鎘污染灌溉水快速凈化技術(shù)研究.pdf

1、鎘（Cd）的生物毒性極強(qiáng)，近年來(lái)我國(guó)Cd污染農(nóng)田面積不斷增加。灌溉水中過(guò)量Cd是稻田土壤Cd最重要輸入項(xiàng)之一，大定額長(zhǎng)期灌溉已造成土壤Cd累積，并對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及農(nóng)產(chǎn)品安全構(gòu)成危害。因此，篩選和研制新型高效Cd凈化材料、研究和設(shè)計(jì)低成本灌溉水中Cd源頭快速消減技術(shù)意義重大。本文在充分查閱近年來(lái)國(guó)內(nèi)外凈化Cd材料及技術(shù)文獻(xiàn)和專(zhuān)利基礎(chǔ)上，通過(guò)一系列試驗(yàn)優(yōu)選材料、設(shè)計(jì)工藝參數(shù)和材料配方，創(chuàng)制污染灌溉水Cd源頭快速消減裝置，并對(duì)工藝成本、凈化效

2、果等效益評(píng)價(jià)。此外，對(duì)一些材料進(jìn)行巰基改性，對(duì)材料Cd平衡和動(dòng)態(tài)吸附性能進(jìn)行表征并篩選高效Cd吸附新材料。本研究旨在為農(nóng)用灌溉水Cd源頭管控提供解決方案，為中輕度Cd污染土壤修復(fù)提供技術(shù)指導(dǎo)。研究結(jié)果及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.優(yōu)選了四種灌溉水Cd入田前快速凈化材料：石灰石、沸石、赤泥粒和油菜秸稈，比較了四種單質(zhì)材料凈化水中Cd的效果以及復(fù)合材料凈化效果，四種單質(zhì)材料對(duì)Cd平衡吸附容量表現(xiàn)為石灰石＞沸石＞赤泥粒＞油菜秸稈。
　　

3、2.探明了溶液離子強(qiáng)度對(duì)凈化過(guò)程的影響。石灰石、沸石和赤泥粒對(duì)Cd吸附受溶液離子強(qiáng)度影響較大，且隨平衡液Cd濃度增加影響也擴(kuò)大，離子強(qiáng)度對(duì)赤泥粒影響相對(duì)較小，而油菜秸稈幾乎不受離子強(qiáng)度影響。油菜秸稈Cd吸附容量較低，動(dòng)態(tài)凈化效率隨凈化時(shí)間衰減明顯。
　　3.研究了材料Cd凈化過(guò)程中pH的變化。四類(lèi)材料均對(duì)平衡溶液pH有提升效果，表現(xiàn)為赤泥粒＞石灰石≈沸石＞油菜秸稈。赤泥粒平均提升平衡溶液pH4.7個(gè)單位，石灰石、沸石和油菜秸稈對(duì)溶

4、液pH影響顯著弱于赤泥粒，分別平均提升pH1.40、1.30和0.86個(gè)單位。
　　4.創(chuàng)制了一套成本低廉、環(huán)保安全、簡(jiǎn)便易操作，可用于田間處理Cd污染灌溉水的快速凈化裝置，材料一次裝填可凈化Cd24.8~39.7 g，凈化439.4~702.2 m3灌溉水，滿(mǎn)足1.8~2.8畝單季稻田Cd凈化需求（灌溉水Cd含量≤60 ug.L-1，Cd凈化終點(diǎn)≤10 ug.L-1，灌水定額3750 m3.ha-1）。可實(shí)現(xiàn)灌溉水中Cd入田前快

5、速消減，為一類(lèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯、有較大推廣價(jià)值的農(nóng)田實(shí)用技術(shù)。
　　5.研制了高效凈化Cd污染水新材料—A-PM和T-PM，材料的-SH含量分別達(dá)了5.71 mg.g-1和47.10 mg.g-1。模擬灌溉水組分，兩類(lèi)材料Cd平衡吸附容量（Mv）分別為T(mén)-PM1678.0 g.m-1＞A-PM1031.9 g.m-1；材料Cd動(dòng)態(tài)吸附容量N0分別為T(mén)-PM3310.8 g.m-1＞A-PM2097.0 g.m-1。兩類(lèi)蛋白類(lèi)材料對(duì)吸附