新型可生物降解螯合剂GLDA淋洗修复重金属污染土壤研究

发布时间：2018-01-03 06:09

  本文关键词：新型可生物降解螯合剂GLDA淋洗修复重金属污染土壤研究　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着中国工业化快速化发展,土壤重金属污染问题日益严重,引起国内外广泛关注。原位土壤淋洗修复技术因其具有应用简单、修复效率高,成本低廉等优点,具有较大的应用潜力。针对现有淋洗剂生物降解性差和不能高效淋洗修复重金属污染土壤的问题,本文以绿色环保可生物降解螯合剂GLDA为淋洗剂,以重金属Cu、Zn、Pb、Cd为目标污染物,采用静态批试验和一维土柱模拟实验,研究淋洗修复效果和机理,同时分析了淋洗过程中淋洗剂用量、PH、有机质含量、干扰离子、介质粒径、淋洗流速等因素的影响,得到了最佳淋洗条件。主要研究成果如下:1.静态批实验结果:(1)GLDA洗脱效果Pb、Cd、Cu和Zn在PH=4,螯合剂与重金属的摩尔比为GLDA:M=3:1时,洗脱效果最佳分别为中砂去除率为Cd(93%)Cu(86%)Pb(78%)Zn(71%),细砂Cd(95%)Cu(90%)Pb(83%)Zn(81%)。(2)PH对洗脱效果影响酸性条件下4种重金属的洗脱效果最好,其次为中性和碱性。当螯合剂使用量不足时,p H对Pb影响较小,当螯合剂用量足够时,p H对Pb去除效果有显著影响。p H对Cu的影响较大,碱性条件下去除效果明显低于中性和酸性条件,对Cd无论何种p H都表现出很好的去处效果,对Zn的去除效果影响较小。(3)粒径对洗脱效果影响粒径对去除效果有一定影响,粒径大的去除效果优于粒径小的去除效果。(4)有机质含量对洗脱效果影响有机质含量越高,去除率越低。土壤中有机质含量对Cd和Pb去除效果有较大影响,而对于Cu和Zn有机质对最终去除效果影响较小。(5)非目标离子对洗脱效果影响非目标离子铁,钙,镁对四种重金属影响顺序为PbCuZnCd。表现为Fe~(2+)对目标金属影响最小,Mg~(2+)、Ca~(2+)影响作用相当。(6)洗脱前后形态分析GLDA主要高效洗脱的是水溶态,离子交换态,和碳酸盐结合态,Zn由于残渣态含量高于其他重金属,所以淋洗出来效率最低。在中砂和细砂中四种重金属水溶态100%被淋洗出来,残渣态去除率0%,GLDA对重金属去除率在不同形态下的大小与淋洗前重金属不同形态所占总量的比例大小基本一致。(7)机理分析影响去除效果的主要机理是p H对质子化作用的影响,当pH值增高时减弱质子作用,酸化作用减弱。另一个重要因素是GLDA和金属形成整合物的稳定常数Lg KML,K稳值越大,与螯合剂结合生成的螯合物越稳定,越不容易被其他金属替换。2.土柱淋洗实验结果:(1)淋洗流速影响流速为0.5ml/min时去除效果最好,优于其他流速,淋洗去除率为中砂Cd(89%)Cu(81%)Pb(68%)=Zn(68%)细砂Cd(92%)Cu(87%)Pb(74%)Zn(73%)四种重金属最终去除率大小顺序与静态试验相同,但均小于静态试验。(2)淋洗液用量影响随着淋洗液体积的增加,重金属淋出率先快速提高,随后变化幅度很小。淋洗液中螯合剂总量均达到GLDA:M=3:1时淋洗效果稳定,与静态试验结果相同。(3)介质粒径影响细砂中重金属的淋洗效果均优于中砂,表现出与静态试验相同的结果。3.淋出液回收处理效果(1)pH值影响当p H=11时去除效果稳定,淋洗液中的四种重金属去除率为Pb(99.95%),Cd(99.94%),Cu(99.95%),Zn(99.96%),p H对Pb的沉淀影响显著,对其他三种重金属在PH=9、10、11、12时均无明显差别,沉淀去除重金属后的淋洗液能够重新使用。(2)Na_2S用量影响Na_2S用量为2.5mmol时,沉淀去除重金属效果达到最好,此时Na_2S用量与重金属总的摩尔质量之比为Na_2S:M=3:1。对四种重金属的去除能力顺序为CdZnPbCu均超过99%。
[Abstract]:With the rapid development of Chinese industrialization, heavy metal pollution is becoming increasingly serious, caused widespread concern at home and abroad. In situ leaching of soil remediation technology because of its simple application, high repair efficiency, low cost and other advantages, has great potential for remediation of heavy metal pollution. The existing leaching agent for poor biodegradation and not efficient leaching of soil problems in this paper, green biodegradable chelating agent GLDA as eluent, the heavy metals of Cu, Zn, Pb, Cd as the target pollutants, using static batch tests and one-dimensional soil column simulation experiment, study the effect and mechanism of leaching remediation, and analyzed the leaching process elutriant dosage, PH, organic matter content, interference ion, particle diameter, effects of leaching velocity and other factors, the optimal leaching conditions. The main research results are as follows: 1. batch experimental results: (1) GLDA Pb Cd Cu, the elution effect, and Zn in PH=4, 铻�鍚堝墏涓庨噸閲戝睘鐨勬懇灏旀瘮涓篏LDA:M=3:1鏃，

本文编号：1372694