有机酸对重金属污染耕地土壤的修复研究

利用水、柠檬酸溶液和醋酸溶液依次淋洗受重金属严重污染的耕地土壤,再利用石灰水溶液淋洗调节土壤pH值。分析柠檬酸溶液、醋酸溶液在0.2mol/L、0.5mol/L、0.7mol/L、11mol/L等不同浓度下其淋洗液中的重金属含量,从而找出对重金属淋洗效果好的酸种类及其相应的浓度。实验结果表明,随着柠檬酸、醋酸溶液浓度的增大,其对重金属的淋洗能力呈增强趋势;在同等浓度条件下,柠檬酸对Cu、Pb、Cd的淋洗效果比醋酸的好,而对Zn的淋洗,醋酸的淋洗效果比柠檬酸的好;对Cu、Zn、Pb、Cd的淋洗上,选择柠檬酸的最佳浓度分别为11mol/L、11mol/L、0.71mol/L、11mol/L,选择醋酸的最佳浓度均为11mol/L。经检测可知,污染土壤经过柠檬酸、醋酸处理后,重金属含量已经大大减少,其重金属残量值已达到国家环境质量标准的相关限量要求,说明有机酸对重金属污染耕地土壤有较好的改良作用。     

皂苷和小分子有机酸对污染土娄土中Cd的淋洗效果

【目的】使用生物表面活性剂(皂苷)、小分子有机酸(柠檬酸、苹果酸和草酸)对污染土娄土中的Cd进行淋洗,寻求各淋洗剂对污染土娄土Cd淋洗的最适条件,为强化植物修复重金属污染土壤提供参考依据。【方法】采用振荡淋洗批处理方法,研究皂苷、柠檬酸、苹果酸和草酸淋洗剂在不同时间、pH、浓度、淋洗次数、复合比条件下对污染土娄土中Cd的淋洗效果,用Sposito浸提法提取淋洗前后污染土娄土中的Cd,并分析其形态的变化。【结果】(1)0.01mol/L草酸对污染土娄土中Cd无淋洗作用;其他淋洗剂对污染土娄土中Cd淋洗的最适条件为:淋洗时间240 min,pH5.0,苹果酸、柠檬酸、皂苷淋洗的最适浓度分别为0.50,0.150,0.200 mol/L,对应最大的Cd淋洗百分率分别为39.86%,45.81%和17.4%;增加淋洗次数,可明显提高淋洗百分率。(2)皂苷与低浓度柠檬酸、苹果酸复配对污染土娄土中Cd的淋洗具有促进作用,当其物质的量之比分别为10∶3和4∶3时,对污染土娄土中Cd的复合淋洗效果最佳,Cd的淋洗百分率最大,分别可达37.09%,32.32%。(3)增加淋洗次数时,皂苷、柠檬酸、苹果酸促进了污染土娄土中各形态Cd的转变,土壤中碳酸盐结合态、有机结合态、硫化物残渣态Cd明显减少。【结论】皂苷、柠檬酸、苹果酸可用于强化植物修复重金属Cd污染土壤。     

淋洗法修复铬渣污染场地实验研究

铬渣污染场地已经列为我国土壤污染重点治理对象,急需修复铬渣污染土壤的关键技术.本文通过室内模拟实验,采用振荡淋洗的方法研究了水、EDTA、EDDS、柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸、环糊精和十二烷基苯磺酸钠等淋洗剂对铬渣污染场地Cr的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、淋洗时间、土水比、淋洗次数等对淋洗效果的影响,并研究了不同淋洗剂复合对Cr的淋洗效果以及不同浓度柠檬酸淋洗前后重金属形态的变化.结果表明:水、EDTA、EDDS、环糊精和十二烷基苯磺酸钠对Cr的去除率较低,柠檬酸在浓度为0.5 mol ·L-1、土水比1:20、反应时间为24h、淋洗次数为2次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cr的去除率可达到82.8％;SDBS、EDTA与柠檬酸单独组合顺序或者混合淋洗,都没有增加柠檬酸对Cr的去除率.重金属形态分析表明,柠檬酸淋洗有效地改变了Cr的形态从而达到较高的修复效果.当柠檬酸浓度小于0.25 mol·L-1时,对铬的去除主要以Cr(Ⅵ)为主;当柠檬酸浓度大于0.25 mol·L-1时,对铬的去除主要以Cr(Ⅲ)为主.本文的研究结果为异位淋洗修复铬渣污染土壤提供理论依据.     

废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤淋洗修复效果研究

采用不同浓度的EDTA溶液对废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染的土壤进行土柱淋洗修复试验,研究在不同浓度、不同淋洗速率和不同淋洗时间条件下,EDTA淋洗剂对土壤中重金属的去除效果,并采用连续分级的方法研究淋洗前后土壤中重金属的形态变化.结果表明:(1)用EDTA溶液对表面积为350 cm2,高度为15 cm,重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)含量分别为462.76、2 043、3 260 mg/kg的土壤进行淋洗修复,当淋洗剂浓度为0.01 mol/L、淋洗速率为1 mL/min、淋洗时间为24 h时,淋洗效果最佳,对Cu、Pb、Zn的去除率分别达到57.01％、47.5％、61.6％.(2)用EDTA溶液对重金属污染的土壤进行淋洗,能有效去除土壤中的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机结合态重金属,平均去除率分别为76.02％、60.9％、57.69％;而对残余态重金属的去除效果不太明显.由于以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在的重金属的移动能力及生物有效性都比较高,对环境危害大,EDTA淋洗可以有效去除这几种形态的重金属.因此,用EDTA溶液淋洗法修复重金属污染的土壤是切实可行的.     

不同淋洗剂对铅污染土壤淋洗效果及其影响因素分析

【目的】探明不同淋洗剂对铅污染土壤的淋洗效果及其影响因素,为铅污染土壤恢复提供基础依据。【方法】以云南省兰坪铅锌矿区周边农田土壤为研究对象,选用振荡淋洗技术研究草酸、酒石酸、氯化铁、柠檬酸、柠檬酸+EDTA、盐酸、乙酸对铅污染土壤中铅的淋洗效果及其影响因素。【结果】1）不同淋洗剂对土壤Pb的淋洗效果均存在差异;2）随着淋洗剂浓度的增加,淋洗效果初期增长很快,后期逐渐趋于平缓;浓度为0~1.2 mol/L的淋洗效果为氯化铁>草酸>盐酸>酒石酸>柠檬酸>乙酸,其中氯化铁最大淋洗效率可达90%以上;3）在0～8 h内,淋洗时间越长淋洗效率越高,且盐酸>酒石酸>柠檬酸;4）EDTA与柠檬酸在复配比为3︰7、pH3时对重金属污染土壤Pb的去除率分别为63.23%和50.93%。【结论】氯化铁、草酸、盐酸对Pb的淋洗效果均较好,合理的淋洗温度可以提高土壤淋洗效率,复合淋洗剂比单一淋洗剂淋洗效果更好。     

土壤重金属的醋酸淋洗效果及其对地下水的影响评估

为探究醋酸作为土壤化学淋洗剂去除重金属的效果和对环境的影响,采用土柱模拟耕层原位淋洗的方法,探究了0.8、1.0、1.5 mol·L^-13种浓度的醋酸对4种类型土壤中重金属的去除效果、迁移特性、形态变化,以及对土壤主要理化性质的影响。结果表明：醋酸淋洗对酸性和弱酸性污染土壤的重金属淋洗效果比较好,其中醋酸浓度在1.0 mol·L^-1以上时Cd的去除效果达到40%～60%,但对Pb、Cu、Zn的去除效果较差,各种醋酸浓度下去除率均低于20%。醋酸淋洗主要去除表层土壤中可交换态和可还原态的Cd,被淋洗的Cd在20～40 cm底土层部分截留。以1.0 mol·L^-1的醋酸淋洗土壤不会对土壤主要养分元素含量造成显著影响(P<0.05),但是淋出液Cd、Pb的浓度高于Ⅳ类地下水标准。因此,1.0 mol·L^-1为醋酸淋洗去除土壤Cd的较佳浓度,Cd含量低于0.6 mg·kg-1的轻微污染酸性土壤可望达标,但是淋出液中Cd、Pb存在污染地下水的风险,实践中应当与深层固定等配套技术联用。     

不同修复措施对砷污染土壤处理效果及土壤理化性质的影响

通过稳定化处理、淋洗处理与生物修复处理砷污染土壤,探讨不同修复措施对土壤总砷水浸浓度、总砷酸浸浓度、容重、pH、质地、渗透系数与电导率的影响。结果表明:3种修复措施均对土壤总砷水浸与酸浸浓度产生显著影响,经稳定化处理、淋洗处理与生物修复处理的污染土壤总砷水浸均值由1.10 mg/L分别降低至0.05、0.48与0.92 mg/L;经稳定化处理、淋洗处理与生物修复处理的污染土壤总砷酸浸均值由4.35 mg/L分别降低至0.38、0.45与3.99 mg/L。稳定化处理显著提高了土壤容重、pH、电导率,显著降低土壤渗透率系数,并使土壤质地由壤土变为砂土;淋洗处理显著提高土壤渗透系数,显著降低土壤pH;生物修复处理显著提高土壤渗透系数。     

不同淋洗剂对污染土娄土中Cu、Pb的淋洗修复研究

【目的】研究不同条件下螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)、柠檬酸(CIT)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、生物表面活性剂鼠李糖脂(RL2)对污染土娄土中铜、铅的淋洗效果,并对淋洗机制进行探讨。【方法】以铜、铅单一污染的土娄土为研究对象,分别加入2种螯合剂(EDTA、CIT)和2种表面活性剂(SDS、RL2),采用批次试验方法,分析淋洗剂浓度、pH、背景电解质(NaNO3和NaCl)、水(mL)土(g)比、淋洗次数对污染土娄土中Cu和Pb的淋洗百分率的影响,探索不同淋洗剂淋洗污染土娄土中Cu和Pb的最佳条件。【结果】在相同浓度下,EDTA和CIT对污染土娄土中Cu的淋洗百分率明显高于其他淋洗剂,EDTA对Pb的淋洗百分率明显高于其他淋洗剂。淋洗4次后,4种淋洗剂对污染土娄土中Cu的淋洗能力由大到小为CITEDTARL2SDS,对污染土娄土中Pb的淋洗能力为EDTARL2CITSDS。EDTA和CIT溶液淋洗土娄土中Cu和Pb的最适条件为:水土比20(mL)∶1(g)、淋洗剂浓度0.01mol/L、pH=7、无背景电解质;当水土比为20(mL)∶1(g)、RL2溶液浓度为0.02mol/L、pH=8、无背景电解质条件下,RL2对污染土娄土中Cu、Pb的淋洗效果最佳。【结论】EDTA、CIT和RL2可以有效去除污染土娄土中的Cu,EDTA可作为石灰性污染土娄土中Pb的最佳淋洗剂,而SDS不宜作为污染性土壤的淋洗剂。     

低分子有机酸去除土壤中重金属条件的研究

采用化学萃取实验,以湖南郴州柿竹同和湖南衡阳水口山矿区的重金属污染农田土壤为研究对象,采用柠檬酸、草酸、酒石酸作为低分子有机酸萃取剂,在一定的条件下对污染土壤中重金属进行萃取实验,确定各个单因素的适宜条件.结果表明,对于湖南郴州和衡阳两个污染地区土壤运用化学萃取技术萃取重金属来进行土壤修复是实际可行的;柠檬酸、酒石酸、草酸对各种土壤中的重金属都表现出了良好的萃取能力,是高效的土壤重金属萃取剂;单因素的适宜萃取条件为100 mmol·L-1有机酸溶液,固液比1:5,恒定温度35℃,pH为3,反应时间24 h,且萃取率随着电解质浓度的增大而提高;土壤中重金属存在形态与萃取效果有一定的相关性,稳定态(残渣态、硫化物和有机结合态、铁-锰氧化物结合态)金属含量高,表现为较低的萃取率;反之,萃取率高;柠檬酸、草酸、酒石酸3种萃取剂均能有效地降低衡阳污染土壤中的重金属浓度,3种萃取剂的萃取效率依次为酒石酸>草酸>柠檬酸.     

鼠李糖脂淋洗修复重金属污染土壤的工艺条件优化研究

以湖南某冶炼厂周边重金属-砷复合污染土壤为对象,应用表面活性剂鼠李糖脂为主要淋洗剂,研究了不同pH值、温度和淋洗次数等工艺条件对重金属及砷淋洗效果的影响。结果表明:Zn、Cd、As在淋洗剂pH为2时提取能力最高,分别可达397、30、21 mg·kg^-1,但Cu的洗脱能力随着pH值的升高而增加;淋洗剂对Cd、Zn、Cu、As的洗脱能力在40 ℃时达到最大值,在30 ℃时淋洗液中Pb浓度最高,为54 mg·kg^-1;多次淋洗有助于土壤中重金属及砷的洗脱,Pb、Cd、Zn、Cu、As的3次淋洗效率分别可达23.1%、53.8%、44.7%、63.2%和34.4%;淋洗后土壤中重金属的酸可提取态、氧化物结合态及有机物结合态浓度大幅降低,砷的残渣态和氧化物结合态浓度明显下降。试验研究确定的最优淋洗条件为污染土壤淋洗修复工程应用提供了可借鉴的工艺参数。     

不同淋洗剂和淋洗条件下重金属污染土壤淋洗修复研究进展

土壤淋洗修复技术作为一种快速有效的污染土壤治理技术越来越受到重视,其适用于受高浓度重金属污染的土壤。着重阐述了近年来不同淋洗剂以及淋洗条件对重金属污染土壤的修复效果,并综述了不同淋洗剂对不同形态重金属淋洗效果,讨论了淋出液的处理及淋洗剂的回收,同时介绍了国内外重金属污染土壤淋洗修复工程实践。指出在众多淋洗剂中以天然有机酸因低生态毒性和高降解性而最具有研究前景。应综合考虑各影响因素,选择最优条件达到最好的修复效果,而在选择淋洗剂时,也应考虑其本身的生物降解性和生态毒性。无论哪种淋洗剂,均以可交换态和碳酸盐结合态形式存在的重金属容易被淋出,而相对稳定的残渣态较难去除。本文最后提出了研究中存在的问题,并展望了今后淋洗技术的研究方向,旨在为研究重金属污染土壤修复技术提供理论依据。     

石灰修复重金属污染土壤及其对水稻效应

[目的]探讨石灰对实际污染土壤的修复效果,为重金属污染土壤的治理提供科学依据。[方法]研究不同浓度石灰水溶液(0.025%和0.050%)淋洗受铅锌矿尾矿严重污染的水稻土对水稻的影响。[结果]石灰水溶液可以将土壤中的Cu、Zn和Pb等重金属淋洗出来,淋洗次数越多,土壤中重金属含量越低。土壤中Pb的含量降幅最大,其次是Zn,最低为Cu。低浓度石灰溶液(0.025%)淋洗6次以上、高浓度(0.05%)淋洗5次以上对去除土壤中的Pb、Cu、Zn重金属效果明显。水稻能在经石灰淋洗过的土壤上生长,发芽率和生物量随着淋洗次数的增多而增加,但石灰水溶液浓度过高或淋洗次数过多则降低水稻发芽率和生物量,还导致植株Pb含量升高。[结论]利用石灰修复铅锌尾矿污染的农田土壤是可行的,但石灰用量要适当。     

HPAA、MSA和SPP 3种可生物降解螯合剂对污染土壤中重金属的淋洗效率

【目的】土壤淋洗是快速去除污染土壤中重金属的实用修复技术之一,但成本低廉、高效且环境友好淋洗剂的研究报道仍然较少。【方法】采用振荡淋洗法研究了2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)、巯基琥珀酸(MSA)和十水焦磷酸钠(SPP)3种生物易降解螯合剂在不同浓度、pH及时间下对两种污染土壤中重金属的淋洗效率。【结果】3种试剂对土壤Pb、Cd和Zn的去除率随浓度增加而逐渐提升(P0.05),且总体上HPAA和MSA的去除率优于SPP。在淋洗浓度为0.05 mol/L,p H值为4和时间为60 min条件下,HPAA对两种土壤Pb、Cd和Zn的去除率分别为3.69%～18.44%、21.74%～38.34%和19.17%～52.95%,而MSA相应是25.91%～39.86%、11.84%～17.03%和19.37%～38.25%。它们对重金属的去除率随淋洗液pH值的升高而呈现不同的变化趋势,随淋洗时间的延长呈准一级动力学和准二级动力学反应过程。因此,HPAA和MSA是可适用于去除复合污染土壤中Pb、Cd和Zn的两种淋洗剂。     

土壤重金属污染淋洗修复影响因素研究进展

该文阐述了土壤重金属污染淋洗修复技术的原理和种类,通过对淋洗修复效果的影响因素和作用机理进行了分析,得出如下结论:土壤质地主要是由于不同土壤颗粒组成影响淋洗效果;无机淋洗剂具有快速去除土壤污染物的特性,但会引入过量盐基离子,对土壤结构和功能产生影响;而有机淋洗剂和表面活性剂则通过络合或静电作用将污染物从土壤淋洗出来;淋洗修复条件包括淋洗pH值、固液比、淋洗时间和淋洗温度等,不同的污染物有着不同的最适反应条件.     

原位化学淋洗技术对湖南省重金属复合污染农田土壤处理效果研究

[目的]研究原位化学淋洗技术对湖南省重金属复合污染农田土壤的处理效果.[方法]通过室内模拟大田原位化学淋洗工程,研究了EDTA复合盐浓度、淋洗时间、液固比、复合盐种类对湖南省某重金属污染农田土壤中重金属去除效果的影响.[结果]淋洗剂浓度为5 mmol/L、液固比为3、淋洗时间为60 rmin时,Ca-EDTA对土壤中Pb、Cd、Cu、Zn 4种重金属的总去除率分别为65.80％、75.89％、36.00％、14.74％,其中Cd淋洗效率最高,Zn的淋洗效率最低.[结论]Ca-EDTA作为一种有效的土壤重金属螯合剂,它在多金属污染土壤修复中具有巨大的应用潜力和广阔的商业市场.     

聚丙烯酸铵对重金属离子的吸附效应及在土壤修复上的应用

研究了聚丙烯酸铵对水溶液中重金属离子的吸附效应以及在外源Cd污染的砂质土壤上的应用。结果表明:聚丙烯酸铵在25℃时,30 min即可吸附其吸附总量的50%以上,而在48 h后达到吸附高峰,在120 d的培养过程中其吸附重金属的数量基本稳定。在pH值为4.5～6.5条件下,其吸附量最大,且比较稳定,溶液pH值也发生明显变化;聚丙烯酸铵在吸附重金属离子后,其吸水能力下降显著;聚丙烯酸铵上吸附的重金属的数量随溶液浓度增加而增加,但当浓度超过0.005 mol/L后达到饱和;聚丙烯酸铵对重金属的吸附能力远大于醋酸铵,略高于柠檬酸,而与EDTA相近;在土壤盆栽试验中,聚丙烯酸铵可以显著改善Cd污染条件下的黑麦草的生长,显著降低黑麦草对Cd的吸收,土壤中的水溶性Cd的数量也显著降低;在盆栽条件下,聚丙烯酸铵的合理用量应该在0.1%左右。     

EDTA及其与柠檬酸交替对污染水稻土壤重金属元素的分步连续提取研究

主要通过批次淋洗试验分别研究了EDTA分步连续提取、EDTA与柠檬酸交替提取对污染水稻土壤重金属的提取效果,同时与等量EDTA或柠檬酸单次提取的效果进行了比较。结果表明,EDTA对试验土壤中重金属镉、铜、铅、锰具有较高的提取率,但60 min后提取量增加不明显;EDTA分步连续提取、EDTA和柠檬酸交替连续提取所得金属量接近;在EDTA分步连续提取以及EDTA/柠檬酸/EDTA/柠檬酸提取条件下,第1步提取的重金属量占总提取量的百分比大于70%;除锌之外,其他金属在最后2步的提取量之和占提取总量的百分比均在10%以下。对于柠檬酸/EDTA/柠檬酸/EDTA提取方法而言,除镉、铅外的其余金属在最后2步提取中的提取量之和仍占提取总量的10%以上;分步连续提取的金属总量高于单次提取的金属总量,且0.05 mol/L EDTA连续4次提取和EDTA/柠檬酸/EDTA/柠檬酸连续提取所得的5种重金属各自总量相接近,由于柠檬酸是可生物降解的小分子有机酸,因此分布交替提取可能更可取。对于试验土壤而言,在试验的EDTA浓度范围内,加大EDTA浓度对于提高重金属提取效率影响不大,因此建议在使用EDTA进行污染土壤淋洗中,可以考虑通过适当的方式与柠檬酸等联合使用。     

低分子有机酸/盐对复合污染土壤中Cd、Pb有效性的影响

模拟森林凋落物淋洗液中草酸/盐和柠檬酸/盐浓度范围,研究了不同浓度草酸/盐和柠檬酸/盐溶液对复合污染土壤中镉(Cd)、铅(Pb)有效性的影响及机制。结果表明:草酸/盐、柠檬酸/盐均促进腐殖质层(A1)和淀积层(B)土壤中Cd、Pb的活化释放,以浓度5.0mmol·L-1时释放效果最显著,且对Pb的释放效应强于Cd。低分子有机酸盐对Cd、Pb的释放效率强于同浓度的相应有机酸,即草酸/盐强于草酸、柠檬酸/盐强于柠檬酸,低分子有机酸/盐类物质促进重金属释放的主要机理在于有机酸阴离子反应。同浓度草酸/盐和柠檬酸/盐对Cd、Pb有效性的影响,表现为柠檬酸/盐强于草酸/盐,即柠檬酸强于草酸,柠檬酸/盐强于草酸/盐,这与2种低分子有机酸的化学结构、离解常数及其和重金属形成络合物的稳定性大小有关。几种浸提剂对A1层土壤Cd、Pb的活化释放效应明显高于B层。     

淋洗修复冷水江锡矿区的砷锑污染土壤

选取柠檬酸、草酸、KH_2PO_4溶液、NaOH溶液4种淋洗剂,对受砷锑污染的土壤进行单一及复合淋洗,研究了淋洗剂浓度、淋洗时间、固液比、淋洗次数以及复合淋洗剂添加顺序等对淋洗效果的影响。结果表明:同样浓度的淋洗剂,NaOH溶液对砷的去除效果最好,去除率最高可以达到58.22%;草酸溶液对锑的去除效果最好,去除率最高可以达到22.86%。淋洗时间为2 h,固液比为1∶10时,淋洗效果最好。复合淋洗中,酸碱淋洗剂交替淋洗,比同种溶液连续淋洗更能显著提高对砷的去除效果。     

淋洗修复冷水江锡矿区的砷锑污染土壤

选取柠檬酸、草酸、KH_2PO_4溶液、NaOH溶液4种淋洗剂,对受砷锑污染的土壤进行单一及复合淋洗,研究了淋洗剂浓度、淋洗时间、固液比、淋洗次数以及复合淋洗剂添加顺序等对淋洗效果的影响。结果表明:同样浓度的淋洗剂,NaOH溶液对砷的去除效果最好,去除率最高可以达到58.22%;草酸溶液对锑的去除效果最好,去除率最高可以达到22.86%。淋洗时间为2 h,固液比为1∶10时,淋洗效果最好。复合淋洗中,酸碱淋洗剂交替淋洗,比同种溶液连续淋洗更能显著提高对砷的去除效果。