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人类暴露土壤重金属污染,主要是通过口腔摄取或鼻孔呼吸作用而将重金属富集至体内,从而对人体健康产生影响。化学稳定土壤重金属修复技术已有大量研究并被广泛应用,天然磷矿物是一种被认为低成本的稳定化材料,但大多数天然磷矿物存在着可溶性磷较低的缺陷,因此开展天然磷矿物改性研究,使其达到适度可溶性磷释放以提高其对土壤重金属的稳定化效果,具有重要的实际意义。 论文首先将天然磷灰石经草酸和柠檬酸分别改性后,研究P形态变化,并用Pb、Zn复合污染土壤来验证改性磷灰石的稳定化修复效果;采用纯溶液模拟方式,研究改性磷灰石联合还原性铁对Zn和Cr(VI)稳定效果,并应用FTIR、XRD和XPS分析仪器探究其稳定化机理;采用土壤培养实验,研究改性磷灰石联合二价还原性铁对污染土壤中Zn和Cr(VI)的稳定效果。主要结果如下: (1)天然磷灰石经草酸改性后有部分形成草酸钙,致使P释放出来,提高了可溶性P的含量;柠檬酸对磷灰石组成及溶解性影响较小,但使磷灰石表面嫁接了更多的吸附性有机官能团。草酸改性磷灰石可同时有效地稳定土壤中的Pb和Zn,稳定化效率分别为68%-100%和64%-73%,其主要通过形成磷酸盐沉淀而得到稳定;柠檬酸改性磷灰石可有效的稳定土壤中的Zn,其稳定化率达到62%-69%,对Pb来说,一开始效果较差,直到109天后,Pb稳定近20%,柠檬酸改性磷灰石对Pb和Zn的稳定性主要是通过吸附作用。 (2)草酸改性磷灰石联合还原性铁可以同时有效地去除水中Zn2+和Cr(VI)。零价铁体系去除Zn的效率较好,达到99%以上,但Cr(VI)的去除效率仅46%-50%;亚铁体系对 Zn和Cr(VI)的去除效率达到97%-100%。固相中Zn和Cr的稳定性随溶液pH升高而增强,且亚铁体系中Zn和Cr的稳定性高于零价铁体系。FTIR、XRD和XPS分析仪器表明,亚铁体系中,Zn主要是形成锌钙复合沉淀,而Cr(VI)是通过二价Fe的还原作用转化为Cr(III)继而形成无定形态的沉淀;零价铁体系中,Zn、Cr稳定机理比较复杂,主要是表面吸附作用。 (3)草酸改性磷灰石联合亚铁盐可有效地同时稳定电镀厂污染土壤中Zn和Cr(VI),Zn、Cr(VI)的稳定化率分别达到40%、96%,Cr(VI)迅速被硫酸亚铁还原得到稳定,而土壤中Zn的稳定可能主要是由于吸附作用,所以随着时间增长稳定化效率而增大。