3.054
2.879×10’4.686 1.625×10’ 2.397
表3-6鉛濃度分區(qū)積累分布函數(shù)表
區(qū)域 編號(hào) 累積分 布函數(shù)
5%
10 20 25 50
75%80%
90%
95%
99%
%
%
%
%
3.2.2土壤鉛的遷移率
土壤重金屬在土壤中的遷移率也稱為淋失率(water washing coefficient, WWC),可以用來比較重金璃在土壤剖面中的遷移特征【71l。 各土層元素遷移率按公式(3.2)計(jì)算f72】:
WWCij=M(i.1)j
Mij+M(i.1)j
公式(3-2)
式中:WWCij_i層中J元素的遷移率; M㈦)j一(i-1)層中J元素的濃度; MD—i層中J元素的濃度。 按照上述公式對(duì)4個(gè)區(qū)域鉛的遷移率進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如表3.7所示。
26
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
由表3.7可知,4個(gè)區(qū)域的土壤鉛的遷移率均不高,除了4區(qū)20.50cm的遷
移率>o.5,其余區(qū)域的遷移率均<0.5。同時(shí),各個(gè)區(qū)域的鉛的遷移率隨著深度 的增加而降低,說明鉛的遷移率較差,多集中在表層土壤中,而很難進(jìn)一步遷
移到深層土壤中。 土壤鉛的遷移率一方面受污染源釋放的影響,另一方面受土壤pH值的影響。 該場(chǎng)地由于鉛蓄電池的生產(chǎn)過程會(huì)產(chǎn)生大量鉛塵及含鉛廢水,造成表層土壤含 鉛較高并逐層向下遷移。土壤中的鉛大部分以難溶態(tài)存在,環(huán)境介質(zhì)中酸堿度
極大的影響著鉛的可溶性。在土壤一定的pH值范圍內(nèi),一般土壤pH值越高, 土壤中可溶性鉛比例越小,活性越低,難以向深層土壤及植物中遷移;反之,
則易遷移【731。這是因?yàn)楫?dāng)土壤呈堿性時(shí),土壤中Pb2+與OH"形成絡(luò)合物,使鉛 形成難溶態(tài)化合物:當(dāng)土壤pH值降低時(shí),土壤中固定的鉛,尤其是PbC03易被 釋放,增加土壤中可溶性鉛,促進(jìn)土壤中鉛的遷移【74]。而該場(chǎng)地土壤整體呈弱 堿性,使鉛的遷移率降低。
3.2.3實(shí)驗(yàn)土壤特征
將混合土樣進(jìn)行基本理化性質(zhì)測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見表3.8和3-9所示。 表3.8 實(shí)驗(yàn)土壤樣品的基本理化性質(zhì)
水溶態(tài)、可交換態(tài)、碳酸鹽Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài) 結(jié)合態(tài)(B1)(132)
624.1 1019
有機(jī)物和硫化物結(jié)合 態(tài)(B3)
271.0
殘?jiān)鼞B(tài)(134)
449.2
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對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤進(jìn)行篩分分析,各個(gè)粒徑的質(zhì)量、鉛濃度及金屬量百分?jǐn)?shù)分布結(jié) 果如圖3-4所示。由圖可知質(zhì)量百分?jǐn)?shù)隨著粒徑的增大而減小,其中粒徑< O.05mm的污染土壤質(zhì)量百分?jǐn)?shù)最大,達(dá)46.09%;濃度百分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)“兩端高,中
間低"的趨勢(shì),即<0.05mm和>0.5mm部分較高,其余部分較低:金屬量百分 數(shù)的最大值出現(xiàn)在<0.05mm的土壤中,其余土壤基本持平在10%左右。結(jié)果表
明,>0.5mm土壤質(zhì)量少、鉛濃度高,^舀了直接進(jìn)行篩分去除?紤]到工程可行 性,將篩分粒徑定為lmm。<O.05mm土壤質(zhì)量多、鉛濃度中等,適合泡沫浮選,
將鉛污染物濃縮分離。
綜合考慮后,初步計(jì)劃將>lmm土壤篩分去除;O.05~lm土壤進(jìn)行物理分離
(摩擦清洗);<0.05mm土壤進(jìn)行分離濃縮(浮選、藥劑),具體分割粒徑的確 定根據(jù)后續(xù)章節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
70 60 50
黎
\40
30
百分
20 10
0
、
粒徑/ram
圖3-4鉛污染土壤的粒徑分布規(guī)律
3.3
鉛污染場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是分析污染物從來源、途徑到受體的傳播過程,主要步
驟為風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、暴露評(píng)估、毒性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)表征,污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一般程序 如圖3.5所示c7引。由于鉛不具有致癌性,因此本場(chǎng)地不需要進(jìn)行土壤風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì) 算。
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圖3—5污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一般程序
3.3.1
建立場(chǎng)地概念模型
場(chǎng)地概念模型是綜合描述場(chǎng)地污染源釋放的污染物,通過土壤、水、空氣
等環(huán)境介質(zhì),進(jìn)入人體并對(duì)場(chǎng)地周邊及場(chǎng)地未來居住、工作人群的健康產(chǎn)生影
響的關(guān)系模型。建立場(chǎng)地概念模型的工作內(nèi)容包括: (1)確定場(chǎng)地主要污染源及其向環(huán)境釋放的方式; (2)根據(jù)污染場(chǎng)地未來用地規(guī)劃,分析和確定未來受污染場(chǎng)地影響的人群;
(3)根據(jù)污染物及環(huán)境介質(zhì)的特性,分析污染物在環(huán)境介質(zhì)中的遷移和轉(zhuǎn) 化; (4)根據(jù)未來人群的活動(dòng)規(guī)律和污染物在環(huán)境介質(zhì)中的遷移規(guī)律,分析和 確定未來人群接觸污染物的暴露點(diǎn),并進(jìn)一步確定暴露方式;
(5)綜合各種暴露途徑,建立場(chǎng)地污染概念模型。
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3.3.1.1污染源及環(huán)境釋放方式 對(duì)4個(gè)區(qū)的鉛濃度分布進(jìn)行Kolmogorov-Smirnov數(shù)據(jù)檢測(cè),結(jié)果表明l~4區(qū) 都不符合正態(tài)分布,因此采用局部污染對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行評(píng)價(jià),即采用局部區(qū)域的采 用點(diǎn)濃度95%置信水平上限值。由于鉛的垂直遷移率較差f761,因此在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過 程中不考慮將場(chǎng)地分層。具體各區(qū)域污染源濃度見表3.10。
表3.10場(chǎng)地鉛污染物污染源濃度
根據(jù)對(duì)該場(chǎng)地重金屬鉛污染土壤的調(diào)查分析可知,該場(chǎng)地在進(jìn)行鉛蓄電池 的極板生產(chǎn)和組裝生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量鉛塵、鉛煙、鉛渣和含鉛酸廢水等。
具體的鉛環(huán)境釋放方式如圖3-6、3-7所示。
⑨@
圖3-6極板生產(chǎn)污染物釋放方式
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
@@
圖3.7組裝生產(chǎn)污染物釋放方式
3.3.1.2暴露途徑 暴露途徑的確定是根據(jù)場(chǎng)地用地規(guī)劃,確定場(chǎng)地的未來用地情景,根據(jù)受 體特征,分析受體人群與場(chǎng)地污染物的接觸方式。一般可將用地情景分為三類:
居住、工商業(yè)和公園。該場(chǎng)地未來±地利用方式為:商住用地。考慮到環(huán)境風(fēng) 險(xiǎn),暴露途徑的確定根據(jù)居住情景柬確定。另外,該場(chǎng)地在未來的開發(fā)過程中,’ 會(huì)涉及土地的建設(shè)問題,施工過程中會(huì)對(duì)建設(shè)人員的身體健康產(chǎn)生影響,因此
要對(duì)建設(shè)人員的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 根據(jù)場(chǎng)地利用方式以及鉛污染的特性,并考慮建設(shè)施工期工人的風(fēng)險(xiǎn)影響,
該場(chǎng)地鉛污染物的主要暴露途徑為:經(jīng)口攝入污染土壤、皮膚直接接觸污染土 壤、吸入土壤顆粒物三種途徑。
(1)經(jīng)口攝入污染土壤
土壤是影響人類身體健康的一個(gè)重要途徑,人類在室外環(huán)境中或多或少都
會(huì)直接或間接食入部分土壤。有研究發(fā)現(xiàn),由于兒童的衛(wèi)生意識(shí)較差,同樣的
環(huán)境下兒童比成年人更易食入土壤,并隨著室外活動(dòng)時(shí)問的增加而加大土壤食
入量。對(duì)于建設(shè)工人麗言, 土壤的概率。 由于長(zhǎng)時(shí)間暴露在污染場(chǎng)地中,增加了食入鉛污染
(2)皮膚直接接觸污染土壤
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
人體皮膚是人體與自然環(huán)境直接接觸的最大面積的器官,當(dāng)人類在戶外活
動(dòng)時(shí)難免會(huì)用皮膚接觸到土壤,使污染土壤滲入皮膚。
(3)吸入土壤顆粒物 大氣環(huán)境是人類每天必須接觸的環(huán)境之一,土壤中顆粒物會(huì)通過呼吸系統(tǒng) 吸入人體。在建設(shè)過程中由于機(jī)械或自然原因,會(huì)揚(yáng)起大量土壤顆粒物,對(duì)建 設(shè)工人的身體健康造成巨大危害。 3.3.2
毒性評(píng)估
由于該場(chǎng)地部分區(qū)域鉛污染嚴(yán)重,對(duì)人體健康危害巨大,需進(jìn)行鉛的毒性
評(píng)估。鉛容易在人體內(nèi)富集,可通過多種途徑進(jìn)入人體。據(jù)世界衛(wèi)生組織建議【77】,
成年人每周允許的鉛攝入量為25p g/kg,人體血鉛濃度為15-40lJ g/1009時(shí)屬于 正常范圍。人體積累的鉛過量會(huì)損害造血、神經(jīng)、消化系統(tǒng)及腎臟,尤其對(duì)兒 童的危害最大。
鉛對(duì)造血系統(tǒng)的損害會(huì)出現(xiàn)鉛性貧血,會(huì)抑制原卟啉向血紅素的轉(zhuǎn)變,主
要表現(xiàn)為抑制Hb的合成、縮短循環(huán)中的RBC壽命[78】。列.牢申經(jīng)系統(tǒng)的損害主要 表現(xiàn)為對(duì)大腦皮層和小腦以及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)軸突的損害。對(duì)消化系統(tǒng)的損害表現(xiàn)為 食欲不振、惡心、腹脹、腹瀉或便秘。對(duì)腎臟的損害表現(xiàn)為急性鉛腎病和慢性
鉛腎病,急性鉛腎病損傷是可逆的,慢性鉛腎病嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致腎衰竭。
據(jù)報(bào)道【79】,兒童血鉛水平在100lJ班時(shí)就會(huì)影響幾最的智能、智商發(fā)育及
學(xué)習(xí)能力。當(dāng)血鉛水平從100tJ g/L上升到2001J g/L,其IQ水平下降2.6分。另 外,兒童積累過高的血鉛還會(huì)影響其以后的閱讀能力、定向能力、聽力、眼手 協(xié)調(diào)能力等于學(xué)習(xí)能力有關(guān)的心理行為發(fā)育。
3.3.3修復(fù)值的確定
修復(fù)行動(dòng)值和目標(biāo)值的確定有三個(gè)依據(jù)來源:《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)
價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》、J一區(qū)附近背景值和兒童血鉛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。 (1)《展覽會(huì)用地±壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》 根據(jù)《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定當(dāng)土壤
中鉛濃度超過600mg/kg時(shí)要對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù),修復(fù)至140mg/kg時(shí)即可。
(2)廠區(qū)附近背景值 根據(jù)前期該場(chǎng)地背景值監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果,取95%上限預(yù)測(cè)值215.6mg/kg
武漢理工大學(xué)碩士學(xué){=:7-論!文
為修復(fù)行動(dòng)值和目標(biāo)值。 (3)兒童血鉛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
鉛污染物可通過多種途徑(呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和皮膚)進(jìn)入到人體,而嬰
幼兒又是環(huán)境鉛暴露研究的主要關(guān)注人群【8剛。該場(chǎng)地未來規(guī)劃為商住用地,鉛 污染物會(huì)通過空氣呼吸攝入、食物攝入、飲水?dāng)z入、土壤/灰塵經(jīng)過皮膚接觸和 母體攝入進(jìn)入到嬰幼兒體內(nèi),因此需要對(duì)場(chǎng)地兒童血鉛進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)從而確定 鉛的修復(fù)目標(biāo)值。
由于該場(chǎng)地的未來規(guī)劃用地為商住用地,要采用較為嚴(yán)格的評(píng)估模型,因 此本研究使用暴露吸收生物動(dòng)力學(xué)模型(integrated
exposure uptake
biokinetic
model for lead in children,IEUBK)進(jìn)行鉛修復(fù)值的計(jì)算。1EUBK是美國(guó)環(huán)保局
(Ⅱ'A)于1994年開發(fā)并經(jīng)過多年完善的模型,該模型通過測(cè)定環(huán)境介質(zhì)(空 氣、食物、飲水、土壤、母體)中的鉛濃度,預(yù)測(cè)和計(jì)算兒童(0-6歲)個(gè)體血 鉛和群體攝入鉛污染物后體內(nèi)的血鉛濃度水平;另外,還可以根據(jù)兒童血鉛的 實(shí)測(cè)濃度來反推出居住場(chǎng)所的鉛污染土壤修復(fù)值。根據(jù)該模型計(jì)算出鉛的修復(fù) 目標(biāo)值為293mg/kg,計(jì)算出的血鉛分布概率密度見圖3.8所示。IEUBK中各種 暴露方式的計(jì)算參數(shù)見表3.1l至3.14所示。
cI^一:'●.嘲●刪
Gt●U‘●n,3J24
啪=1.m0 X■IM;乞041
XBd口-*9r.,鉑
圖3-8
IEUBK血鉛分布概率密度
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
表3.11
IEUBK空氣呼吸攝入?yún)?shù)
空氣中Pb濃度(1J g/m3) 戶外活動(dòng)時(shí)問(h/d) 通風(fēng)換氣尾(m3/d) 肺吸收率(%) 備注
二型堅(jiān)=壁壘=一!二! 0.38
1 2 32
!二!
0.38 2 3 32
!二!
0.38 3 5 32
!二蘭
0.38 4 5 32
蘭二!
0.38 4 5 32
!二!
O.38 4 7 32
!二!
0.38 4 7 32
1.空氣中Pb濃度參照我國(guó)城市空氣中鉛的背景濃度瞵¨;
…一一…,n“
2.其余參數(shù)參考USEPA數(shù)據(jù)41"
表3.12
IEUBK食物攝入?yún)?shù)
食物攝入鉛景(U g/d) 備注
二壁!二壁竺=一
!二!
5.53
生!
5.78
!二!
6.49
!二蘭
6.24
蘭二!
6.01
!二!
6.34
竺!
7
參數(shù)參考USEPA數(shù)據(jù)
表3.13
IEUBK飲水?dāng)z入?yún)?shù)
2塑=蘭咝蘭≥~!二!
水?dāng)z入景(L/d) 水中鉛濃度(u g/L) 備注
0.2
。!
0.5
!二!
0.52
!二!
0.53 6
蘭二!
0.55
!二!
0.58
!二:
0.59
1.飲用水中Pb濃度參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB-5749.85) 中標(biāo)準(zhǔn)限值‘82】; 2.其余參數(shù)參考USEPA數(shù)據(jù)
表2.14
IEUBK土壤/灰塵經(jīng)過皮膚接觸和母體攝入?yún)?shù)
:蘭塑二蘭竺=~
母乳中鉛濃度(IJ g/dL) 備注
!二!
!
0.135
!二!
0.135
!二蘭
0.135 4.74
蘭二!
O.100
!二!
0.090
竺!
0.085
土壤攝入景(g/d)0.085
1.母乳中鉛濃度參照國(guó)內(nèi)公開發(fā)表孕婦血鉛禽最的幾何平均值
【83.84]
'
2.其余參數(shù)參考USEPA數(shù)據(jù)
綜合考慮以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的嚴(yán)格程度、應(yīng)用廣泛性和技術(shù)條件,當(dāng)場(chǎng)地用
作住宅及公共用地(普通住宅、公寓、別墅等;幼兒園、學(xué)校;醫(yī)院;養(yǎng)老院; 游樂場(chǎng)、公園等)時(shí),采用血鉛評(píng)價(jià)值293mg/kg為該場(chǎng)地的修復(fù)行動(dòng)和疆標(biāo)值,
即:±壤鉛濃度超過293mg/kg的必須進(jìn)行修復(fù),修復(fù)到濃度低于293mg/kg即
34
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
可;當(dāng)用作商服及工業(yè)用地(商場(chǎng)、超市等各類批發(fā)零售用地及其附屬用地)
時(shí),修復(fù)行動(dòng)值和目標(biāo)值可取《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》B 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值600mg/kg,即:土壤鉛濃度超過600mg/kg的必須進(jìn)行修復(fù),修復(fù)到濃 度低于600mg/kg即可。
3.5
小結(jié)
(1)污染場(chǎng)地土壤特征 本研究共設(shè)置104個(gè)采樣點(diǎn)共計(jì)276個(gè)樣品,對(duì)該場(chǎng)地土壤樣品進(jìn)行pH值
和鉛濃度檢測(cè),結(jié)果顯示場(chǎng)地pH值整體呈弱堿性,受鉛污染嚴(yán)重。 根據(jù)廠區(qū)內(nèi)污染區(qū)域分布以及廠區(qū)地形特點(diǎn),將污染場(chǎng)地劃分為4個(gè)區(qū)域,
經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示,2、3區(qū)受鉛污染影響嚴(yán)重,1、4區(qū)鉛污染較輕。
對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤進(jìn)行基本理化性質(zhì)分析及鉛的粒徑分布規(guī)律進(jìn)行研究,根據(jù)各 個(gè)粒徑的質(zhì)量、鉛濃度及金屬量百分?jǐn)?shù)分布結(jié)果,建議將>1mm土壤篩分去除; O.05~lm土壤進(jìn)行物理分離(摩擦清洗);<0.05mm土壤進(jìn)行分離濃縮(浮選、
藥劑)。 (2)鉛污染場(chǎng)地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 該場(chǎng)地的污染源是在進(jìn)行鉛蓄電池的極板生產(chǎn)和組裝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大
量鉛塵、鉛煙、鉛渣和含鉛酸廢水等。鉛污染物的主要暴露途徑為:經(jīng)口攝入 污染土壤、皮膚直接接觸污染土壤、吸入土壤顆粒物三種途徑。鉛污染土壤的 毒性很大,會(huì)對(duì)施工工人以及未來規(guī)劃的商住用地居民帶來健康危害,尤其是
對(duì)兒童的影響更大。
通過《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》、廠一區(qū)附近背景值和兒 奄血鉛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來確定該場(chǎng)地的修復(fù)值。綜合考慮以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的嚴(yán)格程度、 應(yīng)用廣泛性和技術(shù)條件,當(dāng)場(chǎng)地用作住宅及公共用地(普通住宅、公寓、別墅 等:幼兒園、學(xué)校;醫(yī)院:養(yǎng)老院:游樂場(chǎng)、公園等)時(shí),采用血鉛評(píng)價(jià)值293mg/kg 為該場(chǎng)地的修復(fù)行動(dòng)和目標(biāo)值:當(dāng)用作商服及工業(yè)用地(商場(chǎng)、超市等各類批
發(fā)零售用地及其附屬用地)時(shí),修復(fù)行動(dòng)值和目標(biāo)值可取《展覽會(huì)用地土壤環(huán) 境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值600mg/kg。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)能論文
第4章摩擦清洗實(shí)驗(yàn)室研究
4.1
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
摩擦清洗流程:。保埃埃雇翗,用0.05mm篩子將土樣篩分為<0.05mm(粉
黏粒)和0.05~2mm(砂粒)兩部分,由于摩擦清洗主要針對(duì)砂粒土壤進(jìn)行清洗,
因此主要針對(duì)O.05~2mm部分土壤進(jìn)行摩擦清洗,清洗后土壤過0.05mm篩,<
O.05mm的土樣與原土的<o.05mm士樣混合,0.05~2mm的清洗后土樣進(jìn)行化驗(yàn)
分析。
(1)清洗參數(shù)優(yōu)化:針對(duì)最佳粒徑范圍對(duì)水土比、溫度、攪拌時(shí)問、攪拌 速率4個(gè)因素設(shè)計(jì)成四因素三水平L9(34)正交實(shí)驗(yàn)(見表4.1、4.2),取1009 土壤進(jìn)行摩擦清洗,對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后砂粒土壤的摩擦清洗效率。
(2)摩擦清洗實(shí)驗(yàn):基于最佳清洗參數(shù),取3份原狀土各1009分別進(jìn)行 摩擦清洗實(shí)驗(yàn),對(duì)各粒徑土壤摩擦清洗前后進(jìn)行鉛濃度、質(zhì)量、有機(jī)質(zhì)測(cè)定。
分布計(jì)算R(Pb)移R(OM)值評(píng)價(jià)不同粒徑土壤對(duì)鉛的富集程度和摩擦清洗
效率。
(3)掃描電鏡實(shí)驗(yàn)[85]:將士壤均勻鋪在導(dǎo)電雙嚼膠上,將其粘貼在金屬樣 品托上。隨后,將樣品用真空鍍膜機(jī)鍍金,以獲得較高分辨率的圖像。采用掃
描電鏡儀進(jìn)行顆粒物形貌觀察并拍攝照片。
表4.1
因素 水平
l 2 3
實(shí)驗(yàn)因子和水平列表
溫度/℃
B 25 50 75
水土比/%
A 40 70 90
攪拌時(shí)悔l/mm
C 10 20 30
攪拌速率/r?mm.1
D 400 800 1200
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)似論文
表4-2摩擦清洗正交實(shí)驗(yàn)表
①
1 l l 2 2 2 3 3 3
1 2 3 1 2 3 1 2 3
l 2 3 2 3 1 3 1 2
l 2 3 3 1 2 2 3 l
②
③ ④ ⑤
⑥
⑦ ⑧
⑨
4.2
數(shù)據(jù)處理
所有實(shí)驗(yàn)樣品均重復(fù)3次,數(shù)據(jù)取3次的平均值。R值和清洗效率的計(jì)算公
式見公式(4.1)、(4.2)所示。
污染物質(zhì)暈分?jǐn)?shù)(%) 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(%)
T1:簍生×100%
11 2
T¨叫%
公式(4.1)
公式(4.2) 8.0等統(tǒng)
所得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft 計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
Excel 2007,SPSSl6.0,Origin
4-3結(jié)果與分析
4.3.1
參數(shù)優(yōu)化
通過清洗參數(shù)正交實(shí)驗(yàn),從表4—3直觀分析可知:實(shí)驗(yàn)號(hào)⑧的A382C1D3
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
實(shí)驗(yàn)結(jié)果最佳;即當(dāng)水土比為90%干物質(zhì)、溫度為50℃、攪拌時(shí)間為10min、
攪拌速率為1200r/min時(shí),清洗效率最好。由于正交試驗(yàn)并非完全試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中 未考慮各因素問的交互作用,因此清洗效率最好不能說明此時(shí)清洗參數(shù)最優(yōu)泌b|。
極差是指各水平平均值最大值與最小值之差,極差的大小反映了因子水平 改變時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響大小。由表4.3極差分析可知A因子的極差最大,其 次是C因子、B因子、D因子。說明A因子對(duì)清洗效率產(chǎn)生了最大的影響。要 把引起數(shù)據(jù)波動(dòng)的原因進(jìn)行分解,數(shù)據(jù)的波動(dòng)可以用偏差平方和來表示。由表
4-4方差分析瞰】可知,A因子是引起數(shù)據(jù)波動(dòng)的關(guān)鍵因素,其次是C因子、B因
子、D因子。這與表4.3的極差分析結(jié)果相同,因此可以確定A因子是關(guān)鍵影 響因素,對(duì)A因子和其他因子進(jìn)行交互作用分析,分析結(jié)果如表4—5、4-6和4.7 所示。交互作用值最大的即為最優(yōu)參數(shù),由表4.5、4.6和4.7分析可知,A281C3D3 為最佳清洗參數(shù),即水土比為70%二f物質(zhì)、溫度為25℃、攪拌時(shí)間為30min、 攪拌速率為1200r/min。
表4-3正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
32.84 ●2 3 2 6 6 l 5 9 0 3 1 35.26 65.23 54.68 50.70 64.45 13.75 5 4 6 1 3● 2≯&王孓 舛騶%弱 55.10 52.07 62.67 10.6l O 7
鉉甜鵂%弱他夠”
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨靴齜始贓
69.35 34.09
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
表4.5溫度、水土比交互作用分析
表4-6攪拌時(shí)問、水土比交互作用分析
表4.7攪拌速率、水土比交互作用分析
4.3.2摩擦清洗效率評(píng)價(jià)
針對(duì)三份土壤進(jìn)行摩擦清洗后砂粒和粉黏粒各自的鉛濃度、質(zhì)量、有機(jī)質(zhì) 含量見表4—8所示。分別計(jì)算三份土壤砂粒和粉粘粒的R(Pb)和R(OM)值, 對(duì)清洗效率進(jìn)行評(píng)價(jià)并分析砂粒、粉粘粒的鉛富集情況。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
(1)摩擦清洗后砂粒的尺值變化規(guī)律及清洗效率評(píng)價(jià) 分別計(jì)算三份土壤進(jìn)行摩擦清洗后砂粒的R值,R值的變化規(guī)律如圖4—1所
示。從中可知,經(jīng)過摩擦清洗后,3份土壤中砂粒部分R(Pb)和R(0M)均
減少至<1,使富集在砂粒上的鉛減少。3份土R(Pb)分別減少:0.7768、0.3618、 0.3881:R(OM)分別減少:0.2890、0.2893、0.4819。 通過對(duì)清沈效率進(jìn)行計(jì)算,摩擦清洗對(duì)于3份土的清沈效率分別為:67.61%、 31.71%、41.01%。卜號(hào)土壤砂粒鉛濃度最高,因此被擦洗下來的鉛也相對(duì)最多,
去除效果最好;2、3號(hào)土壤砂粒濃度差別不大,但質(zhì)量差別很大,3號(hào)土壤比2
號(hào)土壤砂粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)多30.54%,造成3號(hào)比2號(hào)清洗效率高。摩擦清洗對(duì)于
3份土砂粒中鉛的去除均有較明顯的效果,而且有機(jī)質(zhì)的變化規(guī)律與鉛相同,這 更加證實(shí)了鉛含量與有機(jī)質(zhì)有極大相關(guān)性。
總之,尺值對(duì)3份士的清洗效率評(píng)價(jià)說明摩擦清洗對(duì)3份土壤的砂粒中的鉛 均有較好的去除效果。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
1.4
1.2
1
0.8
隹0.6
0.4
0.2
O
圖4.1摩擦清沈后砂粒尺值變化圖
(2)摩擦清洗后粉黏粒變化規(guī)律 針對(duì)三份土壤進(jìn)行摩擦清洗后粉黏粒R值變化規(guī)律如圖4.2所示。從中可知, 經(jīng)過摩擦清洗后,3份土壤中粉黏粒部分R(Pb)和R(OM)均增,說明從砂 粒上擦洗下來的粘粉粒富集了大量的鉛,摩擦清洗起到了濃縮鉛污染物的目的。 高、中、低濃度土R(Pb)分別增加:0.4760、0.04800、0.3350;R(OM)分別 增加:0.5770、O.1000、O.3410。3份土的粉黏粒尺值的增加量均小于砂粒R值 減少量,這是由于3份土的pH值偏弱堿,在清洗過程中釋放出一部分水溶態(tài)鉛, 隨液體流失掉[88】。R(Pb)和R(OM)變化規(guī)律相同,證實(shí)了鉛含量與有機(jī)質(zhì) 有極大相關(guān)性。 由此說明,摩擦清洗能使3份土壤砂粒表面聚集的粉黏粒擦洗下來,能有 效將鉛濃縮到粉黏粒中。
41
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
.1.8 1.6 1.4 1.2
1
℃0.8 0.6 0.4 0.2 0
圖4.2摩擦清洗后粉黏粒R值變化圖
4.3.3
摩擦清洗后砂粒粒級(jí)變化規(guī)律
為進(jìn)一步研究砂粒在清洗后的變化規(guī)律,將砂粒分成5個(gè)等級(jí):
O.05~0.125mm、0.125~0.25mm、O.25~0.5mm、0.5~l
mm,1-2mm。3份土摩擦清
洗前后在各粒級(jí)上質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的變化情況如圖4.3所示。在O.05.0.125mm粒級(jí) 上高、中濃度土的質(zhì)量增加百分?jǐn)?shù)為:3.230%和5.710%,低濃度土的質(zhì)量百分 數(shù)減少0.9292%;在0.125~0.25mm粒級(jí)上3份土的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均在增加,增加 量分別為:2.480%、6.820%、3.119%;在O.25~0.5mm粒級(jí)!旮邼舛韧恋馁|(zhì)量百 分?jǐn)?shù)減少:2.270%,中、低濃度土的質(zhì)量增加百分?jǐn)?shù)為:3.230%和0.2189%; 在0.5~lmm粒級(jí)上3份土的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均減少,減少量分別為:1.608%、4.480%、 1.405%:在1,-,2mm粒級(jí)上3份土的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均減少,減少量分別為:1.866%、 11.29%、1.004%。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出三種濃度士壤在0.25—0.5mm粒級(jí)處是
摩擦清洗后質(zhì)量分布發(fā)生變化的拐點(diǎn)處。泌明摩擦清洗使砂粒中粗砂粒 (2-0.25ram)粒級(jí)分布率減少,細(xì)砂粒fO.25~0.05mm)粒級(jí)分布率增加。
42
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
0.05/o.1250.125/02.5 0.25/o.5
0.5/1
112
0.05/o.1250.125/0.25 0.25/o.5
0.511
112
粒徑/pm
(a)
粒徑/pm
(b)
0.05/o.12..5 0.125/o.25 0.25/o.5
0.s/z
1/2
粒徑/mm
(C)
圖4-3摩擦清洗后砂粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)變化
4.3.4掃描電鏡測(cè)試分析
通過掃描電鏡(SEM)觀察摩擦清洗后砂粒的變化來確認(rèn)清洗效果,如圖
4.4所示。圖4-4(a)、4-2(b)表明砂粒在清洗前表面由于鉛污染物的富集而凹 凸不平,應(yīng)該是富集較多細(xì)粒土壤,細(xì)粒土壤具有較大的比表面積而吸附大量 鉛污染物【89】;圖4.4(c)、4-2 Cd)表明摩擦清洗后砂粒土表面較光滑,一部分 細(xì)粒土從砂粒表面擦洗下來。土壤中污染物與顆粒表面結(jié)合主要有3種形式m】:
①污染物與土壤的潛在化學(xué)反應(yīng),如顆粒表面的腐植酸與污染物的反應(yīng):②污
43
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)能論文
染物的疏水/親水性;③污染物和固體表面的表面力作用。掃描電鏡(SEM)觀 測(cè)結(jié)果表明,摩擦清洗通過破壞土壤中污染物與顆粒表面的結(jié)合方式使砂粒表
面的污染物擦洗下來。
摩擦清洗前
(b)
摩擦清洗后
(C)
(d)
圖4.4摩擦清洗前后砂粒表面掃描電鏡(SEM)照片
4.4
小結(jié)
(1)參數(shù)優(yōu)化:本研究采jjl b(34)正交實(shí)驗(yàn),根據(jù)鉛污染物的去除率對(duì)
實(shí)驗(yàn)結(jié)采進(jìn)行極差、方差和交互作用分板,優(yōu)化清洗參數(shù)是:水土比為70%干 物質(zhì)、溫度為25℃、攪拌時(shí)間為30min、攪拌速率為1200r/min。
(2)摩擦清洗實(shí)驗(yàn):本研究通過尺值評(píng)價(jià)摩擦清洗效率,當(dāng)尺>1時(shí)鉛富 集程度較高,反之較少。對(duì)3份原狀土壤進(jìn)行摩擦清洗實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:
3份
土壤的摩擦清洗效率分別為:67.61%、3 1.71%、41.01%,摩擦清洗對(duì)3份土壤
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)能論文
的砂粒中的鉛均有較好的去除效果。粉黏粒的變化規(guī)律表明摩擦清洗能使.3份 土壤砂粒表面聚集的粉黏粒擦洗下來,能有效將鉛濃縮到粉黏粒中。
(3)通過掃描電鏡(SEM)和砂粒粒徑分級(jí)進(jìn)一步研究摩擦清洗后砂粒的 變化規(guī)律,結(jié)果表明:摩擦清洗能從砂粒表面去除一部分細(xì)粒土壤和鉛污染物;
O.25~0.5mm處是摩擦清洗質(zhì)量變化的拐點(diǎn)。
45
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
第5章泡沫浮選實(shí)驗(yàn)室研究
5.1
實(shí)驗(yàn)流程
浮選流程為:稱。玻埃雇翗影垂桃罕龋 5,配置成lOOmL的土壤溶液于浮選
槽中,然后按照以下流程進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn):水土混勻攪拌2min;加入NaOH調(diào)節(jié)
pH,攪拌2min;加入Na2S活化,攪拌2min;加入黃藥,攪拌2min;加入1滴 松醇油,攪拌1 min;充氣lmin;刮去浮選泡沫層。其中,攪拌速率為2400rpm/min,
充氣量為150L/min。浮選條件實(shí)驗(yàn)過程中藥劑用量根據(jù)查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)及前
期實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別定為:pH值調(diào)節(jié)為10.0, Na2S加入2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)2mL,黃藥
加入1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)4mL。
5.2
數(shù)據(jù)處理
質(zhì)量網(wǎng)收率、金屬回收率、富集的比的計(jì)算公式見公式(5.1)、公式(5.2)
所示。
質(zhì)量回收率(%)=弋面蓮簀
[金屬濃度]泡沫崖×質(zhì)量泡洙層
公式(5.1)
金瘸回收率‘%’2弋曩西爵蒗夏I:ii歷蠶≤蓑喜;T磊i豢羞纛五面
^阿_脅擊…、 公式(5.2)
武漢理l二大學(xué)碩士學(xué)位論文
5_3
泡沫浮選條件實(shí)驗(yàn)研究
土壤粒徑條件實(shí)驗(yàn)
5.2.1
根據(jù)文獻(xiàn)可知,土壤的最大可浮粒徑范圍為0~0.25ram,因此浮選土壤的粒 徑主要針對(duì)0-0.25mm的土壤進(jìn)行泡沫浮選分離。分別稱取<0.05mm、
0.05~0.125ram、0.125~0.25mm的土樣209于浮選槽中,按照浮選流程進(jìn)行浮選、
在40*(2下烘干浮選泡沫層土壤和底層土壤,稱重并進(jìn)行鉛量測(cè)定。
針對(duì)不同粒徑范圍的土壤進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5.1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 顯示,隨著土壤粒徑范圍的增加,鉛的金屬回收率、去除率都逐漸降低。綜合
考慮,粒徑范圍為<0.05mm的土樣是最佳浮選粒徑范圍。 粗顆粒土樣的浮選效果不佳是由于顆粒較粗、質(zhì)量較大,限制了空氣泡承
載他們的能力,它們不能夾雜在氣泡與水體之間,而是被機(jī)械(液壓)誘導(dǎo)作 用機(jī)制,將它們排回漿。
-.o-金耩網(wǎng)收率
60
+去除率
50
40
永 \ 30
卣甕
10
0
<0.05
0.05”o.125
0.125“0.25
粒徑范圍/mm
圖5.1
不同粒徑范圍的浮選效果
5.2.2
pH值條件實(shí)驗(yàn)
根據(jù)不同粒徑土壤的浮選效果,稱取浮選效果較好的<O.05mint壤209于
47
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
浮選槽中,用NaOH調(diào)節(jié)pH值至8.0、9.0、10.0、11.0、12.0,按照浮選流程進(jìn)
行浮選。在40℃下烘干浮選泡沫層土壤和底層土壤,稱重并進(jìn)行鉛量測(cè)定。
在不同pH環(huán)境的士樣中加入2%黃藥溶液2mL,進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖
5.2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在pH值為11.0時(shí)鉛的金屬回收率、去除率最高,鉛 濃度最低。 pH值是浮選的一個(gè)重要工藝參數(shù),浮選過程只有在一定pH值范圍內(nèi)才能
有較好的浮選效果。由于浮選藥劑只能在堿性條件下進(jìn)行與土壤表面產(chǎn)生化學(xué) 或吸附反應(yīng),但溶液中存在大量OH"離子時(shí),藥劑陰離子與OIT會(huì)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)或吸
附土壤表面。著名的Barsky公式:Ix-]/[OH.]-K(常數(shù))就說明了這個(gè)問題, 當(dāng)pH值提高,OH.離子濃度也隨之增加,這時(shí)加入藥荊的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也需增加;
因此在一定的藥劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下,針對(duì)不同士樣都有浮選臨界值[91】。
小金屬同收率
+去除率
8
9
10
11
12
pH值
圖5-2不同pH值對(duì)浮選效果的影響
5.2.3
Na2S用量條件實(shí)驗(yàn)
根據(jù)粒徑和pH值條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分別稱。迹埃埃担恚硗寥溃玻埃褂诟∵x槽中, 將溶液pH值調(diào)節(jié)為11.0,分別加入1、2、3、4、5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的Na2S 溶液,按照浮選流程進(jìn)行浮選。在40。C下烘干浮選泡沫層土壤和底層土壤,稱 重并進(jìn)行鉛量測(cè)定。
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在不同Na2S用量條件下,浮選結(jié)果見圖5.3所示。由圖表可知,NaES投加 量的不同會(huì)對(duì)浮選效果造成較大影響,但隨著NaES投加量的增加,金屬回收率、
去除率變化趨勢(shì)基本一致。在加入2%Na2S 2mL時(shí),是最佳浮選條件。 硫化鈉可與土樣中的鉛發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而提高黃藥對(duì)鉛的捕收效果;但
硫化鈉投加量過大,導(dǎo)致多余的硫化鈉水解產(chǎn)生HS。與吸附在礦物表面的黃原酸 根離子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附,使吸附在礦物表面的黃原酸根離子解吸,阻礙重金屬硫 化物與捕收劑之間的疏水反應(yīng)。[92,93]
—卜金屬同收率
60 50
咿去除率
40
\
30
永
自.甕
10
0 1
2
3
4
5
Na2S體積/m1.
圖5.3不同NaES用量對(duì)浮選效果的影響
5.2.4黃藥用量條件實(shí)驗(yàn)
根據(jù)粒徑、pH值和NaES條件實(shí)驗(yàn)結(jié)采,分別稱取<O.05mm土樣209于浮 選槽中,將溶液pH值調(diào)節(jié)為11.0,加入2%Na2S 2mL后,分別加入0.1、0.2、l、 2、4mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的黃藥溶液,按照浮選流程進(jìn)行浮選。在40℃下烘干浮
選泡沫層土壤和底層土壤,稱重并進(jìn)行鉛量測(cè)定。 在供試土樣中加入不同用量的黃藥溶液進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖5.4所示。 由表圖可知,隨黃藥濃度的增加,鉛的金屬回收率,去除率均不斷增加,在加
入1%黃藥4mL時(shí),Pb的金屬回收率、去除率最佳,比分別為47.73%、38.97%。 關(guān)于浮選過程中黃藥與重金屬之間的作用機(jī)理十分復(fù)雜,有早期的“溶度
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積假說”、“吸附假說’’和現(xiàn)代的“浮選電化學(xué)假說”【9鍆。其中,以沃克和柯克
斯‘951提出的離子交換吸附最受認(rèn)同,模型為:畔+以‘jM嘩+Ⅳ一,式中
X為黃藥陰離子,礦為礦物陽(yáng)離子,N.為礦物陰離子。
60
50
40
\
30
摹
髓分
20
10
0
黃藥體積/mL
圖5.4不同黃藥用量對(duì)浮選效果的影響
5.2.5
浮選時(shí)閆條件實(shí)驗(yàn)
根據(jù)粒徑、pH值、Na2S和黃藥條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分別稱。迹埃埃担恚硗寥溃玻埃
于浮選槽中,將溶液pH值調(diào)節(jié)為11.0,加入2%NazS 2mL,1%黃藥4mL后, 刮去泡沫層的時(shí)間為1、2、3、4、5min,按照浮選流程進(jìn)行浮選。在40℃下烘 干浮選泡沫層土壤和底層土壤,稱重并進(jìn)行鉛量測(cè)定。 不同時(shí)間浮選條件下,浮選結(jié)果見圖5.5所示。由表圖可知,隨著浮選時(shí)間 的增加,對(duì)鉛的去除率呈現(xiàn)先增大后趨于平衡,最后減小的趨勢(shì)。浮選在7.5min 時(shí)達(dá)到最大值,而后隨著時(shí)問的增加去除率降低。在5min時(shí),金屬去除率達(dá)到 最大值,之后金屬回收率降低。因此,浮選時(shí)間在5min時(shí),是最佳浮選時(shí)間。 隨著浮選時(shí)間的增加,土樣中鉛與黃藥的反應(yīng)充分進(jìn)行,因此可以提高土 樣中鉛的去除率;但作用時(shí)間過長(zhǎng),不利于浮選
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百
1
2.5
S
7.5
10
l坩問/min
圖5-5不同浮選時(shí)問對(duì)浮選效果的影響
5.3
浮選前后土樣中鉛形態(tài)分析
稱取不同pH值、NaES濃度浮選前后泡沫層土壤和底層土壤2.509各三份,
用BCR三步提取法將土壤中鉛按照碳酸鹽結(jié)合態(tài)、Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī) 物和硫化物結(jié)合態(tài)進(jìn)行逐級(jí)分離【961,殘?jiān)鼞B(tài)由鉛總量減去其它3種形態(tài)含量求 得。土樣中鉛總量采用HN03.HF.HE02消解,ICP-OES進(jìn)行測(cè)定。
5.3.1
pH值條件實(shí)驗(yàn)浮選前后鉛形態(tài)分析
對(duì)不同pH值條件下浮選前后土壤進(jìn)行鉛形態(tài)測(cè)定,形態(tài)含量分布結(jié)果如圖 5-6所示。由圖5-6可知,原土中鉛以Fe-Mn氧化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)為主,
含量分別是43.13%和26.40%,其次為殘?jiān)鼞B(tài)。經(jīng)泡沫浮選后,鉛的形態(tài)含量分 布與原土一致,但去除率較高。經(jīng)過泡沫浮選后,其有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)的 去除率最高,均在50%以上,最高可達(dá)75%;其次是Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài),去
除率為50%左右。不同pH值條件下,pH值為10.0和11.0時(shí)的去除率最高。 碳酸鹽結(jié)合態(tài)比較容易受pH值的影響重新釋放進(jìn)入水相197】,由于浮選是在 堿性條件下進(jìn)行,因此造成碳酸鹽結(jié)合態(tài)的去除率不高。有機(jī)物和硫化物結(jié)合
態(tài)易與黃藥生成絡(luò)合物,黃藥的基團(tuán)主要作用在硫基與氧基上,因此有機(jī)物和
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硫化物結(jié)合態(tài)去除率最好。Fe—Mn氧化物上也有氧基,因此去除率也較高。殘?jiān)?br />
態(tài)在土壤中的滯留能力較強(qiáng),泡沫浮選不易進(jìn)行去除。
100
80
60
40
鉻硼
O
pH值
圖5-6不同pH值浮選前后鉛形態(tài)變化
5.3.2
Na2S用量條件實(shí)驗(yàn)浮選前后鉛形態(tài)分析
對(duì)Na2S用量條件條件實(shí)驗(yàn)浮選前后土壤進(jìn)行鉛形態(tài)測(cè)定,形態(tài)含量分布結(jié) 果如圖5.7所示。由圖5-7可知,經(jīng)泡沫浮選后,鉛的形態(tài)含量分布與原土一致,
但去除率較高。加入Na2S進(jìn)行浮選,其有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)的去除率最高, 均在80%以上,最高可達(dá)97%;其次是Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài)去除率為50%左右。 加入2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)Na2S的不同體積條件下,加入2mL時(shí)各形態(tài)去除率最高。 總之,浮選過程對(duì)于鉛的各個(gè)形態(tài)的去除中,有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)去除
率最好,其次是Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài)。在加入Na2S后,提高了有機(jī)物和硫化物
結(jié)合態(tài)的去除率。
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100
80
60
40
鉛不
20
0
4
Na2s體積/mL
圖3.12不同Na2S用量浮選前后鉛形態(tài)變化
5.4
小結(jié)
(1)浮選分離控制因素:在一定的浮選條件下,士樣粒徑范圍為<O.05mm、
pH值為11.0、2%Na2S加入2mL、1%黃藥加入4mL、浮選時(shí)間為5min時(shí),土
壤中鉛的金屬回收率、去除率及富集比均為最佳。 (2)形態(tài)變化:從形態(tài)變化可以判斷pH值為11.0,2%Na2S加入2mL時(shí) 去除率最好,這與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符;另外,浮選過程對(duì)于鉛的各個(gè)形態(tài)的
去除中,有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)去除率最好,其次是Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài)。在 加入Na2S后,大大提高了有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)的去除率。
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第6章土壤清洗工藝實(shí)驗(yàn)室研究
6.1
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
根據(jù)第三、四章實(shí)驗(yàn)結(jié)果,針對(duì)不同粒徑土壤的處理效果將摩擦清洗、泡
沫浮選進(jìn)行工藝組合,設(shè)計(jì)三種清洗工藝,工藝圖如圖6.1、6.2和每3所示。 三種清洗工藝流程的主要區(qū)別在于不同清洗工藝所適用的土壤粒徑范圍。測(cè)定 摩擦清洗、泡沫浮選、EDTA清洗后土壤的質(zhì)量以及鉛濃度和形態(tài),進(jìn)行分析研 究;根據(jù)測(cè)定結(jié)果確定最終的清洗工藝流程。將最終清洗后土壤混合后進(jìn)行土 壤鉛毒性浸出評(píng)價(jià)。
圖6.1工藝流程1
圖6-2工藝流程2
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圖6-3工藝流程3
6.2
測(cè)試指標(biāo)及分析方法
毒性特性浸出程序(TCLP)實(shí)驗(yàn)研究:根據(jù)U.S.EPA的1311方法f9引,對(duì)
堿性廢物,用O.1N醋酸溶液,pH2.88;對(duì)非堿性廢物,用0.1N醋酸鹽緩沖溶液, pH4.93:固液比為20:l(m/m);最大粒徑為:9.5ram;提取時(shí)間為18_2h的水 平震蕩;提。贝。
其他指標(biāo)(鉛濃度、形態(tài))的測(cè)定方法見第3章3.1.3所示。
6-3結(jié)果與分析
6.3.1
清洗效率評(píng)價(jià)
對(duì)3個(gè)流程的清洗效率進(jìn)行評(píng)價(jià),分別對(duì)各工藝的每個(gè)單體工藝的去除效
率以及整體工藝的去除率進(jìn)行評(píng)價(jià)。摩擦清洗效果的評(píng)價(jià)步驟為:取摩擦清洗
后土壤進(jìn)行鉛質(zhì)量、濃度測(cè)定,然后計(jì)算清洗前后R值得出去除率;泡沫浮選 效果的評(píng)價(jià)步驟為:測(cè)定泡沫浮選后土壤質(zhì)量、鉛濃度,然后計(jì)算金屬回收率、 富集Lt-,kl去除率來評(píng)價(jià)浮選效果;藥劑清洗效果的評(píng)價(jià)步驟為:測(cè)定清洗前后 鉛濃度,計(jì)算鉛去除率;總?cè)コЧ脑u(píng)價(jià)步驟為測(cè)定摩擦清洗與藥劑清洗后
混合土壤的質(zhì)量及鉛濃度,計(jì)算鉛去除率。具體評(píng)價(jià)結(jié)果見表6.1所示。
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由表6.1可知,摩擦清洗的去除效果中,工藝流程2的去除率最高為80.16%; 泡沫浮選的去除效果中工藝流程2的金屬回收率、富集比和鉛去除率均為最高, 分別為:78.72,o,/o、1.664、68.13%;藥劑去除效果中工藝流程2的去除率最高為 75.90%;總?cè)コЧ泄に嚵鞒蹋驳淖罱K鉛濃度和去除率均為最佳,分別為: 230.4mg/kg、88.78%。工藝流程1的去除效果比工藝流程2的略差,工藝流程3 的去除效果不是很理想。其中工藝流程2的最終處理后土壤中鉛濃度達(dá)到第1 章中計(jì)算出的修復(fù)值293mg/kg。通過清洗效率評(píng)價(jià),得出工藝流程2為推薦清 洗工藝:流程。
表6.1工藝清洗效率評(píng)價(jià)
6.3.2清洗前后鉛形態(tài)分布評(píng)價(jià)
對(duì)3個(gè)工藝流程清洗前后土壤中鉛的形態(tài)分布進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定結(jié)果如圖6.4 (a)、(b)、(c)所示。由圖可知,工藝流程l、2的摩擦清洗主要去除的是碳酸 鹽結(jié)合態(tài)、Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài),說明摩擦清洗中加入HCl對(duì)這兩種形態(tài)的去
除效果很明顯;工藝流程3的摩擦清洗效果不理想,形態(tài)幾乎沒有改變,這是 由于流程3用于摩擦清洗的土壤質(zhì)量少、顆粒粗且濃度高,沒有起到將細(xì)粒徑 鉛濃縮的作用。流程1、2、3的泡沫浮選對(duì)于有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)去除率最
好,其次是Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài),然后是碳酸鹽結(jié)合態(tài)。藥劑萃取使可溶態(tài)及 交換態(tài)、碳酸赫結(jié)合態(tài)的濃度急劇減少,從而降低了鉛的生物可利用性和毒性。
鉛在土壤中主要以化學(xué)吸附為主,一般難以解吸出來,但EDTA能利用自 身的強(qiáng)螯合作用與土壤中的鉛形成較穩(wěn)定的化合物。EDTA使可交換態(tài)Pb和部 分殘?jiān)鼞B(tài)減少,可能是由于鉛與殘?jiān)鼞B(tài)形成的沉淀穩(wěn)定性小于鉛與EDTA形成
的水溶性配合物的穩(wěn)定性,從而使殘?jiān)鼞B(tài)Pb的含量降低。同時(shí)由于土壤中還存 在部分浮選藥劑黃藥,黃藥屬于表面活性劑,它通過膠束作用和反相電荷離子
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作用,使難于交換出的部分Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài)和吸附在土壤顆粒物表面的有 機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)鉛溶出【991。
100
100
80
80
逞60
毽|(分
逞60
壬盼
20
20
0
0
原土
摩擦清洗泡沫浮選藥劑萃取
原土
摩擦清洗泡沫浮選藥劑孳取
(a)工藝流程l形態(tài)分布
100 四 阿機(jī)!
80
(b)丁藝流程2形態(tài)分布
勿和硫化物結(jié)臺(tái) 態(tài) 1氧化物結(jié)合態(tài)
口1 :e.M
日: 炭酸. 汰結(jié)合態(tài)
逞60
百撇
20
0
霧
原土
。國(guó)。
摩擦清洗泡沫浮選藥劑摹取
(C)工藝流程3形態(tài)分布
圖6.4土壤清洗前后形態(tài)分布
6.3.3
清洗后土壤鉛毒性浸出評(píng)價(jià)
土壤清洗后,各處理土壤的毒性浸出液中Pb濃度如圖6.5所示。固體廢棄 物中Pb的浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值為5mg/L。由圖可知,流程1、2的土壤毒性浸出
液中Pb濃度沒有超標(biāo),而流程3則超出標(biāo)準(zhǔn)。按照HJ/T 299制備的固體廢物浸
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出液中任何一種危害成分含量超過浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值,則判定該固體廢物是 具有浸出毒性特性的危險(xiǎn)廢物。所以流程1、2處理后土壤不屬于危險(xiǎn)廢物,可 用作其他用途;而流程3處理后土壤則屬于危險(xiǎn)廢物,需做填埋等其他處理。
..J
\ ∞ \
E
五的 也
毒
圖6.5土壤清洗后土壤毒性浸出液中Pb濃度
6.4
小結(jié)
(1)清洗效率評(píng)價(jià) 對(duì)3個(gè)土壤清洗工藝流程的單體工藝的以及整體工藝的去除率進(jìn)行評(píng)價(jià),
結(jié)果表明流程2是最佳流程,各項(xiàng)指標(biāo)均為最高:摩擦清洗去除率達(dá)80.16%;
泡沫浮選金屬網(wǎng)收率、富集比、去除率分別達(dá)78.72%、1.664、68.13%;藥劑清 洗去除率達(dá)75.90%;工藝整體去除率達(dá)88.78%。經(jīng)流程2處理后最終土壤中鉛 濃度為230.4mg/kg,達(dá)到第l章中計(jì)算得到的修復(fù)值293mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)清洗前后鉛形態(tài)分布 對(duì)3個(gè)±壤清洗工藝流程的清沈前后鉛形態(tài)分布進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明摩擦
清洗主要去除碳酸鹽結(jié)合態(tài)和Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài);泡沫浮選主要去除有機(jī)物 和硫化物結(jié)合態(tài);藥劑清洗對(duì)各個(gè)形態(tài)的去除效果都較好。 (3)清洗后土壤鉛毒性浸出評(píng)價(jià) 流程1、2的土壤毒性浸出液中Pb濃度沒有超標(biāo),而流程3則超出標(biāo)準(zhǔn)。
所以流程1、2處理后土壤不屬于危險(xiǎn)廢物,可用作其他用途;而流程3處理后
土壤則屬于危險(xiǎn)廢物,需做填埋等其他處理。
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第7章結(jié)論與建議
7.1
結(jié)論
本文在對(duì)典型鉛污染場(chǎng)地進(jìn)行土壤特征分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)確定修復(fù)值的基礎(chǔ)
上,利用土壤清洗技術(shù)修復(fù)污染土壤:首先對(duì)摩擦清洗、泡沫浮選進(jìn)行單體工
藝的清洗參數(shù)及測(cè)試分析研究:然后將清洗工藝進(jìn)行組合以確定最優(yōu)工藝的實(shí) 驗(yàn)室研究,為土壤清洗技術(shù)的實(shí)際工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。本研究得出的主要 結(jié)論如下: (1)污染場(chǎng)地土壤特征 本研究共設(shè)置104個(gè)采樣點(diǎn)共計(jì)276個(gè)樣品,對(duì)該場(chǎng)地土壤樣品進(jìn)行pH值
和鉛濃度檢測(cè),結(jié)果顯示場(chǎng)地pH值整體呈弱堿性,受鉛污染嚴(yán)重。將污染場(chǎng)地
劃分為4個(gè)區(qū)域,經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示,2、3區(qū)受鉛污染影響嚴(yán)重,1、4區(qū)
鉛污染較輕。對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤進(jìn)行基本理化性質(zhì)分析及鉛的粒徑分布規(guī)律進(jìn)行研究,
根據(jù)各個(gè)粒徑的質(zhì)量、鉛濃度及金屬量百分?jǐn)?shù)分布結(jié)果,建議將>1mm土壤篩
分去除;O.05~lm土壤進(jìn)行物理分離(摩擦清洗);<0.05ram土壤進(jìn)行分離濃縮
(浮選、藥劑)。
(2)鉛污染場(chǎng)地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 對(duì)該場(chǎng)地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、暴露評(píng)估、毒性評(píng)估,評(píng)價(jià)結(jié)果表明該場(chǎng)地的污
染源是鉛塵、鉛煙、鉛渣和含鉛酸廢水等。鉛污染物的主要暴露途徑為:經(jīng)口
攝入污染土壤、皮膚直接接觸污染土壤、吸入土壤顆粒物三種途徑。鉛污染土
壤的毒性很大,會(huì)對(duì)施工工人以及未來規(guī)劃的商住用地居民帶來健康危害,尤 其是對(duì)兒童的影響更大。
通過展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》、廠區(qū)附近背景值和兒章 血鉛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來確定該場(chǎng)地的修復(fù)值。綜合考慮以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的嚴(yán)格程度、
應(yīng)用廣泛性和技術(shù)條件,當(dāng)場(chǎng)地用作住宅及公共用地(普通住宅、公寓、別墅
等;幼兒園、學(xué)校;醫(yī)院;養(yǎng)老院;游樂場(chǎng)、公園等)時(shí),采用血鉛評(píng)價(jià)值293mg/kg 為該場(chǎng)地的修復(fù)行動(dòng)和El標(biāo)值;當(dāng)用作商服及工業(yè)用地(商場(chǎng)、超市等各類批 發(fā)零售用地及其附屬用地)時(shí),修復(fù)行動(dòng)值和目標(biāo)值可取《展覽會(huì)用地土壤環(huán)
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境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值600mg/kg。
(3)摩擦清洗實(shí)驗(yàn)室研究 摩擦清洗的最佳清洗參數(shù)是:水土比為70%干物質(zhì)、溫度為25℃、攪拌時(shí)
間為30min、攪拌速率為1200r/min。通過R值評(píng)價(jià)不同粒徑土壤對(duì)鉛富集程度 的高低及摩擦清洗效率,結(jié)果表明:3份土壤鉛主要富集在砂粒和粉黏粒中,鉛 的分布與有機(jī)質(zhì)有極大相關(guān)性;3份土壤的摩擦清洗效率分別為:67.61%、31.71%、
41.01%。通過掃描電鏡(SⅨ)和砂粒粒徑分級(jí)研究摩擦清洗后砂粒的變化規(guī)
律,結(jié)果表明:摩擦清洗能從砂粒表面去除一部分細(xì)粒土壤和鉛污染物; 0.25~0.5mm處是摩擦清洗質(zhì)量變化的拐點(diǎn)。粉黏粒的變化規(guī)律表明摩擦清洗能 使3份土壤砂粒表面聚集的粉黏粒擦洗下來,能有效將鉛濃縮到粉黏粒中。 (4)泡沫浮選實(shí)驗(yàn)室研究
泡沫浮選實(shí)驗(yàn)的最佳分離控制因素是:在一定的浮選條件下,pH值為11.0、
2%Na2S 2mL、1%黃藥4mL、浮選時(shí)間為5min時(shí),土壤中鉛的金屬回收率、去
除率及富集比均為最佳。另外,從形態(tài)變化可以判斷pH值為11.0,2%Na2S
2mL
時(shí)去除率最好,這與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符;另外,浮選過程對(duì)于鉛的各個(gè)形態(tài) 的去除中,有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)去除率最好,其次是Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài)。 在加入Na2S后,大大提高了有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài)的去除率。
(5)土壤清洗工藝實(shí)驗(yàn)室研究 ①清沈效率評(píng)價(jià):對(duì)3個(gè)土壤清洗工藝流程的單體工藝的以及整體工藝的
去除率進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明流程2是最佳流程,各項(xiàng)指標(biāo)均為最高:摩擦清洗 去除率達(dá)80.16%;泡沫浮選金璃回收率、富集比、去除率分別達(dá)78.72%、1.664、 68.13%:藥劑清洗去除率達(dá)75.90%;工藝整體去除率達(dá)88.78%。經(jīng)流程2處理 后最終土壤中鉛濃度為230.4mg/kg,達(dá)到第1章中計(jì)算得到的修復(fù)值293mg/kg 的標(biāo)準(zhǔn)。
②清洗前后鉛形態(tài)分布:對(duì)3個(gè)土壤清洗工藝流程的清洗前后鉛形態(tài)分布
進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明摩擦清洗主要去除碳酸鹽結(jié)合態(tài)和Fe.Mn氧化物結(jié)合態(tài);
泡沫浮選主要去除有機(jī)物和硫化物結(jié)合態(tài);藥劑清洗對(duì)各個(gè)形態(tài)的去除效果都
較好。
③清洗后土壤鉛毒性浸出評(píng)價(jià):流程1、2的土壤毒性浸出液中Pb濃度沒
有超標(biāo),而流程3則超出標(biāo)準(zhǔn)。所以流程1、2處理后土壤不屬于危險(xiǎn)廢物,可
用作其他用途:而流程3處理后土壤則屬于危險(xiǎn)廢物,需做填埋等其他處理。
武漢理l二大學(xué)碩士學(xué)位論文
7.2
存在的問題及建議
(1)在計(jì)算兒毫血鉛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)修復(fù)值的過程中,參數(shù)的選定可以再進(jìn)行現(xiàn)
場(chǎng)調(diào)查以更精確修復(fù)值:
(2)浮選使用的藥劑可使用其他藥劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究;同時(shí),浮選過程中, 藥劑與土壤中污染物的反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜,需要進(jìn)行進(jìn)一步的機(jī)理分析研究;
(3)復(fù)合清沈工藝的最佳流程可以進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步推進(jìn)土壤清洗技
術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍。
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
致
謝
畢業(yè)論文即將完成,我的學(xué)生生涯也要告一段落了。借此機(jī)會(huì),我要對(duì)研 究生三年來幫助過我的人表示深深的感謝。 首先,要感謝我的母校導(dǎo)師彭會(huì)清教授,本論文是在彭老師的悉心指導(dǎo)和 幫助下完成的,從課題的確定到論文的撰寫都凝聚著彭老師辛勤的汗水。彭老 師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、富于鉆研的創(chuàng)新精神,促使我努力學(xué)習(xí);悉 心的指導(dǎo)使我在論文完成過程中糾正了很多錯(cuò)誤;彭老師的教導(dǎo)對(duì)我影響至深, 在此謹(jǐn)向彭老師表示深深的謝意! 本文的研究工作是在中科院生態(tài)環(huán)境研究中心黃錦樓副研究員的精心指導(dǎo) 和關(guān)懷下完成的,感謝黃老師為我的實(shí)驗(yàn)研究提供大力支持以及生活上的關(guān)懷。 黃老師富有創(chuàng)造力的思想和開闊的思維為我在學(xué)習(xí)道路上提供了很多的幫助, 在此向黃老師表示深深的感謝! 實(shí)驗(yàn)期間,得到了中科院生態(tài)環(huán)境研究中心和北京金隅生態(tài)島科技有限責(zé) 任公司的大力支持,在此,深切感謝兩個(gè)公司的老師、領(lǐng)導(dǎo)和員工! 感謝同門師兄弟,感謝你們的是與你們?cè)谝黄鹱屛腋杏X到團(tuán)結(jié)協(xié)作的友誼 是我的最大收獲,感謝高潔博士、劉艷杰博士、秦磊博士及李思拓、任貝、岳 希、陳琴、張曉洲、胡淼在實(shí)驗(yàn)中所給予的熱情幫助,感謝師妹林芳芳、李麗 娟及師弟程冠全、王東、劉世錚、彭林、張偉等在實(shí)驗(yàn)中給予的支持,朝夕相 處所建立起深厚的感情和友誼是終身難忘的,祝大家今后的生活一帆風(fēng)順。 忠心感謝培育我七年的武漢理工大學(xué)和資環(huán)學(xué)院,優(yōu)美的校園環(huán)境和良好 的生活條件,還有和藹可親的老師與先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),我會(huì)為在未來工作中積 極努力,回報(bào)武漢理工和資環(huán)學(xué)院的培育之恩! 最后,要感謝我的家人,在讀書期間給予的理解和支持,使我順利完成研 究生的學(xué)業(yè),真心地感謝您們! 向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的感謝!
楊雯
201
3年5月于西院
62
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
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武漢理工大學(xué)碩士學(xué)能論文
附錄:攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況
發(fā)表論文情況:
1.摩擦清洗修復(fù)鉛污染土壤的參數(shù)優(yōu)化及清洗效率評(píng)價(jià),環(huán)境科學(xué)
參加科研情況:
1.201I/07至今土壤清洗修復(fù)鉛污染場(chǎng)地士壤研究 2.201I/07.201I/09京煤集團(tuán)門頭溝區(qū)王平電廠工礦棚戶區(qū)改造定向安置房項(xiàng) 目場(chǎng)地環(huán)境評(píng)價(jià)
3.201I/09.2011/11
北京地鐵lO號(hào)線二期宋家莊站~成壽寺區(qū)問項(xiàng)目(石榴莊
七號(hào)路以東)場(chǎng)地環(huán)境評(píng)價(jià) 4.2011/10.2011/12京煤集團(tuán)房山區(qū)河北鎮(zhèn)國(guó)有工礦棚戶區(qū)改造定向安置房項(xiàng) 目場(chǎng)地環(huán)境評(píng)價(jià)
典型鉛污染土壤修復(fù)工藝技術(shù)研究
作者: 學(xué)位授予單位: 楊雯 武漢理工大學(xué)
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本文編號(hào):1759841
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