某焦化厂废弃地重金属污染特征及电动强化植物修复技术研究

发布时间：2020-05-12 14:48

【摘要】：在我国社会发展、产业结构调整和经济发展方式转变的进程中,大量工矿企业因永久停产或搬建,遗留下大量重金属污染场地,亟需进行污染评估与治理。本文以山西省某废弃焦化厂为研究对象,对厂区土壤重金属空间分布及风险评估进行了研究;并分别以单一植物修复及电动强化的植物修复为手段,对系列Pb污染土壤中三种植物(黑麦草、紫花苜蓿、蓖麻)修复效果进行了研究,探索了不同Pb污染土壤中提高植物修复效率的最佳电动参数。研究结果如下:(1)研究区土壤重金属污染特征表明,研究区Pb超标最为严重,浓度均值达背景值的10.64倍;生态风险较强,Hg、Cd、Pb为贡献率最高的污染因子,累积贡献率达94.16%;存在非致癌风险,经口摄入是主要途径,As、Pb为主要贡献因子,累积贡献率达83.36%;致癌风险在可接受范围内;炼焦区为污染最严重区域。由于Pb超标最为严重,且在生态风险及非致癌风险中均有体现,可设为优先治理污染物。(2)单一植物修复试验表明,紫花苜蓿、蓖麻的富集系数与转运系数与土壤Pb浓度的相关性不大,而黑麦草地上部富集系数和转运系数与土壤Pb含量显著相关;三种植物对Pb的积累都集中在地下部分,但紫花苜蓿和蓖麻具有较强的地下部富集能力(BCF1),而黑麦草地下部无Pb富集能力(BCF1);三种植物Pb吸收能力表现为蓖麻黑麦草紫花苜蓿,Pb吸收量分别在300 mg/kg、400 mg/kg和400 mg/kg条件下达到最大。(3)电动力对植物修复的强化试验表明,电动作用与植物种类和土壤Pb浓度有关。电动作用可以提高黑麦草、蓖麻转运系数,但对紫花苜蓿无显著影响;可以提高植物(黑麦草、紫花苜蓿、蓖麻)富集系数,促进对Pb的富集或积累,但不能使积累作用(BCF1)变为富集效应(BCF1);电动作用在梯度Pb污染土壤中均对黑麦草、蓖麻Pb修复效率具有提高作用,但仅在100mg/kg条件下对紫花苜蓿修复效率具有提高作用;不同Pb污染土壤中(100 mg/kg、200 mg/kg、300 mg/kg、400 mg/kg),提高黑麦草修复效率的最佳电动条件分别为T6(2 V/cm、9 h/d)、T6(2 V/cm、9 h/d)、T4(2 V/cm、3 h/d)、T2(1 V/cm、6 h/d),提高蓖麻修复效率的最佳电动条件分别T5(2 V/cm、6h/d)、T5(2 V/cm、6 h/d)、T3(1V/cm、9 h/d)、T6(2V/cm、9 h/d),100 mg/kg条件下T4(2V/cm、3 h/d)为提高紫花苜蓿修复效率的最佳电动条件;电动作用对三种植物修复效率的促进效果表现为蓖麻黑麦草紫花苜蓿。
【图文】：

分布图,样点,平面布置,分布图

中北大学学位论文2 研究区土壤重金属污染特征分析位于山西省南部地区，地属温带大陆性气候，年0 - 12.9 ℃。工业场地占地面积约 27080 m2，地处河一定程度上阻碍了污染物的扩散。产品为焦炭、煤气和煤焦油等。年产焦炭 21 万吨，产与化产回收两部分组成，化产回收车间仅有焦油面的设施较为欠缺，无脱硫工艺设施，，无污水处理因产能落后，已于 2007 年 10 月关闭。总平面布置

空间分布图,重金属含量,风险等级,重金属

16图 2.2 研究区重金属含量空间分布图2.5.3 潜在生态风险评价研究区表层土壤（0 - 20cm）重金属潜在风险评价结果见表 2.5。由均值可知，研究区各重金属潜在生态风险程度由大到小依次为：Hg > Cd > Pb >As > Cu > Ni > Cr > Zn，一个很强（Hg）、两个中等（Cd、Pb）、五个轻微（As、Cu、Zn、Cr、Ni），其中Hg、Pb、Cd 的生态风险贡献率累计达 94.16%，该变化趋势与前人研究一致[66]；此外，As、Cu、Zn、Cr、Ni 的 Ei 值的最大值均未超过 40，可见这五种重金属均属轻微风险等级；Hg 的 Ei 值的最小值已达中等风险等级，而其余重金属仅为轻微风险等级，且单金属生态风险指数的最大值（509.57）也是由 Hg 所提供的，达极强风险等级，可知 Hg为生态风险最高的污染因子。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;X173

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