茶皂素和EDTA对铅锌复合污染土壤化学淋洗修复研究

【摘要】土壤是国家最重要的资源之一,改革开放以来,随着经济的飞速发展和工业化进程的加速,土壤重金属污染日益严重,因土壤中重金属移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点,治理和恢复的难度大,土壤重金属污染已经成为一个世界性的环境问题。本文以大宝山某尾矿库下游重度污染的土壤为研究对象,采用EDTA、茶皂素及其混剂为淋洗剂,通过震荡实验,分析淋洗效果及对重金属各形态的去除情况,得出最适淋洗条件；通过土柱淋洗实验,得出模拟条件下土壤中铅、锌去除状况；并对淋洗前后土壤性质进行对比分析。主要得出以下结论：(1)研究区域土壤重金属污染严重,且污染到达一定深度,0-60cm土壤重金属综合污染指数达到重度污染级别、60-100cm土壤重金属综合污染指数达到中度污染级别,污染程度总体表现为随土壤深度的增加而减弱。研究区土壤主要特征污染物为Pb和Zn,上、中、下层土壤中铅浓度分别为1035.42mg·kg-1、812.36mg·kg-1、747.23mg·kg-1,锌浓度分别为837.32mg·kg-1、682.34mg·kg-1、613.54mg·kg-1、,均到达或接近于重度污染水平。(2)清水对土壤中铅、锌的解吸效果十分有限,EDTA对土壤中铅、锌的解吸最适条件为浓度0.09mg·kg-1、pH值为3,茶皂素最适条件为浓度4%、pH值为2,混剂最适条件为EDTA浓度0.04mol-L-,茶皂素浓度为1%,pI-I值为4；在一定浓度混剂与pH值范围内,EDTA和茶皂素的联合方式在一定范围内表现为协同作用,但当pH值降低及EDTA、茶皂素浓度升高,协同效果减小,对土壤锌的解吸甚至表现为拮抗作用。(3)EDTA、茶皂素及其混剂对土壤中铅、锌各形态的解吸情况为EDTA对铅和锌、茶皂素对锌各个形态的解吸效果表现为可交换态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>有机结合态>残渣态,茶皂素对铅、混合剂对铅和锌各个形态的解吸效果表现为可交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>残渣态。总体上表现为其他形态>有机态>残渣态。(4)土柱模拟实验中EDTA和混合剂(本研究实验条件下)对铅的最佳淋洗时间分别为为8h、7h,此时去除率分别为32.06%、42.00%,对锌的最佳淋洗时间分别为为7h、6h,此时去除率分别为26.62%、31.10%,土壤中铅、锌去除率在上述时间内升高迅速,之后去除率趋于平缓,土柱模拟淋洗效果远低于震荡淋洗实验。(5)土柱模拟实验中EDTA、混剂(本研究实验条件下)淋洗后土壤pH值降低、有机质含量有所升高,速效磷、硝态氮含量由较大程度的降低,降低程度从大到小依次为EDTA、混剂>清水,EDTA、混剂使土壤的物理化学性质恶化,且EDTA淋洗恶化程度大于混剂。EDTA、混剂淋洗能不同程度的促进土壤中的真菌繁殖,但导致放线菌、细菌的数量不能同程度的减少；EDTA淋洗后土壤中过氧化氢酶活性急剧减弱,混剂淋洗后土壤中过氧化氢酶活性变化不大,EDTA、混剂对土壤中脲酶活性影响不大,EDTA淋洗后土壤中蔗糖酶活性有所升高,混剂淋洗蔗糖酶活性升高幅度有较大的增加,EDTA、混剂能不同程度的改变土壤的生物性质,且改变程度为EDTA大于混剂。
【作者】雷国建；
【导师】刘千钧；陈志良；
【作者基本信息】广东工业大学，环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】土壤；重金属；铅锌复合污染；化学淋洗；土柱模拟实验；

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