工業(yè)廢棄地多金屬污染土壤的化學(xué)淋洗修復(fù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)廢棄地土壤污染問題日漸突出。在國外，美國、荷蘭、英國、法國、德國、日本都相繼制定了相關(guān)的法律法規(guī)，要求企業(yè)在搬遷或改變使用方式的時候，進(jìn)行土壤污染調(diào)查和修復(fù)工作。在我國，2004年，國家環(huán)?？偩职l(fā)布了《關(guān)于切實(shí)做好企業(yè)搬遷過程中環(huán)境污染防治工作的通知》，由此企業(yè)搬遷地塊的土壤污染研究在我國引起關(guān)注。目前在我國工業(yè)廢棄地以及礦山開采所帶來的土壤污染問題主要表現(xiàn)為多金屬復(fù)合污染或重金屬與有機(jī)污染的復(fù)合污染

2、。針對土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)主要有植物修復(fù)、微生物修復(fù)、物理固定、化學(xué)固定、電化學(xué)修復(fù)、化學(xué)淋洗修復(fù)，其中化學(xué)淋洗修復(fù)因其快速而高效地去除土壤中重金屬，且適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸引起研究者的重視。
　　 本研究選用草酸(簡稱OX)、乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA-Na2，以下簡稱EDTA)和KI(碘化鉀)三種淋洗劑，采用單一淋洗劑和多種淋洗劑組合順序淋洗的方法，以三種不同污染程度且具有不同理化性質(zhì)的土壤為研究對象

3、，尋求不同重金屬污染類型土壤最佳淋洗劑和最佳淋洗方式；通過淋洗前后土壤中重金屬形態(tài)的變化特征、土壤淋洗過程中鹽基離子和礦物元素的釋放特征、土壤淋洗前后理化性質(zhì)的變化特征揭示化學(xué)淋洗修復(fù)機(jī)理；以淋洗后土壤中重金屬活性形態(tài)含量評價淋洗效果并進(jìn)行土壤質(zhì)量評價，為修復(fù)基準(zhǔn)的建立提供依據(jù)；以TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)毒性浸出結(jié)果進(jìn)行淋洗后土壤回填風(fēng)險評價，并以模擬酸雨土柱淋溶實(shí)

4、驗(yàn)進(jìn)行原位化學(xué)淋洗修復(fù)風(fēng)險評價，尋求適合工業(yè)廢棄地重金屬污染土壤修復(fù)后風(fēng)險評價的方法。
　　 本研究得出以下主要結(jié)論:
　　 1)采用先以0.20mol/L草酸淋洗2小時后，再以0101mol/L EDTA淋洗的順序淋洗方法，可以達(dá)到對原從化小坑電鍍廠廢棄地(以下簡稱CH)多金屬高污染土壤中Zn、Pb、Cu、Cr、Ni的同時去除，除降低了Pb的淋洗效果外，對Zn、Cu、Cr、Ni的去除效果明顯高于單用0101mol/L

5、EDTA和0.20mol/L。草酸淋洗劑。采用0.10 mol/L草酸+0.01mol/L EDTA+0.10 mol/L KI組合順序淋洗方式，對原廣州氮肥廠廢棄地(以下簡稱GD)高Hg污染土壤中Zn、Cu、Cd、.As、Hg去除效果好于單用0.10 mol/L草酸或0.01mol/L EDTA-Na2淋洗劑，特別是比單用0.01mol/L EDTA-Na2淋洗劑去除率明顯提高，但略降低了Pb的淋洗效果；對大寶山礦區(qū)周邊高As污染的農(nóng)

6、田土壤(以下簡稱DBM)Zn、Pb、Cu、Cd、As、Hg去除效果好于單用0.10 mol/L草酸或0.01mol/L EDTA淋洗劑，可以達(dá)到多金屬同時去除的效果。同時反應(yīng)動力學(xué)結(jié)果顯示，組合順序淋洗方式可以較快達(dá)到反應(yīng)平衡，從而縮短淋洗反應(yīng)時間。
　　 2)重金屬初始化學(xué)形態(tài)對化學(xué)淋洗效果有非常重要影響，對可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)四種活性形態(tài)含量高，而殘?jiān)鼞B(tài)含量低的金屬，去除效果較好，殘?jiān)鼞B(tài)含量高的金屬

7、去除效果較差。對于殘?jiān)鼞B(tài)含量很低的CH土壤中Zn和GD土壤中Cu無論采用哪種淋洗方式都可以獲得很好的去除效果；而對于殘?jiān)鼞B(tài)含量高達(dá)70％以上的DBM土壤中重金屬的去除效果，無論采用哪種淋洗方式去除效果都很差。
　　 3)土壤理化性質(zhì)及其變化對于化學(xué)淋洗修復(fù)的適宜性評估以及淋洗機(jī)理研究具有重要意義。其中土壤質(zhì)地、土壤pH值是影響化學(xué)淋洗修復(fù)效果的主要因素，土壤pH值還通過影響重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)而影響淋洗效果，質(zhì)地粘重而高酸性

8、的DBM土壤不適宜化學(xué)淋洗修復(fù)；砂粒含量高而微酸和中性的CH和GD土壤適宜化學(xué)淋洗修復(fù)。
　　 4)化學(xué)淋洗后不同土壤中不同金屬表現(xiàn)出各自的形態(tài)變化特征，包含了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理?？山粨Q態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)金屬含量的變化主要受到pH值改變所帶來的溶解沉淀反應(yīng)的影響，同時對有機(jī)螯合劑在不同酸度下的絡(luò)合能力產(chǎn)生一定的影響；鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)金屬含量的變化主要受到鐵錳氧化物對金屬的吸附解吸、具有還原性的有機(jī)螯合劑對鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)

9、金屬的還原作用，以及有機(jī)螯合劑與鐵錳氧化物對金屬的絡(luò)合競爭的影響；而有機(jī)結(jié)合態(tài)金屬含量的變化主要受到可溶性有機(jī)結(jié)合金屬的溶解以及有機(jī)物對金屬的吸附作用的影響。因此在土壤化學(xué)淋洗過程中，涉及到絡(luò)合競爭、溶解沉淀、吸附解吸、氧化還原等一系列化學(xué)反應(yīng)和物理過程，這些又與土壤性質(zhì)和金屬特性密切相關(guān)。
　　 5)以對易受土壤環(huán)境改變的重金屬活性形態(tài)的去除效果，相比于以重金屬總量評價淋沈效果更有意義，同時為修復(fù)基準(zhǔn)的建立提供參考依據(jù)，而以土