离子型稀土矿周边农田土壤中Pb的析出效果和机理研究

发布时间：2020-06-07 07:39

【摘要】：在对江西赣南地区的稀土矿调查中,发现赣南稀土矿区周围农田存在严重的重金属铅污染,以研究赣南地区的龙南县矿区周围农田土中铅离子的迁移转化。这次实验中以稀土矿区周围受污染的农田土壤作为对象,目标污染物为重金属铅。选择钝化剂加入农田土壤,分析钝化剂不同添加量对铅淋出量的改变情况。同时依据降雨情况模拟自然淋滤状态下,重金属铅的淋出情况变化和迁移转化,主要从降雨强度、模拟降雨的pH值和降雨时长三个方面研究。利用原地浸矿的方式采矿的矿区周边土壤中,会存在硫酸铵溶液过量的情况。矿区原地浸矿一般使用1.50%的硫酸铵溶液。本实验选择投加1.00~3.00%的硫酸铵溶液,观察对农田土壤中的重金属铅的影响情况。结合实验结果,利用响应曲面法拟合实验数据,分析影响因素的显著性。(1)为稳定污染农田土壤中的重金属铅,尝试在实验土壤中添加钝化剂(凹凸棒石)。使用钝化剂后在自然降雨条件下,重金属铅的淋出量有一个明显下降的趋势。实验选取的钝化剂针对该地区农田土壤中的重金属铅会产生钝化稳定作用,将随着降雨析出的铅离子转化为不易淋出的稳定状态。从而达到减少土壤中铅离子对农田农作物和周围地表径流的污染情况。在凹凸棒石的添加量是10.00%时,对重金属铅的稳定有着显著的效果,在实验第2天测量的淋出铅含量就下降为0.00mg/kg。凹凸棒石添加量为2.00%时,在实验进行到第8天时,测量的淋出铅含量为0.00mg/kg。(2)实验采用模拟酸雨淋滤实验土柱观察重金属铅的淋出量变化。结果显示,时长对铅淋出量的影响,有两种阶段:快速下降和慢速下降。利用响应曲面法设计实验条件酸雨淋滤液pH值为4.50~5.50,降雨强度为109.00~374.00mm/d,添加外源重金属铅100.00~500.00mg/kg。观察该情况下铅淋出量发现,随着pH值的减小,淋滤强度的上升使得铅淋出量呈现先上升后减小的情况。当外源铅浓度逐步增长时,模拟酸雨的pH值减小和淋滤强度的上升都会使铅淋出量增加。此外在拟合方式中选择用响应曲面对实验数据进行多元回归方程拟合,交互项中pH值与培养铅浓度的效果最为明显。(3)稀土矿开采过程中对硫酸铵溶液添加量的不确定性,使矿区周边的农田土壤面临着被硫酸铵浸透的情况。根据之前已有的调查结果得出针对重金属污染土壤硫酸铵会起到钝化作用。在结合矿区实际情况下,在实验土壤进行淋滤实验中用不同浓度的硫酸铵溶液时,发现较低浓度的硫酸铵投加到农田土壤中的重金属铅析出量比较高浓度的硫酸铵投入时更少。在硫酸铵浓度较低时,对土壤中铅离子的析出有着促进的作用。
【图文】：

实验装置图,响应曲面法,淋出液,设计实验

图 2.1 实验装置图度计测淋出液中 Pb 浓度时，，Pb 浓度单计算得出每天淋出 Pb 在 0.20kg 土样中的两次平均值。Ce=Co×L/0.20 mg/kg，Co为测量铅浓度μg/mL，L 为淋响应曲面法设计实验条件，数据采用 E。

凹凸棒石,投加量,变化规律,添加量

6.00 8.00 306.00 8.00 3010.00 8.00 102.00 12.00 306.00 4.00 5010.00 8.00 50添加量对农田土壤钝化效果的影响石的添加量和与实验土柱中土壤量的配比的不同，观察，选择了 Pb 培养浓度为 300.00mg/kg，设计实验持续时间0 的模拟酸雨，凹凸棒石的添加量为 2.00%、6.00%和 10
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53

【参考文献】