矿物肥料联合稻壳生物炭对镉铅污染土壤的修复研究

发布时间：2020-07-08 04:45

【摘要】：中国几十年的城市化与工业化导致相当一部分农田土壤铅镉含量已达到重金属污染程度。国内采用化学钝化技术治理时,经常侧重于某类或某种钝化材料的应用,容易导致钝化重金属的种类以及效果上的欠缺,因此本文将矿物肥料与生物炭联合起来研究它们对镉铅污染土壤的修复效果。论文依托“矿物肥料对农田土壤的调理与重金属修复技术方法研究(重点)”项目,进行了前期的室内吸附实验,中期的动态淋滤实验,后期的盆栽实验。研究发现矿物肥料联合稻壳生物炭对镉铅重金属污染土壤的治理效果比单一矿物肥料或稻壳生物炭效果更好,且两者不同的配比会有不同的治理效果。论文取得的主要成果如下:(1)吸附实验表明:C700(700℃制备的稻壳炭)吸附Pb~(2+)与Cd~(2+)的效果最好。C700吸附Pb~(2+)的效果略优于矿肥,但对Cd~(2+)的吸附效果不及矿肥。C700对Pb~(2+)的等温吸附行为更加符合Freundlich等温吸附模型。矿肥对Cd~(2+)的等温吸附行为更加符合Langmuir等温吸附模型。在镉铅复合溶液吸附实验中C700吸附Cd~(2+)的能力受到了一定程度上的抑制。C700与矿肥复合后加强了对镉铅复合溶液中Cd~(2+)与Pb~(2+)的吸附效果。(2)淋滤实验表明:复合配方能够让整个淋滤过程中的Pb与Cd比较平稳并且更少的被淋滤出来。就Pb与Cd淋出总量而言:Pb淋出总量较小的两组为C3K7(较空白组降低74.6%)与C7K3(较空白组降低72.8%);而Cd淋出总量于矿肥添加量成正比,Cd淋出总量最少为C10K0(较空白组降低50.2%)与C7K3(较空白组降低13.4%)。(3)较长期的盆栽实验表明:单加矿肥,会导致根系土的Pb从可还原态向可氧化态迁移转化;单加矿肥虽对根系土Cd弱酸溶态影响较小,但会促进根系土中的Cd由可氧化态以及可还原态向残渣态迁移转化,而稻壳炭则相对促进土壤中弱酸溶态Cd向可还原态迁移转化。而矿肥与稻壳炭复合后,弱酸溶态或可还原态Cd含量降低时,残渣态或可氧化态Cd含量会增加。矿肥能够促进小白菜的生长,C1K2组达到最大促进值,相比空白组增重38.12%。单加矿肥会一定程度上促进小白菜对Pb的吸收,而复合配方C2K1组降低小白菜对Pb的吸收效果最佳,相比空白组降低了24%;所有配方组都降低了小白菜对Cd的吸收量,其中配方组C1K2组降低小白菜对Cd的吸收效果最佳,相比空白组降低了38%。由于采集土壤中Pb与Cd的污染程度不同,应优先考虑对Cd的钝化效果最优,对铅具有钝化效果即可,故选用C1K2配方(稻壳炭和矿肥按1:2比例复合)。此种配方使用下,植物中Pb含量相比空白组降低达到了9%,Cd含量相比空白组降低了38%;植物的生长量相比空白组增重38.12%。这样促进小白菜生长同时,又钝化了土壤中Pb与Cd,最后还减少了小白菜体内Pb与Cd的积累量。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O647.3;X53
【图文】：

什邡,绵竹市,Cd元素

第 1 章绪论1.1 立项依据及研究意义2014 年环境保护部，国土资源部联名发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国较大面积土壤已经受到了严重的污染，污染类型主要为无机型，在污染物超标点位中，无机型污染点位占了 82.8%；分布上来看，南方土壤的无机重金属污染高于北方，尤其中南及西南地区土壤重金属污染超标范围较大。其中重金属镉，铅的点位超标率处于前列，并且污染程度也居高不下。受龙门山磷矿开发的影响，四川的绵竹、什邡与德阳市，是我国比较典型的镉污染区，铅也有一定程度的污染，区内多产镉米，居民的生命健康面临着极大威胁，如图 1-1 所示（注：图件引自《西南地区表层土壤镉等重金属元素的来源识别与风险评估方法研究》）。

技术路线图,论文,淋滤,项目报告

图 1-3 论文技术路线图1.4 完成工作量论文从最开始的立项收集资料，到采样后进行室内吸附，动态淋滤以及盆栽种植，过程中的资料数量，样品处理量，测试数据量如表 1-2 所示：表 1-2 论文完成主要工作量序号工作名称工作量序号工作名称工作量1 项目报告整理 2 个 6 Cd-Pb 总测量数 526 组2 文献阅读 103 篇 7 盆栽数目 18 盆3 采集土壤样品 100kg 8 淋滤柱 21 根4 稻壳生物炭制备 1kg 9 过程照片拍摄 20 张5 总称量数 129 组 10 论文撰写 3.51 万字

地质图,地质,背斜,向斜

茶园坪逆断层以及马槽滩倒转背斜、歇马庙倒转背斜、天池倒转向斜、雷家窑倒转背斜等。四川盆地成都凹陷带，基底西陡东缓，发育四平-两路口隐伏断裂，受龙门山褶断带、龙泉山褶断带和挽近构造活动控制，第四系沉积厚度达 80~150 m，其下有广汉-德阳和绵远河谷隐伏断裂。北部为绵阳帚状构造带，多形成宽缓的背向斜。东部属龙泉山背斜的北东倾没端和合兴场环状构造带，后者由两个帚状构造和一系列宽缓背、向斜组成。中江县西北部龙泉山褶断束土要构造形迹有：龙泉山背斜北段及倾没端、东翼的合必乡、麻柳堰、周家台子、观音桥等高角度走向逆断层，西翼的金鸡寺断层等。龙泉山北端的合兴场环状构造的由月亮崖背斜、天台山向斜、白岩关向斜、丁家咀背斜及阳平镇逆断层组成的西侧褶断束。东南部的绵阳环状构造，由一系列轴向呈东西向弧形，两翼对称、地层平缓的褶皱排列成环状，北面有葫芦溪向斜，南面有观音场背斜、永安场向斜等。川中东西向构造由仓山背斜、智水向斜、蓬莱镇背斜等宽缓的近东西向鼻状或箕状褶皱组成。

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