含方解石物质修复镉污染土壤及机理初探

发布时间：2017-07-03 04:10

  本文关键词：含方解石物质修复镉污染土壤及机理初探

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【摘要】：土壤是人类赖以生存的能源和资源,而近年来随着工矿业“三废”的排放与场堆、农化产品的不当使用及污水灌溉、城镇化发展伴生问题的发生,使得各种污染物进入土壤,特别是重金属镉,致使土壤环境、质量的下降。随之会导致农产品产量和质量下降,而间接影响人类生存。因此,土壤镉污染修复已刻不容缓。本文按照土壤原位钝化原理,通过室内培养试验,比较赤泥、海泡石及方解石三种含方解石物质钝化处理后,镉污染草甸土中土壤pH值、镉赋存形态以及镉DTPA提取态的变化。筛选出更好的土壤改良剂,探究其钝化机理,为污染土壤的治理提供进一步的理论基础和指导。主要研究结果如下：1、同一钝化剂处理后土壤pH值会随着时间呈现相同的趋势且随着用量的增加而增加,不同钝化剂处理之间存在差异,但都明显高于对照。添加赤泥处理后土壤pH值先降低后升高最后趋于稳定,随着用量的增加呈现阶梯式上升;添加海泡石处理后土壤pH值缓慢降低,不同时期S3、S5处理后pH值差异不大,但均高于S1；添加方解石处理后土壤pH值平稳降低,变化值均未超过0.32,不同剂量处理之间差异也不大。总体来说,培养50天后,添加钝化剂对土壤pH值的提高效果为：赤泥方解石海泡石。其中,RM5比对照提高了4.09个单位为最高,S1比对照提高了2.08个单位为最低。.2、整个培养过程中,对照组中土壤有效态镉含量处于稳中有升的状态(7.36～ 7.69mg · kg-1) 。添加赤泥、海泡石、方解石处理后的有效态镉含量在不同时期与对照相比均显著降低。钝化剂处理组大致都呈现先略微升高而后逐渐降低的趋势,在第7天时有效态含量最高。培养50天后,钝化剂用量为1%,方解石处理效果最好,有效态镉降低率达到36.69%；钝化剂用量为3%,方解石处理效果略差于赤泥处理；钝化剂用量为5%,赤泥处理效果最好。3、土壤pH值与有效态镉含量相关性分析表明：添加赤泥处理后,其R2=0.6122,两者之间的相关性达到了极显著负相关；添加海泡石处理后,其R2=0.2947,负相关但不显著；添加方解石处理后,R2=0.0845,不相关。土壤pH值与交换态镉含量相关性分析结果和土壤pH值与有效态镉含量相关性分析结果基本一致。4、添加钝化剂培养50天后,与对照组相比,土壤镉赋存形态发生了变化。钝化剂处理组明显的降低了交换态镉含量,不同程度的提高了碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态、残渣态镉含量,其中碳酸盐结合态镉最为明显。添加钝化剂处理后交换态镉含量降低了1.25～2.75mg· kg-1;碳酸盐结合态镉含量提高了151.73%-338.33%。对有机质结合态镉的影响并不大。对于铁锰氧化物结合态和残渣态镉的提高率分别在14.08%-58.33%、3.64%-23.45%范围内。随着钝化剂剂量的增加各种形态镉含量基本都呈现逐渐降低或者升高的趋势。但是,不同钝化剂处理后对各种形态镉含量的影响差距较大。钝化剂用量为1%、3%时,镉由可利用态向潜在可利用态和不可利用态的转化贡献率依次分别为：方解石海泡石赤泥、方解石赤泥海泡石。当钝化剂用量为5%时,其贡献率依次为：赤泥方解石海泡石。综合考虑,用3%剂量的方解石进行镉污染土壤修复更合适。5,赤泥依赖pH值来降低土壤中镉的有效性、促进镉由可利用态向潜在可利用态和不可利用态转化；而海泡石不完全依赖pH值；方解石则不依赖pH值。
【关键词】：重金属镉污染 原位钝化 方解石 赋存形态 pH值
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 前言13-31
• 1.1 环境13
• 1.2 土壤13
• 1.3 土壤污染13-17
• 1.3.1 土壤污染来源14-15
• 1.3.2 土壤污染特点15-16
• 1.3.3 土壤污染类型16-17
• 1.4 土壤重金属污染17-18
• 1.5 土壤镉污染18-20
• 1.5.1 土壤镉污染来源18-19
• 1.5.2 土壤镉污染危害19-20
• 1.6 土壤重金属污染修复方法20-23
• 1.7 土壤重金属污染原位钝化修复研究进展23-26
• 1.7.1 钝化机理23-24
• 1.7.2 有机钝化材料24
• 1.7.3 无机钝化材料24-26
• 1.8 赤泥、海泡石、方解石在重金属污染修复中的研究进展26-30
• 1.8.1 赤泥在重金属污染修复中的研究进展26-27
• 1.8.2 海泡石在重金属污染修复中的研究进展27-28
• 1.8.3 方解石在重金属污染修复中的研究进展28-30
• 1.9 研究意义、内容30-31
• 1.9.1 研究意义30
• 1.9.2 研究内容30-31
• 第二章 材料与方法31-36
• 2.1 供试材料31-33
• 2.1.1 供试土壤31
• 2.1.2 供试赤泥31
• 2.1.3 供试海泡石31-32
• 2.1.4 供试方解石32
• 2.1.5 模拟镉污染土壤32
• 2.1.6 试验药品32-33
• 2.1.7 试验仪器设备33
• 2.2 试验设计33-34
• 2.2.1 钝化培养试验33-34
• 2.2.2 影响土壤镉有效性试验34
• 2.3 测定项目及方法34-35
• 2.3.1 土壤基本理化性质测定34
• 2.3.2 各种形态镉的测定34-35
• 2.4 数据统计分析35-36
• 第三章 结果与分析36-55
• 3.1 赤泥、海泡石、方解石对污染土壤PH值的影响36-39
• 3.1.1 同一钝化剂不同添加剂量对污染土壤pH值的影响36-38
• 3.1.2 添加剂量一定不同钝化剂对污染土壤pH值的影响38-39
• 3.2 赤泥、海泡石、方解石对污染土壤镉有效性的影响39-44
• 3.2.1 同一钝化剂不同添加剂量对污染土壤镉有效性的影响39-42
• 3.2.2 添加剂量一定不同钝化剂对污染土壤镉有效性的影响42-44
• 3.3 土壤pH值与有效态、交换态镉的相关性分析44-46
• 3.4 赤泥、海泡石、方解石对污染土壤镉形态转化的影响46-53
• 3.4.1 赤泥对污染土壤镉形态转化的影响48-49
• 3.4.2 海泡石对污染土壤镉形态转化的影响49-50
• 3.4.3 方解石对污染土壤镉形态转化的影响50-51
• 3.4.4 不同钝化剂剂量一定对污染土壤镉形态转化的影响51-53
• 3.5 氢氧化钠、碳酸钙、方解石对污染土壤镉有效性的影响53-55
• 第四章 结论与展望55-58
• 4.1 结论55-56
• 4.2 展望56-58
• 4.2.1 赤泥的不足56
• 4.2.2 海泡石的缺点56
• 4.2.3 方解石的优点56-58
• 参考文献58-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录66

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1 朱毅;;我们身边的镉污染有哪些?[J];生命与灾害;2011年03期

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本文编号：512306