焦磷酸钾和鼠李糖、鼠李糖脂淋洗修复铜污染土壤的研究

发布时间：2017-06-28 13:06

  本文关键词：焦磷酸钾和鼠李糖、鼠李糖脂淋洗修复铜污染土壤的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：重金属在土壤中具有隐蔽性强、迁移能力差、难降解、易生物积累等特点。土壤中过量的重金属不仅会抑制作物生长,破坏土壤中微生物群落和酶活性,还能够通过食物链在生物体内富集,对人类健康产生很大威胁。土壤淋洗是修复土壤污染的重要技术之一,具有修复彻底、去除污染物效果好、修复周期短等优点,既可用于修复重金属污染土壤,又可用于有机物污染土壤的修复。本课题选用重金属铜污染土壤为研究对象,通过振荡提取的方法,分析了焦磷酸钾和鼠李糖、鼠李糖脂单独及复合淋洗时对铜的去除效果,并优化了淋洗时间、淋洗剂浓度、淋洗液pH等重要条件；同时,对比了淋洗前后土壤中铜的形态变化,并采用动力学方程对焦磷酸钾不同时间对铜的淋洗率进行拟合,也对焦磷酸钾复合鼠李糖、鼠李糖脂淋洗去除铜的协同增溶作用进行了分析,以期为新型淋洗剂去除污染土壤中重金属铜的研究提供理论基础和参考。研究结果主要包括以下几个方面：(1)实验条件下,焦磷酸钾对土壤中重金属铜的淋洗效率随反应时间的延长而提高,在淋洗时间为24h时,对铜的淋洗率达到20.99%,之后随着反应时间延长,对铜的淋洗率基本持平；焦磷酸钾单独淋洗时,淋洗液pH为7.0时对铜的淋洗率达到最大,为34.49%；综合考虑淋洗剂用量(成本)和铜淋洗率,选择摩尔比7：1作为焦磷酸钾淋洗实验最佳浓度；通过BCR连续提取法对比焦磷酸钾淋洗前后土壤中铜元素的各种形态变化,焦磷酸钾淋洗的铜主要以酸提取态和可还原态为主,部分为可氧化态,对残渣态几乎没有影响。(2)采用双常数方程、一级动力学方程、抛物线方程和Elovich方程对焦磷酸钾不同时间对铜的淋洗率进行拟合,结果表明：不同动力学模型对焦磷酸钾淋洗效果的拟合度不尽相同。描述焦磷酸钾对铜的解吸动力学以双常数方程最优,其R2和SE分别为0.9614和0.0062,说明其解吸是非均相扩散过程。(3)随着淋洗剂浓度增大,鼠李糖和鼠李糖脂对铜的淋洗率持续增加。鼠李糖质量浓度为4%时,对铜的淋洗率为49.99%,随后淋洗率增加缓慢。鼠李糖脂在实验浓度范围内对铜淋洗率持续增加,但增加幅度较小。碱性环境有利于鼠李糖和鼠李糖脂对土壤中铜的去除。鼠李糖淋洗的土壤中铜主要以酸提取态和可还原态为主,鼠李糖脂淋洗主要以酸提取态为主。(4)实验浓度范围内,焦磷酸钾和鼠李糖、鼠李糖脂对铜的复合淋洗率贡献值E0,说明焦磷酸钾联合鼠李糖、鼠李糖脂淋洗对铜的解吸为协同增溶作用,并且随着鼠李糖、鼠李糖脂浓度的增大,协同作用先增强后减弱。(5)与单独使用鼠李糖、鼠李糖脂淋洗相比,复合淋洗使用较少的淋洗剂用量可以达到相近或更好的淋洗效果,焦磷酸钾对鼠李糖脂的淋洗效果提升更明显。混合淋洗液在鼠李糖质量浓度2%、鼠李糖脂质量浓度4%时基本达到平衡,此时对铜的淋洗率分别为57.25%和45.02%。鼠李糖复合淋洗液去除的Cu主要以酸提取态和可还原态为主,两种形态与淋洗前相比分别减小了35.49%和20.46%。鼠李糖脂复合淋洗液去除的铜主要以酸提取态为主,可还原态部分减少,两种形态分别降低了31.70%和11.60%。相对于鼠李糖和鼠李糖脂单独淋洗,焦磷酸钾促进鼠李糖和鼠李糖脂洗脱的铜主要为酸提取态和可还原态。使用环境友好的螯合剂焦磷酸钾联合鼠李糖、鼠李糖脂对污染土壤中铜的淋洗修复取得较好效果,该技术具有理论和实际可行性,应用前景广阔。
【关键词】：重金属 土壤淋洗 焦磷酸钾 鼠李糖 鼠李糖脂
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 土壤重金属污染的概述12-16
• 1.1.1 土壤重金属污染来源12-14
• 1.1.2 土壤重金属污染的危害14-15
• 1.1.3 重金属污染土壤修复技术15-16
• 1.2 土壤淋洗技术简介16-20
• 1.2.1 淋洗剂的分类17-20
• 1.3 本课题研究意义和内容20-22
• 1.3.1 研究意义20
• 1.3.2 研究内容20-22
• 第二章 焦磷酸钾对铜污染土壤的淋洗修复研究22-32
• 2.1 土壤理化性质和污染物分析22-25
• 2.1.1 实验材料22-23
• 2.1.2 实验方法23-25
• 2.2 结果与讨论25-31
• 2.2.1 淋洗时间对焦磷酸钾提取铜的影响25-26
• 2.2.2 淋洗液pH对焦磷酸钾提取铜的影响26-27
• 2.2.3 淋洗液浓度对焦磷酸钾提取铜的影响27-28
• 2.2.4 淋洗前后土壤中铜的形态变化28-29
• 2.2.5 焦磷酸钾对土壤中铜的解吸动力学29-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 鼠李糖和鼠李糖脂对铜污染土壤的淋洗修复研究32-39
• 3.1 实验材料和方法32-34
• 3.1.1 实验材料32-34
• 3.1.2 实验方法34
• 3.2 结果和讨论34-38
• 3.2.1 不同浓度对淋洗剂去除铜效果的影响34-36
• 3.2.2 淋洗液pH对鼠李糖、鼠李糖脂淋洗铜的影响36-37
• 3.2.3 淋洗前后土壤中铜的形态变化37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 焦磷酸钾联合鼠李糖和鼠李糖脂对铜污染土壤的淋洗修复研究39-46
• 4.1 实验材料与实验方法39-40
• 4.1.1 实验材料39
• 4.1.2 实验方法39-40
• 4.2 结果与讨论40-44
• 4.2.1 不同淋洗剂配比淋洗去除铜效果的影响40-42
• 4.2.2 焦磷酸钾对鼠李糖、鼠李糖脂解吸铜的协同效应影响42-43
• 4.2.3 不同pH对混合淋洗剂去除铜效果的影响43-44
• 4.2.4 复合淋洗前后土壤中铜形态变化44
• 4.3 本章小结44-46
• 结论与展望46-49
• 1、实验结论46-47
• 1.1、焦磷酸钾对铜污染土壤的淋洗修复研究46
• 1.2、鼠李糖和鼠李糖脂对铜污染土壤的淋洗修复研究46-47
• 1.3、焦磷酸钾联合鼠李糖和鼠李糖脂对铜的淋洗修复研究47
• 2、创新点47-48
• 3、展望48-49
• 参考文献49-55
• 攻读学位期间发表论文55-57
• 致谢57

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