胡敏素對土壤中Cu、Pb的鈍化作用研究.pdf

1、在我國工業(yè)快速發(fā)展的背景下，重金屬的污染問題已成為一個迫切需要面對和解決的環(huán)境問題。土壤重金屬污染具有隱蔽性、不可降解性、生物積累性等特點，并且治理難度大、成本高。積累在土壤中的重金屬不僅可以影響土壤微生物的數(shù)量及種群結(jié)構(gòu)，還可以通過食物鏈在各營養(yǎng)級生物體內(nèi)流動、富集，最終會進入人類體內(nèi)，由此將嚴重威脅人類生命健康。原位鈍化技術(shù)是指通過向土壤中施加一些有機或無機的化學物質(zhì)，改變土壤理化性質(zhì)，或使加入的化學物質(zhì)與土壤中的重金屬發(fā)生物理化學

2、反應(yīng)，從而改變重金屬在土壤中的賦存形態(tài)，降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性和迀移性。與其他修復(fù)技術(shù)相比，該方法具有修復(fù)效果好、修復(fù)周期短、成本低廉、操作簡單等特點。
　　本文采用 Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化實驗設(shè)計對胡敏素吸附去除水中 Cu2+、Pb2+的過程進行了優(yōu)化，設(shè)定吸附時間、吸附劑用量、pH、溫度和 Cu2+或 Pb2+初始濃度為5個影響因素，對胡敏素吸附 Cu2+、Pb2+的綜合影響進行了研究，建立了二次多項式模型；

3、同時用毒性淋溶提取(TCLP)法評價了胡敏素和磷酸二氫鉀聯(lián)合作用下對 Cu、Pb污染土壤的鈍化效果，通過 BCR三步連續(xù)提取法研究了胡敏素和磷酸二氫鉀施用后土壤中不同形態(tài)Cu、Pb的動態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明：
　?。?）Box-Behnken實驗設(shè)計研究結(jié)果表明，胡敏素吸附 Cu2+過程中，胡敏素用量、pH值、Cu2+初始濃度、二次項中的 pH和溫度、交互項中的吸附時間和吸附劑用量的交互作用是對吸附率有顯著影響的因素。胡敏素吸附 P

4、b2+過程中，胡敏素用量、pH值、溫度、Pb2+初始濃度、二次項中的 pH、交互項中的 pH和溫度的交互作用是對吸附率有顯著影響的因素。
　?。?）響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明，吸附時間110 min、投加量2.4 g·L-1、pH=5.4、溫度25℃、Cu2+初始濃度208 mg·L-1時，Cu2+吸附率較高，可達80.78％。吸附模型符合 Langmuir等溫吸附方程，最大吸附量為88.97 mg·g-1。吸附時間85 min、投加量1

5、.2 g·L-1、pH=4.7、溫度44.5℃、Pb2+初始濃度202 mg·L-1時，胡敏素對Pb2+的吸附率最高，可達92.59%。吸附模型符合 Langmuir等溫吸附方程，65℃時Langmuir方程對應(yīng)的最大吸附量為170.28 mg·g-1。胡敏素對Cu2+、Pb2+吸附效果顯著，可作為新型離子吸附劑的良好材料。胡敏素分子疏松多孔，易于進行物理吸附。胡敏素表面的羥基、氨基、羰基、羧基和芳烴中的 C=C鍵等與能與 Cu2+、P

6、b2+發(fā)生配位絡(luò)合作用，同時 Cu2+、Pb2+和胡敏素表面的 Na、Ca、Mg等離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，從而發(fā)生化學吸附。
　?。?）土壤添加胡敏素和磷酸二氫鉀培養(yǎng)150 d期間，單獨胡敏素處理的土壤pH值呈現(xiàn)增加趨勢；單獨磷酸二氫鉀處理與胡敏素和磷酸二氫鉀配施的土壤 pH值先增加至最大值而后緩慢降低趨于穩(wěn)定，但均高于對照。各鈍化劑的施用均顯著降低了土壤 TCLP提取態(tài)和酸提取態(tài) Cu、Pb含量，可氧化態(tài)、可還原態(tài)和殘渣態(tài)Cu、P