螯合剂对河道沉积物中重金属的解吸研究

发布时间：2017-12-30 09:37

本文关键词：螯合剂对河道沉积物中重金属的解吸研究　出处：《太原理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：河道沉积物是河流自然生态系统的重要组成部分。环境中的重金属进入河流水体后，通过吸附、沉淀、络合、生物吸收等途径最终储存到河道沉积物中。由于不断的累积，沉积物中的重金属含量通常比上覆水高几个数量级。当外界环境条件改变时，沉积物就有可能将储存的重金属重新释放到上覆水中，造成上层覆水重金属污染。因此，对河道沉积物重金属的研究已成为研究热点之一。本文以太原市几条河流的沉积物为研究对象，分析了沉积物的重金属含量及形态分布特征，采用适当的标准对其污染程度进行了评价。同时，利用单因素及正交实验方法分析了相关因素对重金属解吸效果的影响，并对解吸前后重金属的形态变化及生物有效性变化进行了分析。此外，还通过几种典型的解吸动力学模型对重金属的解吸数据进行了拟合，分析了最佳的拟合模型及解吸速率随时间变化的关系。本文得出以下主要结论：不同种类的重金属在不同河流中的形态分布特征不同，针对本研究，总体来说，重金属主要以有机物结合态和残渣态存在。根据内梅罗综合污染指数分级表，以北方内陆河沉积物背景值作为评价标准，虎峪河和玉门河沉积物重金属均为重度污染，，汾河沉积物重金属为轻度污染。 EDTA对沉积物中的Pb、Cu均有较好的处理效果，解吸率明显高于柠檬酸与草酸；EDTA与柠檬酸对Cr的解吸率相差不大，均显著高于草酸；实验所用3种螯合剂对沉积物中的Zn的处理效果均不高。重金属的解吸率随着螯合剂浓度的升高而增大，但二者不呈正比关系；解吸率总体呈现出随着解吸时间的延长而上升的趋势，最终趋于稳定；解吸率与重金属元素的种类及重金属的形态分布情况密切相关。 EDTA和柠檬酸能有效去除污染沉积物中酸可提取态的部分重金属，对铁锰氧化物结合态的重金属也有较好的去除，虽然也能去除部分有机结合态和残渣态的重金属，但去除率很低。沉积物中的重金属经过解吸后，生物有效性降低。用正交实验分析方法得出利用螯合剂同时解吸多种重金属的最佳条件为：螯合剂为EDTA，螯合剂浓度为0.3mol/L，解吸时间为480min。各因素对其解吸率的影响程度从大到小依次为：螯合剂种类＞螯合剂浓度＞解吸时间。对沉积物中重金属解吸过程进行动力学拟合的模型从优到劣的顺序依次为双常数方程＞Elovich方程＞一级动力学方程。重金属解吸速率总体呈现出随着时间延长，解吸速率逐渐减小的趋势。
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【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X522

【参考文献】