礦化垃圾粒徑分布與其重金屬(Cu2+)環(huán)境化學(xué)行為的相關(guān)性研究.pdf

1、當(dāng)前，隨著城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)生量與日俱增。由于我國(guó)城市垃圾高含水率和低發(fā)熱量的特點(diǎn)，衛(wèi)生填埋是當(dāng)前我國(guó)城市垃圾的主要處理方式。由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和公眾環(huán)境意識(shí)的提高，新的填埋場(chǎng)選址面臨巨大的經(jīng)濟(jì)壓力和社會(huì)壓力。因此，擴(kuò)大現(xiàn)有填埋場(chǎng)庫(kù)容，延長(zhǎng)老齡填埋場(chǎng)的使用壽命成為解決我國(guó)衛(wèi)生填埋壓力的有效方法，而礦化垃圾資源化利用則是此方法運(yùn)行的關(guān)鍵所在。
　　礦化垃圾有機(jī)物含量豐富，比表面積巨大，國(guó)內(nèi)外研究者將其用作土地利用

2、和生物床填料，但是礦化垃圾含有重金屬等污染物質(zhì)，其粒徑分布不均勻等因素成為其資源化利用的障礙。本課題組在礦化垃圾土地利用的前期試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，礦化垃圾的粒徑分布呈兩極化趨勢(shì)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)礦化垃圾中可溶性鹽的含量和對(duì)植物造成的損傷與其粒徑大小呈負(fù)相關(guān)。因此，針對(duì)礦化垃圾因含有較多重金屬可能會(huì)在其資源化中引發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)這一被關(guān)注的焦點(diǎn)，以及礦化垃圾粒徑大小不同可能會(huì)產(chǎn)生的差異性，本文對(duì)礦化垃圾粒徑分布與其重金屬環(huán)境化學(xué)行為進(jìn)行相關(guān)性研究，旨在探

3、明不同粒徑礦化垃圾的重金屬環(huán)境化學(xué)行為，并以此為指導(dǎo)采取有效規(guī)避環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的措施，為礦化垃圾更安全、有效的資源化利用提供理論基礎(chǔ)。
　　本課題以不同粒徑礦化垃圾為實(shí)驗(yàn)材料，系統(tǒng)地研究了不同粒徑礦化垃圾對(duì)重金屬Cu2+吸附、解吸行為，并探討了不同粒徑礦化垃圾中不同形態(tài)Cu2+的含量極其可能會(huì)造成的環(huán)境危害。
　　Cu2+的吸附動(dòng)力學(xué)表明，900-300μm（最大粒徑）礦化垃圾的吸附速率與吸附量明顯低于小粒徑，各粒徑礦化垃圾的動(dòng)力

4、學(xué)模型與Elovich模型和雙常數(shù)速模型擬合度較好，礦化垃圾對(duì)Cu2+的吸附行為不是勻相的擴(kuò)散過(guò)程，而是受到反應(yīng)速率和擴(kuò)散因子綜合控制。
　　Cu2+的等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在一定濃度條件下，礦化垃圾對(duì)Cu2+的吸附量與粒徑大小負(fù)相關(guān)，900-300、300-150、105-90、900-0μm礦化垃圾符合Freundlich模型，并且由模型參數(shù)可知其吸附能力與粒徑大小呈負(fù)相關(guān)，其它粒徑礦化垃圾則符合Langmuir模型。

5、　　吸附熱力學(xué)研究表明礦化垃圾對(duì)Cu2+吸附是熵增、吸熱和自發(fā)的過(guò)程，提高溫度有利于吸附的進(jìn)行。大粒徑礦化垃圾需要的熵增值和熱能低于小粒徑，即大粒徑礦化垃圾對(duì)Cu2+的吸附活性較弱，而小粒徑則相反。
　　礦化垃圾吸附Cu2+的pH影響因素研究結(jié)果顯示:pH較低時(shí)粒徑對(duì)吸附量的影響顯著，較高時(shí)其吸附量多為沉淀吸附，其最佳吸附pH環(huán)境為7。
　　解吸實(shí)驗(yàn)表明礦化垃圾吸附的Cu2+多以離子交換態(tài)形式存在，且解吸速率較快，解吸量較大