納米零價鐵強(qiáng)化植物修復(fù)電子垃圾污染土壤的效果及機(jī)理.pdf

1、在中國和世界其它國家，電子垃圾拆解技術(shù)通常是原始粗放的，缺乏對于環(huán)境保護(hù)與操作人員安全的考慮。手工拆解、露天焚燒和酸洗等，這些不當(dāng)拆解導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。其中，土壤作為眾多環(huán)境污染物的“匯”和人類物質(zhì)食糧的基質(zhì)，其安全性顯得更為重要。
　　本文首先綜述了植物修復(fù)電子垃圾污染土壤和納米零價鐵在污染土壤和底泥修復(fù)中的作用方面的研究進(jìn)展。之后，以廣東省貴嶼鎮(zhèn)表層土和河流底泥中受電子垃圾污染為例，系統(tǒng)調(diào)查了電子垃圾污染導(dǎo)致的持久性有

2、機(jī)污染物(POPs)和金屬的污染現(xiàn)狀和不同歷史時期的含量分布的趨勢。結(jié)果表明:貴嶼鎮(zhèn)PCBs和PAHs污染十分嚴(yán)重，整治環(huán)境污染的壓力依然嚴(yán)峻;PAHs的分布規(guī)律證實了露天焚燒活動是環(huán)境污染的重要污染源，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染的貢獻(xiàn)最大，其他各點隨著距離污染源的變化而變化。分析不同歷史時期污染物分布變化，不同時期污染物變化趨勢為:∑PCBs和二噁英類PCBs含量的極值出現(xiàn)在電子垃圾拆解鼎盛時期;而PAHs不同時期不同地點各類物質(zhì)的變化趨勢各有不

3、同，但是污染物濃度分布一致:露天焚燒點＞打印機(jī)軸存放地＞稻田;采集樣品中重金屬含量包括河流沉積物和表層土壤，均超過《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》一類土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(Cr除外)，其中污染最嚴(yán)重的是Cd和Cu。
　　除此之外，還研究了孔雀草花朵顏色對電子垃圾污染的敏感指示作用，并揭示了相關(guān)機(jī)理。結(jié)果表明:總黃酮含量和咖啡酸含量對土壤Cd和PCBs的復(fù)合污染有一定的指示性，表現(xiàn)為在較高濃度Cd污染(0-10mg/kg)，PCBs對孔雀草的生

4、長起到一定的促進(jìn)作用，且開花較多，顏色也較為鮮艷。在此研究基礎(chǔ)上，建立了土壤污染早期預(yù)警的監(jiān)測方法，比傳統(tǒng)的化學(xué)方法更直觀，操作簡單，成本廉價。
　　隨后進(jìn)行了花卉原位修復(fù)電子垃圾污染土壤的可能性研究。采用液相還原方法制備出三種納米零價鐵和負(fù)載型納米零價鐵，研究其對鳳仙花和孔雀草的發(fā)芽率和根長的急性毒性和株高、鮮重、葉比表面積的慢性毒性實驗。納米零價鐵和負(fù)載型納米零價鐵對孔雀草的發(fā)芽率影響較大，高濃度納米零價鐵（0.02％，w納米

5、零價鐵/w土壤）對鳳仙花的生長產(chǎn)生了嚴(yán)重的抑制作用，但是各處理濃度對孔雀草的生長并未產(chǎn)生明顯的影響。蛭石負(fù)載和活性炭負(fù)載納米鐵與納米零價鐵相比，對鳳仙花和孔雀草的毒性有一定的減弱。本研究為后期利用納米鐵聯(lián)合植物修復(fù)土壤污染提供了重要的數(shù)據(jù)支持，但是納米零價鐵在植物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化和富集機(jī)理還需進(jìn)一步深入研究。
　　研究納米零價鐵聯(lián)合鳳仙花修復(fù)PCBs-Pb復(fù)合污染土壤中PCBs。盆栽實驗結(jié)果顯示，鳳仙花表現(xiàn)出了較好的耐性及對PCBs

6、累積能力，PCBs在中低濃度對植物生長起促進(jìn)作用。該實驗中鳳仙花在修復(fù)土壤中的PCBs表現(xiàn)了一定的潛力，且修復(fù)效率隨著生長期的延長而提高。0.05％納米零價鐵的添加對風(fēng)仙花修復(fù)復(fù)合污染土壤中PCBs有促進(jìn)作用。生長三個月后，PCB18和28的修復(fù)效率分別提高了11.69-13.86％?？v向?qū)Ρ炔煌路?，鳳仙花生長一個月時，納米零價鐵的添加的修復(fù)效率提高最多，PCB18和28分別提高了17.19％和9.62％。后兩個月的上升并未如此顯著。

7、所以，后期如果適當(dāng)延長植物生長期，優(yōu)化納米零價鐵的添加量和添加方式，可進(jìn)一步提高對PCBs的修復(fù)效果。
　　研究三種納米零價鐵和負(fù)載型納米零價鐵對孔雀草在PCBs-Cd復(fù)合污染土壤PCBs的影響及其機(jī)理分析。在實驗濃度范圍內(nèi)，孔雀草對PCBs的降解效率隨著染毒濃度的增加而增大。以Cd染毒濃度為1mg/kg為例:PCBs濃度為50μg/kg時修復(fù)效率僅為7.19％-11.67％，當(dāng)PCBs染毒濃度為100和500μg/kg時，孔雀草

8、對PCBs的修復(fù)效果由19.23％-23.77％上升至38.40-42.86％;納米零價鐵添加提高了孔雀草修復(fù)PCBs的能力。三種納米零價鐵和負(fù)載型納米零價鐵相比，活性炭負(fù)載納米鐵的修復(fù)效果最高，其次為蛭石負(fù)載納米鐵，最后是納米零價鐵。原因可能在于負(fù)載型納米零價鐵具有一定形狀，這樣就有效地抑制了納米零價鐵的團(tuán)聚性，且使其活性較為緩慢地釋放?；钚蕴控?fù)載型納米鐵在顆粒表面及內(nèi)部形成了具有吸附能力的活性位點，修復(fù)效果高于蛭石負(fù)載納米零價鐵。<

9、br>　　通過正交實驗設(shè)計研究納米零價鐵和負(fù)載型納米零價鐵對修復(fù)Pb-PCBs復(fù)合污染土壤中Pb的積累性影響。結(jié)果可知:蛭石負(fù)載納米零價鐵和活性炭負(fù)載納米零價鐵對風(fēng)仙花修復(fù)PCBs-Pb復(fù)合污染土壤特別是提取修復(fù)Pb的效果有不同表現(xiàn)。但是納米零價鐵的添加對Pb的富集起到抑制作用，分析其可能原因或許在于納米零價鐵的加入降低了Pb的生物可利用性，導(dǎo)致鳳仙花對其富集能力下降，但其具體的修復(fù)機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。
　　總之，以三種納米零價