生物质炭对单一与复合污染土壤中铜、铅、铬的钝化作用

外源投加重金属硝酸盐制得铜、铅、铬单一和复合三级污染土壤(800 mg kg~(-1)、1000 mg kg~(-1)、800 mg kg~(-1)),以热解制备的生物炭为钝化剂,根据重金属钝化率对钝化剂投加量进行优化,并通过改进的BCR(European Communities Bureau of Referent)分级提取方法研究最佳钝化剂投加量下土壤中重金属形态变化。结果表明:施入生物质炭后,单一与复合污染土壤重金属有效浓度均显著降低,确定2%和10%为单一和复合最佳投加量。最佳投加量下,单一与复合过程Cu、Pb、Cr钝化率分别为26.2%、10.9%、36.5%与12.7%、6.0%、37.6%。生物质炭的施入能促进金属离子从可交换态向残渣态和可还原态转变,比较单一与复合污染,Cu、Pb、Cr可交换态减少量分别从18.4%、20.5%、37.5%变为10.5%、18.2%、46.5%,残渣态增加量分别从138.1%、64.2%、41.6%变为37.4%、58.5%、48.2%。生物炭对土壤中Cr的钝化效果最佳,在复合污染土壤中更为明显。     

不同钝化剂对铜污染土壤原位钝化修复

考察了磷酸二氢钾、碳酸钙、硅酸钠、自制草木灰和自制生物质炭5种钝化剂对Cu污染土壤的钝化修复效果,对修复后的土壤进行了X射线衍射(XRD)分析;同时,对欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)进行了适当的改进,并运用改进的BCR法对Cu在土壤中的形态进行分析,以探讨不同钝化剂的作用机理。结果表明,5种钝化剂的投加量分别为50、100、20、20和20 g/kg时,对土壤钝化修复效果最佳,投加钝化剂后,土壤中可交换态Cu含量快速减少、残渣态Cu含量快速增加。其中,自制草木灰由于提高土壤p H更易与Cu生成沉淀,对Cu的钝化效果最佳,该钝化剂使有效态Cu含量减少53%,可交换态Cu含量减少49.2%,残渣态Cu含量增加4.7倍,有效地降低了Cu的生物毒性。     

不同物料对污染土壤中铅的钝化

通过向铅污染土壤中分别施加磷酸二氢钾、碳酸钙和硅酸钠三种物料,测定了土壤pH值、重金属铅有效态含量的变化,评价了不同物料对铅污染土壤的钝化修复效果。运用改进的BCR法对铅在土壤中的形态分析,并对修复后的土壤进行X射线衍射(XRD)分析,探讨了不同物料的作用机理。结果表明:三种物料分别在5%、5%和2%(质量比)的投加比例下,对土壤钝化修复效果最佳;三种物料均可与土壤中铅发生反应,分别生成Pb₃(PO₄)₂、PbCO₃ 和PbSiO₃等含铅矿物沉淀,促进土壤中铅的钝化;磷酸二氢钾施加后,土壤中有效态铅含量减少95.7%,可交换态铅含量减少96.1%,残渣态铅含量增加4.7倍,对土壤修复的效果最佳。