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。     

皂苷与EDTA复合淋洗污染塿土中Cu、Pb的效果研究

采用振荡和柱淋洗方法,选用生物表面活性剂皂苷和螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)作淋洗剂,研究了EDTA、皂苷及其复合液对污染塿土中重金属Cu、Pb的淋洗效果,并比较不同淋洗剂淋洗前后重金属的形态变化特征。结果表明:EDTA浓度为0.5、1.0 mmol·L-1时与不同质量浓度皂苷复合振荡淋洗Cu、Pb时表现为协同作用,对Pb的协同作用尤为明显;EDTA浓度大于5.0mmol·L-1时,与不同质量浓度皂苷复合淋洗Cu、Pb表现为拮抗作用。1.0 mmol·L-1EDTA、50 g·L-1皂苷及其复合淋洗液(1.0 mmol·L-1EDTA与50 g·L-1EDTA)对土柱中Cu、Pb的累积淋洗量均随着淋洗液体积的增大而逐渐增加;1.0 mmol·L-1 EDTA与50 g·L-1皂苷复合淋洗土柱中Cu时表现为协同作用,其对单一及复合污染塿土中Cu的累积淋洗百分率分别为23.59%和21.57%,对Pb的累积淋洗百分率分别为27.59%和24.92%。柱淋洗前后重金属形态分级结果表明,EDTA、皂苷及其复合淋洗液能有效去除碳酸盐结合态、有机结合态和硫化物残渣态重金属Cu、Pb;EDTA与皂苷及其复合淋洗液可显著活化污染塿土中的重金属Cu、Pb,有望与植物修复技术联用修复重金属污染塿土。     

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。     

不同解吸剂对污染土娄土铜铅的解吸动力学研究

【目的】研究螯合剂和表面活性剂作用下污染土娄土中Cu、Pb的解吸动力学特征。【方法】在Cu单一污染、Pb单一污染和Cu、Pb复合污染土娄土中,分别加入2种螯合剂(乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸(CIT))和2种表面活性剂(十二烷基磺酸钠(SDS)、鼠李糖脂(RL2))作为解吸剂,采用批次试验方法,研究螯合剂和表面活性剂对污染土娄土中Cu、Pb不同形态及其含量的影响,并对其解吸动力学方程进行拟合。【结果】2种螯合剂对Cu、Pb的解吸是一个相对慢速的过程,240min左右时解吸基本达到平衡;而2种表面活性剂对Cu、Pb的解吸是一个相对快速的过程,在60min左右达到平衡。4种解吸剂对Cu的解吸量依次表现为EDTA>CIT>RL2>SDS;对Pb的解吸量依次表现为EDTA>CIT>SDS>RL2。【结论】4种解吸剂中,EDTA对污染土娄土中Cu、Pb的解吸效果最好;准二级方程能较好地描述4种解吸剂解吸污染土娄土中Cu、Pb的动力学特征。     

有机酸对污染土壤重金属的淋洗效果研究

以湖南水口山某铅锌选矿厂附近受Zn、Pb、Cu、Cd严重污染土壤为对象,采用振荡淋洗技术,研究了有机酸在不同浓度、时间和液固比条件下对重金属的去除效果。实验结果表明,柠檬酸和酒石酸对重金属具有很好的去除效果,而草酸的去除能力很低;柠檬酸和酒石酸对Cd的去除效果最好,分别为61.5%和55.25%。随着时间的增加,有机酸对重金属的去除效率逐步提高,8 h效果最好。柠檬酸和酒石酸对重金属的去除能力均依次为Cd>Zn>Pb>Cu,柠檬酸对重金属的去除率分别为59.5%、49.33%、43.48%、26.25%,酒石酸对重金属去除率分别为58.75%、46.4%、35.86%、34.4%。实验还发现固液比对重金属的淋洗效果影响很小。     

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.     

柠檬酸与皂素对重金属污染土壤的联合淋洗作用

以重金属Zn、Pb、Cu复合污染土壤为对象,采用淋洗方法,研究了柠檬酸与皂素对人工污染土壤的联合淋洗修复效果。结果表明,40 mmol·L-1的柠檬酸与质量分数为3%的皂素在体积比为1∶5的情况下对重金属Zn、Pb淋洗的累计去除效率较高,分别为67.2%,68.8%;在体积比为1∶1时对Cu的累积去除率较高,为37.7%,不及单独用柠檬酸淋洗的效果好。柠檬酸与皂素对土壤中重金属淋洗的联合效应与二者的体积比和重金属种类有关,两者的联合淋洗可去除Zn的96%酸溶态、38.9%可氧化态,淋洗后可还原态显著增加;Pb酸溶态、可还原态均减少了80%左右;Cu的酸溶态、可还原态减少了80%以上,可氧化态和残渣态则没有显著性变化。     

土娄土对十六烷基三甲基溴化铵的吸附研究

采用一次平衡法初步研究了土娄土对十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的吸附机制。结果表明,土娄土对CTMAB的吸附等温线属于S型,吸附量和吸附力很大;pH增加,土壤对CTMAB的吸附量略有增加;CTMAB在土壤表面是多层吸附,以单分子或二分子缔合体的形式吸附于土壤表面;CTMAB在土壤-溶液体系的临界表面胶团浓度smc显著小于溶液体系CTMAB的临界胶团浓度cmc。     

微波强化EDDS淋洗修复重金属污染土壤研究

为了快速去除土壤中的重金属污染,采用微波强化[S,S]-乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS,简写为EDDS)淋洗方法,做了微波时间、功率对Cd、Pb、Zn去除效率影响的实验,并用BCR连续提取法分析了微波强化EDDS淋洗对土壤中重金属形态的影响.结果表明,在微波功率900W,时间10 min条件下,EDDS对Cd、Pb、Zn的去除率分别达到29％、89％、71％,比未引入微波时淋洗的各重金属的最高去除率分别提高8％、26％、33％,且明显缩短了处理时间(从6h缩短为10 min).与处理前原土壤相比,土壤在微波辐射淋洗处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态明显降低(其中Cd降低34％,Pb降低90％、Zn降低83％),残渣态增加,从而有效降低了土壤中毒害污染重金属元素含量和重金属可利用性,减轻了污染土壤的生态风险.微波辅助淋洗修复可作为一种重金属污染场地的快速修复技术.     

混合淋洗剂对污染土壤中重金属的去除及植物生长的影响

以重金属污染水稻田土壤为研究对象,采用盆栽试验,研究EDTA和混合试剂(EDTA、GLDA、柠檬酸)7次淋洗后土壤理化性质、重金属含量、赋存形态等的变化,并在淋洗后的土壤中种植三季作物。通过分析各季作物生物量以及地上部和地下部重金属含量,评价其农用价值,以期达到多种重金属污染农田土壤的修复及安全农用目的。结果表明:与EDTA处理相比,混合试剂(MC)对土壤中Cd、Pb、Cu和Zn也有较好的去除率,分别为44.30%、28.78%、26.44%和11.49%,且第二次淋洗土壤中重金属去除率最高;此后重金属的去除率随着淋洗次数的增加持续降低。淋洗处理降低了小白菜生物量,提高了小白菜地上部和地下部重金属含量。与对照相比,淋洗处理玉米的生物量差异不显著,然而玉米地上部Cd、Pb和Zn含量显著降低,所有处理两季玉米地上部重金属含量均低于国家饲料卫生标准。研究表明,与EDTA处理相比,MC处理土壤重金属乙酸铵提取态含量较低,对植物生长影响较小,是一种修复多种重金属污染土壤的较为温和的淋洗剂。     

不同施肥条件下塿土脲酶动力学研究

用氨气敏电极法对土１０年有机质定位试验中不施肥，单施化肥和玉米秸秆加化肥３种施肥处理的土壤脲酶反应动力学进行了研究。结果表明，玉米秸秆加化肥处理，土壤脲酶的Ｖ＿（ｍａｘ）Ｖ＿０值均大。表明该处理的脲酶量高，酶促反应速度快。Ｖ＿（ｍａｘ），土壤养分含量及作物产量都是秸秆加化肥＞单施化肥＞不施肥。     

在不同浸出条件下铅离子污染土的固化试验研究

利用水泥来固化/稳定污染土中的重金属离子是一种常用的处置方法。着重讨论了添加蒙脱土后的复合固化剂对铅离子的固化效果。设计了不同蒙脱土和水泥掺量的12组固化剂,通过污染土制备、压实成型、强度测试和溶出试验4个步骤来获得试验数据。其中在溶出试验过程中,设定了4种不同的溶出条件以进行对比分析。结果表明:即使已经远远满足TCLP条件的固化产物,但在更加恶劣的试验条件下,浸出液的浓度非常高,远远达不到标准,所以在固化应用于实际工程时,根据条件不同,要考虑到更加恶劣的条件。     

不同条件下菲和萘在塿土上的吸附特征研究

以平衡吸附法研究了菲和萘在塿土上的吸附行为,考察了初始浓度、温度、pH、离子强度和CaCO3对塿土吸附菲和萘的影响,Henry方程、Freundlich方程和deBoer-Zwikker极化方程被用来拟和吸附等温线。结果表明,菲和萘在塿土上的吸附等温线为非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为。菲和萘在塿土上的吸附量随温度升高而降低,其吸附是一个放热过程;吸附自由能小于零,表明吸附过程是自发的;熵变值也小于零,说明焓变是吸附过程的驱动力。随着pH增加,塿土对菲和萘的吸附量下降;而随着离子强度增加,塿土对菲和萘的吸附量增加。CaCO对菲和萘的吸附等温线也为非线性,其对塿土吸附菲和萘具有较大的贡献。     

苗圃潮土氮肥淋溶特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同氮肥处理下,不同深度土壤氮素在苗圃潮土中的淋溶特征。结果表明:硝态氮是氮素淋溶的主要形态,土壤经过12次淋溶后,硝态氮的淋溶量占全氮淋溶量的70%以上,而铵态氮的比例不到7%,另外,有5%～27%以有机氮的形式淋溶;氮肥淋溶率为21.36%～54.19%,铵态氮、硝态氮和全氮的淋溶量均随施肥量的增加而增大,并且不同土壤深度不同形态氮素的淋溶量(y)与施氮量(x)之间的关系均可用线性回归方程进行模拟,其中各深度全氮的回归方程为:0～20cm:y=0.5555x+99.888(R2=0.9857);0～40cm:y=0.3708x+148.25(R2=0.9689);0～60cm:y=0.2508x+220.67(R2=0.9297)。     

关于土娄土分类地位的讨论

在野外考察和室内分析的基础上，针对当前塿土分类中存在的主要问题，探讨了人为活动对土壤形成发育的影响。认为　土由于人工熟化培肥过程，形成了巨厚的人工覆盖层和粘化层，产生二次复钙现象，土壤风化发育处于脱盐基的硅铝化阶段，幼年性特征明显。最后提出塿土作为独立土类的依据与标准，即若有人工覆盖层，且厚度超过５０ｃｍ，应作为一种新的土类从原土壤类型中划分出来，进行单独分类；否则，仍应归属原土类──褐土。     

连续施肥对填土生化强度的影响

[目的]研究连续施肥对(壤)土生化强度的影响.[方法]在小麦-玉米轮作区进行有机肥改土长期定位试验.设置7个不同的施肥处理:无肥、化肥、低秸 化肥(休闲)、低秸 化肥、中秸 化肥、高秸 化肥和厩肥 化肥,研究不同施肥处理对土壤的培肥效应.[结果]长期施肥条件下,土壤的呼吸作用强度、氨化作用强度、硝化作用强度、纤维素分解强度均明显提高,其中氨化作用强度提高了41.67%～404.17%,硝化作用强度提高了56.78%-388.39%,纤维素分解强度提高了25.52%～98.64%.与单施化肥相比,秸秆 化肥、厩肥十化肥对土壤的培肥效果较好.[结论]连续施肥可增加土壤养分含量及供应强度,提高土壤肥力.     

复合淋洗剂对镉污染土壤的淋洗效果

[目的]探讨复合淋洗剂对重金属的淋洗效果。[方法]以镉污染土壤为材料,采用振荡淋洗法研究了CA+CaCl_2、CA+FeCl_3及CA+CaCl_2+FeCl_3组合试剂对土壤中镉的去除效果。[结果]几种试剂在组合条件下对镉的去除率均要高于单一试剂淋洗的去除率,且CA+FeCl_3对土壤中镉的去除效果最好,去除率为86.31%~89.61%。从淋洗前后的镉有效态含量来看,CA+FeCl_3(3∶1)中镉有效态含量最高,达1.794μg/L。形态分析结果表明,经淋洗剂淋洗后,土壤中的可交换态镉大部分被淋洗出来,其所占比例大大降低,可氧化态和残渣态含量比例增加,土壤中活性态镉减少,生物毒性大大降低。[结论]CA+FeCl_3(3∶1)对土壤中镉的去除效果最好,去除率达89.61%。     

连续施肥对塿土生化强度的影响

[目的]研究连续施肥对塿土生化强度的影响。[方法]在小麦-玉米轮作区进行有机肥改土长期定位试验。设置7个不同的施肥处理:无肥、化肥、低秸+化肥(休闲)、低秸+化肥、中秸+化肥、高秸+化肥和厩肥+化肥,研究不同施肥处理对土壤的培肥效应。[结果]长期施肥条件下,土壤的呼吸作用强度、氨化作用强度、硝化作用强度、纤维素分解强度均明显提高,其中氨化作用强度提高了41.67%~404.17%,硝化作用强度提高了56.78%~388.39%,纤维素分解强度提高了25.52%~98.64%。与单施化肥相比,秸秆+化肥、厩肥+化肥对土壤的培肥效果较好。[结论]连续施肥可增加土壤养分含量及供应强度,提高土壤肥力。