巨菌草生物炭-氧化鐵復(fù)配材料對(duì)鉛鎘復(fù)合污染土壤穩(wěn)定化的研究.pdf

1、復(fù)合污染是我國(guó)土壤污染的主要形式，鉛/鎘復(fù)合污染又是我國(guó)農(nóng)田污染的重要類型之一。植物修復(fù)、鈍化/穩(wěn)定化法是農(nóng)田土壤修復(fù)的重要手段，針對(duì)重金屬?gòu)?fù)合污染土壤，往往需要多種方法的聯(lián)合運(yùn)用。
　　本文從對(duì)植物修復(fù)和鈍化/穩(wěn)定化進(jìn)行合理互補(bǔ)的角度出發(fā)，選取修復(fù)植物巨菌草制備生物炭進(jìn)行二次利用，以達(dá)到合理利用剩余秸稈和生產(chǎn)鈍化材料的目標(biāo)；氧化鐵是土壤中常見的氧化物，對(duì)土壤中Pb、Cd等多種重金屬的遷移行為有重要影響。通過對(duì)巨菌草進(jìn)行不同溫度的

2、熱解處理得到生物炭，與氧化鐵復(fù)配得到具有選擇性、土壤友好型的固化/穩(wěn)定化材料。
　　主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　（1）對(duì)350℃、700℃熱解巨菌草生物炭進(jìn)行保留灰分、洗脫灰分、硝酸處理后，結(jié)果表明：保留灰分的生物炭具有最好的吸附能力，對(duì)Pb2+、Cd2+的吸附分別達(dá)到130.82、26.36mg·g-1和142.14、39.09 mg·g-1。
　　（2）巨菌草生物炭（40目）和氧化鐵粉末（400目）進(jìn)行固-固復(fù)配，結(jié)果

3、表明：復(fù)配材料為弱堿性材料，pH值在7.6-8.5之間；固-固復(fù)配處理極大增加了350℃熱解生物炭的比表面積、微孔面積、孔容等指標(biāo)，以保留灰分的生物炭復(fù)配材料為例，其比表面積、微孔面積、總孔容、微孔孔容、平均孔徑分別增加了34.94、51.69、206.73、56.50、0.818倍；對(duì) Cd2+的吸附性能增加了22.45％；復(fù)配材料對(duì)Pb2+、Cd2+吸附的選擇性有明顯的變化，復(fù)配材料對(duì)Cd的選擇性吸附明顯增強(qiáng)。
　?。?）對(duì)不

4、同處理的復(fù)配材料進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)、等溫吸附過程的分析。結(jié)果表明：復(fù)配材料對(duì)Pb2+吸附動(dòng)力學(xué)過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)（R2>0.99）、顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型(R2>0.60）；復(fù)配材料對(duì) Cd2+吸附動(dòng)力學(xué)過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型（R2>0.91）、顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型（R2>0.64）；復(fù)配材料對(duì)Pb2+的吸附符合Langmuir（R2>0.86）和 Freundlich（R2>0.90）等溫吸附過程；材料對(duì) Cd2+的吸附符合和Freundlich（

5、R2>0.81）等溫吸附過程，不符合 Langmuir（R2<0.50）等溫吸附過程。
　　針對(duì)實(shí)際土壤，復(fù)配材料的固化效果如下：
　?。?）對(duì)于韶關(guān)某礦區(qū)農(nóng)田土壤（pH=8.46，DTPA-Pb,7.982mg·kg-1, DTPA-Cd，1.4441 mg·kg-1)和番禺農(nóng)田土壤（pH=6.56，DTPA-Pb,88.456mg·kg-1, DTPA-Cd，4.8233.4441 mg·kg-1）進(jìn)行振蕩實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在0

6、.4%的固化劑投加量下，兩種土壤的Pb、Cd的DTPA有效態(tài)降低到標(biāo)準(zhǔn)值下（土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，HJ/T332-2006）；土壤熟化實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)配材料對(duì)番禺土壤有更好的修復(fù)效果，以O(shè)CF350為例，對(duì)Pb、Cd固化效率分別達(dá)到34.09%、53.60%和67.66%、63.41%，但是由于培養(yǎng)時(shí)間限制，Cd的最終含量仍高于標(biāo)準(zhǔn)值。
　　（2）韶關(guān)某礦區(qū)農(nóng)田土壤為弱堿性土壤，施加復(fù)配材料對(duì)其酸堿度沒有明顯的影響，番禺某農(nóng)田土壤為弱酸性