【摘要】：本實(shí)驗(yàn)利用化學(xué)鈍化／穩(wěn)定法修復(fù)重金屬?gòu)?fù)合污染土壤,并對(duì)其效果進(jìn)行研究。首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出電石渣、過(guò)磷酸鈣、蘑菇廢料(菌渣)三種效果較優(yōu)的穩(wěn)定材料,并將其復(fù)配成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑。然后利用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法獲得最優(yōu)配比,并對(duì)影響復(fù)合穩(wěn)定劑穩(wěn)定土壤重金屬效果的單因素(總投加量、添加方式、時(shí)間)進(jìn)行研究,得到最優(yōu)的穩(wěn)定劑穩(wěn)定條件。在此基礎(chǔ)上,利用BCR形態(tài)分析提取法分析穩(wěn)定前后重金屬賦存形態(tài)的變化,探討復(fù)合穩(wěn)定劑鈍化穩(wěn)定土壤重金屬的機(jī)理。為評(píng)估復(fù)合穩(wěn)定劑在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性,對(duì)穩(wěn)定后的土壤進(jìn)行了模擬酸雨淋溶實(shí)驗(yàn)。最終將所得有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)鉛鋅冶煉廢渣、灰渣進(jìn)行穩(wěn)定化研究,為其在重金屬污染修復(fù)方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)電石渣、菌渣、過(guò)磷酸鈣均能有效的穩(wěn)定土壤中的重金屬,穩(wěn)定效果與投加量成正相關(guān),且不同穩(wěn)定劑對(duì)不同重金屬元素具有一定的選擇性。電石渣投加量為3%時(shí)對(duì)Zn、Cu、Pb、Cd穩(wěn)定效率均較高,分別為91.14%、99.82%、99.98%、70.45%；菌渣投加量為5%時(shí)對(duì)Cu、Pb穩(wěn)定效率較高,分別為56.73%、88.97%；過(guò)磷酸鈣投加量為2%時(shí),只對(duì)Pb有較高的穩(wěn)定效率,維持在96.05%以上(2)利用響應(yīng)面分析法確定3種材料間的交互作用：在多種復(fù)配組合中,電石渣用量與Cu、Zn、Pb、Cd穩(wěn)定效率成正比；過(guò)磷酸鈣用量與Cu、Zn、Cd穩(wěn)定效率成反比、與Pb穩(wěn)定效率成正比趨勢(shì)但不明顯；菌渣用量與Cd穩(wěn)定效率成正比,對(duì)Cu、Zn、Pb有略微的正比趨勢(shì)但不明顯�？傮w看來(lái),三種穩(wěn)定劑同時(shí)作用時(shí),電石渣量越大對(duì)Cu、Zn、Pb、Cd的穩(wěn)定越有利,而過(guò)磷酸鈣則起相反作用。(3)利用響應(yīng)面分析法得到有機(jī)-無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑的材料最優(yōu)配比：電石渣用量為4%,過(guò)磷酸鈣用量為1%,菌渣用量為6.28%。驗(yàn)證試驗(yàn)表明鉛、鋅、銅、鎘的穩(wěn)定效率分別為99.86%、91.73%、99.74%、89.64%,與回歸模型預(yù)測(cè)結(jié)果非常接近(相對(duì)誤差保持在0.05%-1.42%),說(shuō)明該響應(yīng)面模型能較好的預(yù)測(cè)和分析有機(jī)-無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑聯(lián)合修復(fù)重金屬污染土壤的情況。(4)對(duì)影響土壤重金屬穩(wěn)定效率的因素進(jìn)行研究,得到復(fù)合穩(wěn)定劑的最優(yōu)穩(wěn)定條件：總投加量11.3%,電石渣、過(guò)磷酸鈣、菌渣配比=4：1：6.3,添加方式為分步添加,穩(wěn)定劑添加間隔時(shí)間為7天。在此條件下穩(wěn)定120d后,Zn、Cu、Pb、Cd穩(wěn)定效率分別為99.75%、99.90%、99.93%、99.03%。與此同時(shí),完全混合處理污染土壤7d時(shí),也能取得較好的穩(wěn)定效果,Zn、Cu、Pb、Cd浸出濃度值也均低于國(guó)家《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)閾值。也即意味著,該有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)重金屬污染土壤有著較好的穩(wěn)定能力。(5)有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑能將三種材料的鈍化穩(wěn)定機(jī)制共同融合,120天穩(wěn)定后,Zn、Cu、Pb、Cd固定容量Cap值分別為28.90mg/g、17.66 mg/g、16.37 mg/g、 0.12 mg/g。TCLP浸提法和硫酸-硝酸法兩種評(píng)價(jià)方法均表明有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑能有效降低重金屬的浸出濃度,穩(wěn)定后土壤pH由3.97提升至7.23,有機(jī)質(zhì)由8.34g/kg提升至35.03 g/kg,污染土壤的酸化程度得以緩解,土壤肥力有所提高。重金屬污染土壤由危廢轉(zhuǎn)變?yōu)榱说冖耦愐话愎I(yè)固體廢棄物,其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大大降低。(6)形態(tài)分級(jí)實(shí)驗(yàn)表明：有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑修復(fù)120天后,土壤中的重金屬形態(tài)由最活潑的酸可提取態(tài)極大程度的轉(zhuǎn)化為了稍穩(wěn)定的可還原態(tài)、可氧化態(tài)以及最穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài),Cu、Zn、Pb、Cd酸可提取態(tài)分別下降了37.03%、9.36%、72.68%、12.94%。(7)有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)重金屬的穩(wěn)定機(jī)理,很可能是沉淀作用、吸附作用、有機(jī)絡(luò)合/螯合作用的共同結(jié)合體,三種穩(wěn)定劑的配合使用,既能將不同機(jī)制的特點(diǎn)結(jié)合發(fā)揮,又解決了單種穩(wěn)定劑量大效果不穩(wěn)定的缺陷,在一定程度上減輕了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。(8)穩(wěn)定化處理后的土壤對(duì)模擬酸雨的侵蝕和活化具有很強(qiáng)的抵御能力,且穩(wěn)定后重金屬以較穩(wěn)定形態(tài)存在,在土壤中遷移能力相對(duì)減弱。淋溶1h時(shí),淋出液中Cu、Zn、Pb、Cd濃度就已分別達(dá)到0.0728 mg/L、0.3869 mg/L、0.0302 mg/L、0.0062mg/L,低于國(guó)家《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085.3 -2007)濃度要求。隨著淋溶時(shí)間的推移,Cu、Zn、Pb、Cd濃度仍在下降,淋溶36h時(shí)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)Cu、Zn、Pb、Cd全量變化幅度分別為3.27%、4.18%、1.77%、-6.99%,Cu、Zn、Pb的可氧化態(tài)均減少,其余三態(tài)增加；Cd的可氧化態(tài)增加,酸可提取態(tài)及可還原態(tài)減少,殘?jiān)鼞B(tài)變化不大。(9)鉛鋅冶煉廢渣/灰渣穩(wěn)定化實(shí)驗(yàn)研究表明：有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑能有效降低鉛鋅冶煉廢渣和煙囪灰渣的浸出毒性,Zn、Cu、Pb、Cd的浸出濃度值均低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)濃度要求閾值,穩(wěn)定效率維持在69.99%以上。但在處理高濃度的冶煉廢渣時(shí),單一提高電石渣用量比例不利于Pb形態(tài)朝穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化,可以在配比不變時(shí)增大穩(wěn)定劑總用量,聯(lián)合發(fā)揮各穩(wěn)定劑的優(yōu)勢(shì),或是再選取合適的其它穩(wěn)定劑和配比。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2375490