胡敏素對(duì)土壤中Cu、Pb的鈍化作用研究.pdf

1、在我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展的背景下，重金屬的污染問題已成為一個(gè)迫切需要面對(duì)和解決的環(huán)境問題。土壤重金屬污染具有隱蔽性、不可降解性、生物積累性等特點(diǎn)，并且治理難度大、成本高。積累在土壤中的重金屬不僅可以影響土壤微生物的數(shù)量及種群結(jié)構(gòu)，還可以通過食物鏈在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)流動(dòng)、富集，最終會(huì)進(jìn)入人類體內(nèi)，由此將嚴(yán)重威脅人類生命健康。原位鈍化技術(shù)是指通過向土壤中施加一些有機(jī)或無機(jī)的化學(xué)物質(zhì)，改變土壤理化性質(zhì)，或使加入的化學(xué)物質(zhì)與土壤中的重金屬發(fā)生物理化學(xué)

2、反應(yīng)，從而改變重金屬在土壤中的賦存形態(tài)，降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性和迀移性。與其他修復(fù)技術(shù)相比，該方法具有修復(fù)效果好、修復(fù)周期短、成本低廉、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
　　本文采用 Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)胡敏素吸附去除水中 Cu2+、Pb2+的過程進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)定吸附時(shí)間、吸附劑用量、pH、溫度和 Cu2+或 Pb2+初始濃度為5個(gè)影響因素，對(duì)胡敏素吸附 Cu2+、Pb2+的綜合影響進(jìn)行了研究，建立了二次多項(xiàng)式模型；

3、同時(shí)用毒性淋溶提取(TCLP)法評(píng)價(jià)了胡敏素和磷酸二氫鉀聯(lián)合作用下對(duì) Cu、Pb污染土壤的鈍化效果，通過 BCR三步連續(xù)提取法研究了胡敏素和磷酸二氫鉀施用后土壤中不同形態(tài)Cu、Pb的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明：
　?。?）Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究結(jié)果表明，胡敏素吸附 Cu2+過程中，胡敏素用量、pH值、Cu2+初始濃度、二次項(xiàng)中的 pH和溫度、交互項(xiàng)中的吸附時(shí)間和吸附劑用量的交互作用是對(duì)吸附率有顯著影響的因素。胡敏素吸附 P

4、b2+過程中，胡敏素用量、pH值、溫度、Pb2+初始濃度、二次項(xiàng)中的 pH、交互項(xiàng)中的 pH和溫度的交互作用是對(duì)吸附率有顯著影響的因素。
　　（2）響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明，吸附時(shí)間110 min、投加量2.4 g·L-1、pH=5.4、溫度25℃、Cu2+初始濃度208 mg·L-1時(shí)，Cu2+吸附率較高，可達(dá)80.78％。吸附模型符合 Langmuir等溫吸附方程，最大吸附量為88.97 mg·g-1。吸附時(shí)間85 min、投加量1

5、.2 g·L-1、pH=4.7、溫度44.5℃、Pb2+初始濃度202 mg·L-1時(shí)，胡敏素對(duì)Pb2+的吸附率最高，可達(dá)92.59%。吸附模型符合 Langmuir等溫吸附方程，65℃時(shí)Langmuir方程對(duì)應(yīng)的最大吸附量為170.28 mg·g-1。胡敏素對(duì)Cu2+、Pb2+吸附效果顯著，可作為新型離子吸附劑的良好材料。胡敏素分子疏松多孔，易于進(jìn)行物理吸附。胡敏素表面的羥基、氨基、羰基、羧基和芳烴中的 C=C鍵等與能與 Cu2+、P

6、b2+發(fā)生配位絡(luò)合作用，同時(shí) Cu2+、Pb2+和胡敏素表面的 Na、Ca、Mg等離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，從而發(fā)生化學(xué)吸附。
　?。?）土壤添加胡敏素和磷酸二氫鉀培養(yǎng)150 d期間，單獨(dú)胡敏素處理的土壤pH值呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；單獨(dú)磷酸二氫鉀處理與胡敏素和磷酸二氫鉀配施的土壤 pH值先增加至最大值而后緩慢降低趨于穩(wěn)定，但均高于對(duì)照。各鈍化劑的施用均顯著降低了土壤 TCLP提取態(tài)和酸提取態(tài) Cu、Pb含量，可氧化態(tài)、可還原態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cu、P