【摘要】：隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟的快速增長,我國工業(yè)化進程不斷提高,但隨之產(chǎn)生的環(huán)境問題也日益成為人們關注的焦點,農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)象層出不窮。土壤重金屬污染對土壤的危害極大,不僅可以改變土壤的理化性質、減少土壤中微生物的種類和數(shù)量、破壞土壤的生態(tài)平衡、降低土壤質量,還可以在植物中富集,并通過食物鏈轉至人體中,進而危害人體健康。目前,關于農(nóng)田土壤重金屬污染修復的研究主要集中在單一修復技術上,如化學淋洗或者鈍化修復,對于多種技術聯(lián)合修復的研究較少。本研究在分析、研究和總結當前修復重金屬污染農(nóng)田土壤技術的基礎上,結合化學淋洗技術和鈍化穩(wěn)定技術各自的優(yōu)缺點,提出用化學淋洗和鈍化穩(wěn)定技術結合的方法修復重金屬污染農(nóng)田土壤。本研究采用對土壤環(huán)境破壞相對較小的FeCl_3作為淋洗劑,通過測定淋洗濃度和液固比對淋洗效率的影響,確定了本次室內模擬條件下FeCl_3的最佳淋洗效率�？紤]到殘留FeCl_3的危害,將淋洗后土壤結合不同鈍化穩(wěn)定劑(包括石灰、生物炭和炭黑)用以修復多種重金屬離子污染農(nóng)田土壤�；谌缟峡紤],本論文共設計了三個相關的實驗,分別分析討論了FeCl_3淋洗對農(nóng)田土壤中的重金屬離子的去除效用和對土壤環(huán)境的影響,FeCl_3淋洗結合多種鈍化修復材料對土壤質量的改善情況以及對重金屬離子活性的影響,本研究得出的結論如下:(1)FeCl_3淋洗能有效去除農(nóng)田土壤中的重金屬離子。對土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的淋洗結果顯示,FeCl_3對Cd的去除率最好(62.9%)、對Pb的去除次之(52.1%)、對Cu的去除最差(16.7%)。FeCl_3淋洗雖然可以去除大部分弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)的重金屬(Cd、Pb、Cu和Zn),但是對可氧化態(tài)和殘渣態(tài)重金屬的去除能力有限,這制約了FeCl_3整體淋洗效果。FeCl_3淋洗后土壤的基本理化性質變化較大:土壤pH下降了1.55,土壤CEC降低了26.4%,土壤可溶性有機物增長了88.9%。因此,FeCl_3淋洗會對土壤生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的破壞,并有促進土壤有機物流失和土壤侵蝕,降低土壤質量和肥力的風險。(2)FeCl_3淋洗聯(lián)合石灰鈍化可以改善土壤質量,修復FeCl_3淋洗對土壤質量的影響。聯(lián)合石灰鈍化修復后土壤pH由3.69上升至7.52,土壤陽離子交換量(CEC)從15.83 cmol/kg增加到27.66 cmol/kg,增加了75%。同時,聯(lián)合鈍化后土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性與單獨淋洗土壤相比有了大幅的上升,分別增加了52%,64%和45%。相關性分析表明升高土壤pH和添加營養(yǎng)物質可以有效緩解FeCl_3淋洗對土壤質量的影響。FeCl_3淋洗聯(lián)合生物炭或炭黑的效果比石灰的效果稍差,但是也可以在一定程度上增加土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性。(3)FeCl_3淋洗結合石灰鈍化聯(lián)合修復可降低土壤中重金屬離子的活性。弱酸提取態(tài)的Cd、Pb、Zn和Cu百分含量有所減少,分別降低36.5%,70.91%,53.3%和73.6%;可還原態(tài)的重金屬、可氧化態(tài)和殘渣態(tài)重金百分含量有相應的增加,但不同重金屬的增量的分布不同。FeCl_3淋洗聯(lián)合生物炭鈍化修復會受土壤酸度的影響,土壤中Cd、Pb和Zn的活性有增強的趨勢,但是淋洗聯(lián)合生物炭鈍化修復可以降低土壤中的Cu的活性。FeCl_3淋洗聯(lián)合炭黑鈍化修復會活化土壤重金屬離子(Cd、Pb、Zn和Cu)。綜上所述,土壤淋洗聯(lián)合石灰鈍化技術可以有效減輕重金屬離子對土壤的危害。同時,與單獨淋洗土壤相比,土壤淋洗和鈍化技術相結合有利于改善土壤微生物的生存環(huán)境,增強土壤酶活性。因此,土壤化學淋洗和鈍化技術適用于修復多種重金屬污染的農(nóng)田土壤。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X53
【圖文】：

圖 1.1 土壤重金屬形態(tài) Tessier 和 BCR 連續(xù)提取法步驟alysis steps of Tessier and BCR methods for determining heavy distribution in soil金屬污染對土壤生態(tài)系統(tǒng)的的危害極大，公眾對重金，有關其修復技術的研究也備受注目。目前，重金屬：一種是通過添加鈍化穩(wěn)定劑以降低土壤中生物有效接去除土壤中的重金屬[33]。涉及兩種修復原理的方法鈍化技術、生物修復技術以及電化學技術。電化學技修復成本也高，在具體實踐中的應用有限。生物修復淋洗修復、電化學修復和鈍化修復是一種綠色環(huán)保的屬速度緩慢，一般植物修復重金屬污染土壤的修復周期般用于礦山重金屬污染修復。因此，本文僅就化學淋研究和討論。

碩士學位論文（1）設定多組淋洗劑（FeCl3）濃度和淋洗劑-土壤的液固比例，探討本實Cl3的最佳淋洗條件，并分析在此條件下淋洗去除土壤重金屬的反應機制和淋土壤質量的變化情況。（2）采用比較研究法，對比 FeCl3淋洗分別聯(lián)合石灰、生物炭和黑炭鈍化后，土壤基本理化參數(shù)和土壤酶活性的變化情況，探索 FeCl3淋洗聯(lián)合不同材料修復土壤的效應。（3）分析 FeCl3淋洗分別聯(lián)合石灰、生物炭和黑炭鈍化修復后，對土壤重離子的鈍化效果，并利用 Pearson 相關性分析討論 FeCl3淋洗聯(lián)合不同鈍化材定土壤重金屬的影響因素。.4.3 技術路線

2.1 研究區(qū)概況本實驗所用土壤采自湖南省株洲市郊區(qū)的水稻田（28°09′35″N, E1113°40 ,112°52′37.05″E），如圖2.1。株洲市位于長江中下游，氣候濕潤。該地處于亞熱帶，夏季多為正南風，冬季受來自西伯利亞的寒風影響，吹西北風，季風特征明顯。夏季普遍高溫，最高平均氣溫為29.68°C；冬季較溫暖，最低平均氣溫為5.26°C。年均降雨量為 1471 mm，春夏季降雨相對較多，降雨pH在4.0-4.5之間。株洲市是新中國成立后首批建設的八個工業(yè)城市之一，是中國老工業(yè)基地。實驗采樣土壤是典型的紅壤，由第四世紀紅黏土壤和近代沖擊平原沉積物發(fā)育而來[70]。采樣點周邊有一大型冶金廠（以鉛和鋅為主）

【參考文獻】

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本文編號：2761661