某金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化修复及机理研究

发布时间：2016-11-30 16:40

  本文关键词：某金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化修复及机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2013年

某金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化修复及机理研究

赵述华  

【摘要】：土壤砷（As）污染对动植物的危害极大，采取有效措施降低As污染危害已成为环境科学领域研究的热点课题。本研究以清远市某金矿废渣场高浓度As污染土壤为研究对象，采用粉煤灰、干化污泥、花生壳、硫酸亚铁、磷酸二氢钾（KH_2PO_4）为稳定剂对土壤进行稳定化处理。通过室内试验研究稳定剂对土壤理化性质、As形态变化、As浸出浓度变化的影响；同时通过盆栽试验研究不同稳定剂处理对蜈蚣草、香根草、苎麻生长情况、生物量、地上部分和地下部分As含量变化的影响，分析稳定剂对As污染土壤的稳定化效果，并探讨其稳定化修复机理。主要研究结果如下： （1）添加稳定剂可以显著的提高土壤pH值、有机质含量、阳离子交换量。土壤阳离子交换量与土壤pH值、有机质含量呈显著正相关。 （2）土壤中各形态As含量：残渣态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态可交换态有机结合态。粉煤灰、干化污泥、花生壳、硫酸亚铁对土壤中的As有较好的稳定化作用，使其从活性较高、迁移性较强的形态向活性较低、稳定性较高的形态转化，其中硫酸亚铁对土壤中As的稳定效果最好。当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后，土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量显著降低，降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%，残渣态As含量增加8.1%；而添加KH_2PO_4会活化土壤中As，当添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%KH_2PO_4后，与对照相比，土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As含量显著增加，最大增幅为26.9%、101.9%。在所有不同组合处理中，添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%花生壳和1%硫酸亚铁后，可交换态As含量下降最显著，最大降幅为73.3%。土壤pH值、有机质含量、阳离子交换量是影响土壤中As形态变化的主要因素。 （3）粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能显著的降低土壤中As的浸出浓度，当同时添加粉煤灰、干化污泥、花生壳和硫酸亚铁后，As浸出浓度最低，为0.93mg/L，稳定化效率达到了74.8%。添加KH_2PO_4会使土壤中As浸出浓度增加，移动性增强，，而且KH_2PO_4对土壤中As的活化作用大于粉煤灰、干化污泥、花生壳对As的钝化作用；硫酸亚铁对As的钝化作用大于KH_2PO_4对As的活化作用，但KH_2PO_4的存在会抑制硫酸亚铁对As的稳定。土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As含量与As浸出浓度呈显著正相关，是影响As浸出浓度变化的主要因素。 （4）添加稳定剂对土壤的修复能不同程度的增加植物生物量。其中，粉煤灰、干化污泥和花生壳处理中蜈蚣草、苎麻地上部分生物量干重增加最显著，与对照相比分别增加了4.4倍、2.9倍；粉煤灰、干化污泥、花生壳、硫酸亚铁和KH_2PO_4处理中香根草地上部分生物量干重增加最显著，增加了14.9倍。粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁组合处理使蜈蚣草、香根草、苎麻地上部分As含量均下降最大，降幅分别为45.5%、29.5%、53.9%；而粉煤灰、干化污泥、KH_2PO_4的组合处理使蜈蚣草、香根草、苎麻地上部分As含量均显著增加，增幅分别为：12.8%、25.2%、62.7%。蜈蚣草中As含量：地上部分地下部分，香根草、苎麻中As含量：地下部分地上部分。不同植物对As的富集能力：蜈蚣草香根草苎麻，对As的耐受性：蜈蚣草苎麻香根草。土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As含量是影响植物中As含量变化的主要因素。 （5）添加稳定剂能一定程度上增加植物对As的累积量。在所有处理中，粉煤灰、干化污泥、花生壳、硫酸亚铁、KH_2PO_4组合处理使得蜈蚣草、香根草、苎麻地上部分对As的累积量都达到最大值，与对照相比，分别增加了3.7倍、12.8倍、3.3倍。添加稳定剂处理高浓度As污染土壤，既能降低As的毒性、迁移扩散性，又能促进植物的生长，增加植物对As的累积量，实现矿区生态恢复，达到吸收去除As的效果。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X753;X53
【目录】：

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