砒霜厂遗址污染场地治理修复技术研究

发布时间：2020-06-22 03:22

【摘要】：随着我国对土壤生态环境的愈加重视,一大批违规建造的砒霜厂等冶炼厂被取缔与关闭,但是其生产场地中还遗留土壤还存在着土壤酸化严重,重金属复合污染严重等诸多环境问题,亟需进行修复和治理,消除或降低生态环境风险。目前,固化/稳定化技术是当前重金属污染场地修复治理研究的热点,安全和长效的固化/稳定化材料研发成为该技术的关键,其中含类金属砷(As)的多金属复合污染场地土壤固化/稳定化材料的研发显得尤为迫切。本研究以广西某砒霜厂遗留污染场地土壤为研究对象,通过查阅文献,采用水热反应法制备了镁铝类水滑石(MgAl-LDHs、UMgAl-LDHs)、镁铝铁类水滑石(MgAlFe-LDHs、UMgAlFe-LDHs)四种材料,在高温(450℃℃)进行改性获得镁铝复合氧化物(MgA1-LDO、UMgAl-LDO)和镁铝铁复合氧化物(MgAlFe-LDO、UMgAlFe-LDO),共八种材料。将MgAl-LDHs、MgAlFe-LDHs、MgAl-LDO和MgAlFe-LDO四种材料采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)分析、比表面积和孔隙分析(BET)等材料表征选择目前在去除水环境中重金属效率高、稳定性好的类水滑石作为主要固化/稳定化材料,后选用重金属污染场地常用固化/稳定化材料进行效果研究并在此基础上开展改性前后类水滑石对砒霜厂遗留污染场地土壤多重金属固化/稳定化的效果研究和应用条件优化,筛选出最优的固化/稳定化材料和应用条件并在砒霜厂场地开展中试,为该类场地的修复治理提供实践依据。主要研究结果如下:(1)对制备和改性的材料表征结果显示,MgAl-LDHs引入Fe3+可以形成具有鲜明类水滑石结构特征衍射峰和晶型良好的MgAlFe-LDHs材料,两者都有巨大的比表面积和丰富的羟基基团,但是对比于MgAl-LDHs材料MgAlFe-LDHs 比表面积增加,孔隙结构减少,特征衍射峰峰值降低,衍射峰偏移,晶型结构略差。经过高温焙烧改性后的LDO材料中LDHs的特征衍射峰消失,变为镁铝氧化物结合物衍射峰,层状鳞片结构消失,质量减少,-OH与C032-变为H20和C02但是比表面积增大,这些特征结构有助于材料对重金属的修复。(2)类水滑石材料修复效果研究中,F5(FM300)、(FM80)等类水滑石材料的加入,作为固化/稳定化材料施加入土壤中可以显著提高土壤pH值,对Cd、Zn、Cu、As等重金属复合污染治理有显著效果,在3.0%材料添加量下Cd、Zn修复效果并未能完全达到污水排放标准和修复目标值,但是经治理后土壤As可以达到排放标准与修复目标值,而将不同类水滑石材料固化/稳定化效果进行效果对比后发现,MgAl-LDHs和MgAlFe-LDHs这两种材料可以满足砒霜厂复合污染治理修复的大部分需求,且效果优于所购买类水滑石材料。而MgAl-LDHs添加量为5.0%时,Cd、Cu、Zn固化/稳定化率均达到99%以上,As固化/稳定化率达到90%左右,As固化/稳定化率达到排放标准与目标修复值,实验后期材料效果稳定pH值无明显变化,可作为实际修复材料应用。(3)MgAl-LDHs材料修复砒霜厂遗留场地污染实际应用结果同实验室小试结果相同,对Cd、Zn、Cu在水浸提液与酸浸提液中固化/稳定化率达到95%以上,As固化/稳定化率达90%以上,对材料pH也有很好的改良效果,修复后重金属浓度与土壤水浸提液pH值达到排放标注与目标修复标准。在后续砒霜厂实际修复中可选用此种材料进行污染场地修复治理。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53
【图文】：

２］ａ：＋0４ｎ－）；ｃ／？．．ｍ／／２０，邋ＬＤＨｓ微观结构主要由主层板和层电荷，金属种类和电荷密度具有可调控性［２８］，邋Ｍ２＋和Ｍ３＋分价金属离子，要求Ｍ２＋和Ｍ３＋有相似的离子半径，常见的Ｍ２＋的Ｍ３＋有Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋等，ｘ是Ｍ３＋／（Ｍ２＋＋Ｍ３＋）的摩尔具有交换性常见的阴离子为无机阴离子、有机阴离子、配个层板纵向有序排列构成，金属离子间通过羟基和共价键要由氢键、库仑力、范德华力相互连接［２９］。类水滑石于１８，自然界中存量较少而由Ｆｅｉｔｋｎｅｃｈ等人首次在实验室中合成的具有水滑石层状结构的由二价和三价金属离子组成的似于水镁石［３１］，图１－２为水滑石的空间结构图。随着科研工不断深研究和科学现代材料分析和测试技术的不断提高，阻燃等领域方面的应用受到了科研工作者的重视［３２］。逡逑Ｉ邋Ｓｔｎ邋ｉ，ｒ．邋ｉｎ，－逡逑

图１－２技术路线逡逑

【参考文献】

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本文编号：2725108