纳米零价铁强化低分子量有机酸淋洗去除铅研究

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为提高低分子量有机酸淋洗去除污染土壤中铅的效率,本文以矿山土壤和污染农田土壤为供试土壤,通过振荡淋洗试验,研究纳米零价铁(nZVI)强化低分子量有机酸(LMWOA)淋洗去除铅的效率,探讨淋洗后重金属废液处理,以期为重金属污染土壤化学淋洗修复以及淋洗废液处理提供理论依据。主要研究结果分述如下:(1)nZVI的添加明显地提升LMWOA淋洗去除铅的效率p<0.05)。nZVI浓度、pH和淋洗时间是影响铅淋洗去除的主要因素。0.1 g L-1 nZVI与LMWOA复合后对铅去除效果最佳,此时对矿山土壤和农田土壤铅最大去除率分别为61.89%和82.30%;pH在较宽范围内影响铅的去除,最适淋洗pH为4.0;二级动力学方程对铅淋洗动力学过程拟合最优,其相关系数均>0.80,达到极显著水平(p<0.01)。各种淋洗处理下两种土壤中铅的淋洗能力差异均表现为农田土壤>矿山土壤。柠檬酸与nZVI复合淋洗的效果明显优于苹果酸与nZVI复合的效果。(2)在最优的淋洗条件下研究了淋洗对重金属形态分布和土壤养分的影响。淋洗对不同形态重金属的去除能力存在明显差异,nZVI与LMWOA复合淋洗液对土壤中可交换态和可还原态的去除效果最明显;淋洗后土壤中的有机质含量显著增加(p<0.05)(单一的nZVI除外);与单一的LMWOA淋洗比较,nZVI与LMWOA复合淋洗后对土壤中氮、磷、钾淋失具有缓和作用。(3)垂序商陆生物质是一种潜在的重金属污染土壤淋洗废液的吸附材料。人工模拟废水生物吸附试验表明,吸附剂剂量、pH、Pb2+初始浓度和吸附时间显著影响吸附效率(p<0.05),对Pb2+的最大吸附率可达到99%,最大吸附容量(Qmax)可达14.51 mgg-1。(4)垂序商陆生物质用于吸附实际土壤淋洗废液结果表明,其对淋洗废液中Pb2+和Zn2-去除效果较好;处理后,淋洗废液中各重金属离子均符合相关标准。(5)新型功能化材料nZVI能够显著提高LMWOA对铅的淋洗修复效率,是一种潜在的铅污染土壤修复材料;垂序商陆生物质是一种潜在的重金属污染土壤淋洗废液的吸附材料。
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