豆渣及改性材料对土壤中镉去除的影响

发布时间：2017-10-08 05:00

  本文关键词：豆渣及改性材料对土壤中镉去除的影响

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【摘要】：豆渣是一种常见的生产废弃物,来源广泛且价格低廉,由于含有丰富的表面含氧官能团和较发达的孔隙结构,因此豆渣在土壤重金属治理方面有良好的应用前景。本实验以豆渣为原材料,通过酸化处理与碱化处理制备其改性材料。表征了豆渣及其改性材料的物理化学性质,并且通过对镉污染土壤进行淋洗实验、对溶液中镉的吸附实验、土培实验以及盆栽实验探究了豆渣及其改性材料对镉污染土壤中镉的淋洗能力,研究了豆渣及其改性材料在不同条件下对水中镉的去除效应,揭示了豆渣及其改性材料对土壤中重金属有效性的和基本养分的影响,同时研究了豆渣及其改性材料对土壤中镉生物有效性的影响。主要研究结果如下：(1)在淋洗方面研究了豆渣在不同浓度、pH、淋洗时间下对镉的淋洗效果,得出当豆渣浓度上升时,淋洗率随之上升,但到豆渣浓度到5g/mL左右时达到平衡,此时淋洗率达到9.42%。随着溶液pH上升,淋洗率下降,淋洗率在pH为3时最高,到达17.92%。随着振荡开始,淋洗率随时间延长而上升,当振荡到2h时,淋洗达到平衡,此时淋洗率为10.48%。(2)在对水中镉的吸附方面探讨了对溶液中镉浓度、溶液pH、振荡时间以及材料浓度对镉吸附的影响,得出当溶液中镉浓度超过一定浓度时,碱改性材料对溶液中镉的吸附率是3种材料中最高的,并且当溶液浓度达到500mg/L时其吸附量达到了37.43g/kg。当溶液pH上升时,原样与碱改性材料的吸附率上升,酸改性材料则下降。当pH为4时,3种材料吸附达到平衡,且原样效果最好,吸附率为98.06%。同时吸附率随吸附剂浓度上升而上升,当浓度达到10g/L时达到平衡,原样的吸附率最高,达到97.36%。3种材料都在2小时左右吸附达到平衡,原样效果最好,吸附率为98.8%。对吸附进行动力学方程拟合,准二级动力学模型能很好拟合结果。(3)通过土培实验得出原样与酸改性材料的施用会降低土壤pH,同时3种材料都能有效增加土壤中CEC含量,其中碱改性材料效果最好。豆渣及其材料都能降低土壤中可交换态镉的含量,培养30天效果最好的是碱改性材料,有效态镉比CK低了33.9%;培养60天时效果最好的是原样,有效态镉比CK低了37.4%。并且各材料对土壤中营养元素都起到了不同程度的积极作用。(4)豆渣及其改性材料能降低植株根际土中镉的活性,减少植株对镉的吸收,其作用效果显著程度与材料和添加量有关。土壤有效态镉的含量最低的是10%添加量的原样,比CK低了0.31mg/kg。降低植株对镉的吸收效果最好的是2.5%添加量的原样处理,植株中镉含量比CK低了1.07mg/kg。
【关键词】：豆渣 酸改性 碱改性 镉去除 生物效应
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 重金属污染治理研究现状10-14
• 1.2.1 土壤中的镉污染修复研究10-11
• 1.2.2 化学淋洗技术11-12
• 1.2.3 土壤原位钝化技术原理12-13
• 1.2.4 水中的镉污染修复研究13-14
• 1.3 土壤镉污染修复的配套技术研究现状14-15
• 1.4 小结15-16
• 1.5 研究目标、研究内容、技术路线图16-18
• 1.5.1 研究的目标16
• 1.5.2 研究的主要内容16-17
• 1.5.3 技术路线17-18
• 第2章 豆渣及其改性材料的性质18-23
• 2.1 材料与方法18-19
• 2.1.1 豆渣原样的提取18
• 2.1.2 豆渣的改性处理18
• 2.1.3 表征分析测定项目与方法18-19
• 2.2 结果与分析19-22
• 2.2.1 豆渣及其改性材料红外光谱(FTIR)特征19-20
• 2.2.2 豆渣及其改性材料扫面电镜(SEM)特征20-21
• 2.2.3 豆渣及其改性材料元素分析特征21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 豆渣对土壤淋洗修复的影响23-29
• 3.1 材料与方法23-25
• 3.1.1 豆渣淋洗剂的制备23
• 3.1.2 豆渣淋洗液成分测定23
• 3.1.3 豆渣对镉污染土壤中镉的淋洗特性研究23-24
• 3.1.4 数据处理24-25
• 3.2 结果与分析25-28
• 3.2.1 淋洗液红外光谱图25
• 3.2.2 淋洗液浓度对淋洗效果的影响25-26
• 3.2.3 淋洗液的pH值对淋洗结果的影响26-27
• 3.2.4 淋洗时间对淋洗结果的影响27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第4章 豆渣及其改性材料对溶液中镉离子吸附性能的研究29-40
• 4.1 材料与方法29-30
• 4.1.1 豆渣及其改性材料对水中重金属的吸附特性研究29-30
• 4.1.2 数据处理30
• 4.2 结果与分析30-38
• 4.2.1 金属离子浓度对吸附的影响30-32
• 4.2.2 溶液pH对豆渣及其改性材料吸附性的影响32-33
• 4.2.3 吸附剂浓度对吸附的影响33-34
• 4.2.4 时间对吸附率的影响34-35
• 4.2.5 动力学方程拟合35-38
• 4.2.6 豆渣及其改性材料的吸附机理38
• 4.3 本章小结38-40
• 第5章 豆渣及其改性材料对土壤中镉的去除效应40-51
• 5.1 材料与方法40-41
• 5.1.1 供试土壤40
• 5.1.2 土壤培养实验40
• 5.1.3 测定方法40-41
• 5.1.4 数据处理41
• 5.2 结果与分析41-50
• 5.2.1 豆渣及其改性材料对土壤pH的影响41-43
• 5.2.2 豆渣及其改性材料对土壤CEC的影响43-44
• 5.2.3 豆渣及其改性材料对土壤Cd形态的影响44-46
• 5.2.4 豆渣及其改性材料对土壤营养元素的影响46-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第6章 豆渣及其改性材料对土壤中镉生物有效性影响51-55
• 6.1 材料与方法51-52
• 6.1.1 供试土壤51
• 6.1.2 盆栽实验51-52
• 6.1.3 植株中重金属含量测定52
• 6.1.4 数据处理52
• 6.2 结果与分析52-54
• 6.2.1 施用豆渣及其改性材料对植株吸收Cd的影响52-53
• 6.2.2 施用豆渣及其改性材料对植株根际周围土壤镉有效态的影响53-54
• 6.3 本章小结54-55
• 第7章 结论55-56
• 参考文献56-62
• 致谢62

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本文编号：992088