高铁酸钾对土壤中铬的固定作用研究

发布时间：2019-03-05 16:48

【摘要】：目前,化学固化稳定技术已经被广泛的应用到污染土壤的修复,针对北方的碱性土壤,大部分重金属在碱性环境中都处于比较稳定的状态,但是重金属铬由于其价态的多样性,使得它在土壤中会以多种形态存在,尤其在碱性环境中很不稳定,容易发生迁移进而污染地下水,因此为了降低铬在土壤中的流动性,模拟铬污染土壤,向其中加入K_2FeO_4固定剂,研究其对土壤中铬的吸附和解吸性能的影响,取得以下主要成果。1.参照《土壤环境质量标准》(GB15618-2008),模拟铬污染土壤,通过单因素实验,研究在不同的pH、温度、反应时间、K_2FeO_4投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度等条件下土壤对重金属铬的吸附性能,并运用等温吸附曲线和热力学方程进行模拟,结果发现土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量随着K_2FeO_4投加量的增加而增加,当投加量达到400mg·kg-1时,吸附量达到最大;土壤中添加K_2FeO_4后,Cr(Ⅵ)的吸附量随着pH的升高而增大,当pH达到9-10时,吸附量达到最佳,pH继续升高,吸附量反而下降;添加固定剂后的土壤对Cr(Ⅵ)的吸附过程为吸热反应,而且用朗格缪尔(langmuir)吸附模型和弗兰德利希(Freundlich)吸附模型对实验结果进行模拟,两种拟合相关系数都比较高,langmuir吸附模型说明K_2FeO_4提高了土壤对Cr(Ⅵ)的吸附容量,而Freundlich吸附模型说明K_2FeO_4提高了土壤对Cr(Ⅵ)的吸附性能;运用动力学方程对吸附过程进行拟合,结果显示准二级动力学方程更能反映此吸附过程,说明此吸附过程为化学吸附。2.通过正交实验,研究各影响因素如pH、温度、反应时间、K_2FeO_4投加量、含水率等因素对土壤中Cr(Ⅵ)吸附效果的综合影响,经过对实验结果进行分析发现:对于原土样各因素对吸附效果影响大小依次为pH值含水率温度反应时间,其最佳吸附条件组合是pH值为6.0、含水率为70%、温度为30℃、反应时间为5h,在此最佳吸附条件组合下Cr(Ⅵ)的吸附量为0.1741mg·g-1,即相对吸附量达到43.53%。对于添加K_2FeO_4土样各影响因素对吸附效果影响大小依次为Fe6+投加量pH值含水率温度反应时间,其最佳吸附条件组合是Fe6+投加量为400mg·kg-1、pH值为8.4、含水率为70%、温度为25℃、反应时间为6h,其最佳吸附条件组合下Cr(Ⅵ)的吸附量为0.3765mg·g-1,即相对吸附量达到94.13%,比原土的相对吸附量提高了50.6个百分点。3.通过正交实验,研究自然条件如pH、初始含水率、温度、时间对原土样中Cr(Ⅵ)解吸情况的综合影响,对实验结果进行分析发现:对原土样中Cr(Ⅵ)各因素对解吸情况影响的大小依次为pH值浸取时间初始含水率温度,并且Cr(Ⅵ)的最大解吸条件组合是pH值为6.6、初始含水率为9%、温度为30℃、浸取时间为8h;在此条件下Cr(Ⅵ)的解吸量达到0.2031mg·g-1,最小解吸条件组合是pH值为4.2、初始含水率为30%、温度为20℃、浸取时间为2h,在此条件下Cr(Ⅵ)的解吸量达到0.1327mg·g-1。4.通过正交实验,研究pH、初始含水率、温度、时间对添加K_2FeO_4土样中Cr(Ⅵ)的解吸情况的综合影响,对实验结果进行分析发现:对于土样中的Cr(Ⅵ)解吸过程的影响大小依次为pH值初始含水率浸取时间温度;并且Cr(Ⅵ)的最大解吸条件组合是pH为4.2、初始含水率为9%、温度为15℃、浸取时间为6h,在此条件下Cr(Ⅵ)的解吸量为0.0853mg·g-1;其最小解吸条件组合是pH为6.6、初始含水率为30%、温度为20℃、浸取时间为2h,在此条件下Cr(Ⅵ)的解吸量为0.0048mg·g-1。与原土样相比Cr(Ⅵ)解吸量平均降低了30.9%,说明K_2FeO_4提高了土壤对铬的固定作用,进而防止重金属铬对地下水的污染。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53

【参考文献】