【摘 要】
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重金属污染对生态环境危害逐渐得到各方重视,污染物在人类活动及自然环境作用下,不断在土体内富集,污染地区重金属浓度已然超过土体净化能力,同时污染物通过径流、降雨等途径使污染区域逐步扩大,进而在生态链循环中威胁动植物和人类健康。因此,研究重金属污染物在土体内的吸附迁移规律和污染土渗透特性,对探测重金属污染范围,评价污染危害及环境治理具有重要意义。本文以四种典型重金属污染物Cr（Ⅵ）、Cd（Ⅱ）、Pb（
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重金属污染对生态环境危害逐渐得到各方重视,污染物在人类活动及自然环境作用下,不断在土体内富集,污染地区重金属浓度已然超过土体净化能力,同时污染物通过径流、降雨等途径使污染区域逐步扩大,进而在生态链循环中威胁动植物和人类健康。因此,研究重金属污染物在土体内的吸附迁移规律和污染土渗透特性,对探测重金属污染范围,评价污染危害及环境治理具有重要意义。本文以四种典型重金属污染物Cr（Ⅵ）、Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）为研究对象,借助GDS环境土柔性壁渗透测试系统,量测饱和-非饱和土污染土渗透相关参数,分析污染土渗透特性;通过静态吸附实验以及X光谱探究土体对重金属的吸附作用机制;进行重金属污染水一维土柱迁移实验,结合渗透和吸附实验,研究重金属在土体内的迁移过程,评价重金属的污染范围。现将结论总结如下:（1）重金属污染物影响土体内部结构,造成渗透系数的变化,重金属污染土非饱和渗透与饱和渗透具有相同的规律,渗透性分布均为Cr（Ⅵ）>Cd（Ⅱ）>Ni（Ⅱ）>Pb（Ⅱ）。渗透系数与围压反相关,与顶部水压和渗透压正相关。（2）重金属污染物与粘土颗粒存在物理和化学吸附作用。Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）污染物与粘土质量比分别不大于1/1600、1/200和1/1000时,可实现对污染物的完全吸附。粘土对重金属污染物的吸附动力学曲线均符合伪二级动力学模型,粘土对Pb（Ⅱ）污染物的吸附最快,对Ni（Ⅱ）污染物的吸附时间最长。温度对粘土吸附Ni（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）污染物有促进作用,对吸附Cr（Ⅵ）污染物有抑制作用,修复过程中需考虑温度因素。环境温度25℃下,单层重金属污染物吸附容量分布规律为Pb（Ⅱ）>Ni（Ⅱ）>Cd（Ⅱ）>Cr（Ⅵ）。（3）随着污染浓度升高,重金属污染物迁移入渗深度不断加大,但基本在4320 h内可稳定。重金属污染物在土体表层富集严重,残留浓度随土层加深逐渐降低。虽然污染浓度为150 mg/L,Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的迁移稳定深度分别为85.1348、81.7292和85.1348 cm,但依据《土壤环境质量规范》限定浓度值,建议Pb（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）污染物的修复深度为0-10 cm,Cd（Ⅱ）污染物的修复深度为0-20 cm。（4）结合土体渗透及污染物吸附和迁移,不同重金属污染物规律如下:Pb（Ⅱ）易与土体产生吸附作用,污染物在土体表层30 cm聚集严重,污染土渗透系数较低;Ni（Ⅱ）的迁移路径长,与土体吸附作用时间较长,在土体表层50 cm聚集严重;Cd（Ⅱ）在土体表层40 cm聚集严重,吸附时间较短;Cr（Ⅵ）在土体迁移最快,土体对其吸附效率低,污染土渗透系数高。
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