含鐵礦物還原特性及強化土壤修復(fù)研究.pdf

1、土壤是地球物質(zhì)能量的接納體同時也是很多污染物的聚集體，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國土壤環(huán)境急劇惡化。丑前雖然國內(nèi)外形成了許多控制土壤污染的方法，但由于各種方法自身的缺陷土壤污染問題仍亟待解決。土壤中存在的含鐵礦物具有凈化土壤污染物的能力，充分發(fā)揮土壤中含鐵礦物的反應(yīng)活性，增強對污染物的還原轉(zhuǎn)化能力，對于實現(xiàn)土壤修復(fù)具有重要意義． 本論文從探究土壤還原能力入手，分析土壤中主要還原性物質(zhì)的成分及其對土壤還原能力的影響，重點分析了土壤中可能

2、存在的還原活性很強的含鐵礦物——的還原能力，通過各種研究手段揭示了土壤和綠銹對Cr(VI)和鄰氯硝基苯（CNB)的還原特性．在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了強化土壤還原能力的有效方法和途徑。 首先分別考察了潮土和水稻土物理化學(xué)性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上分析了自然土壤對cr(VI)和鄰氯硝基苯(CNS)的還原特性。發(fā)現(xiàn)潮土的游離態(tài)氧化鐵、無定形態(tài)氧化鐵和有機質(zhì)含量都明顯低于水稻土．土壤中還原性有機物和含鐵礦物的含量及其存在狀態(tài)對土壤的還原能力起決定

3、作用，所以cr(VI)表征潮土的還原能力僅為水稻土的65.9％．天然土壤對鄰氯硝基苯(CNB)的還原能力很弱，但加入還原性含鐵礦物后能明顯提高土壤還原CNB的能力。 綠銹是土壤中很可能存在的含鐵礦物，參考文獻(xiàn)資料并經(jīng)過實驗研究總結(jié)出制備硫酸鹽綠銹(GRs04)和碳酸鹽綠銹(GRc03)的方法．在此基礎(chǔ)上研究了實驗中制備的兩種類型的綠銹對Cr(VI)和CNB的還原特性．經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，GRsO4和GRc03對Cr(Ⅵ)的還原能力分

4、別為1093.1和873.7gmol/g，GRs04和GRc03對CNB的還原能力分別為81.2和30.3umol/g．兩種類型綠銹的組成結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致GRso4的還原能力明顯大于GRco3. 研究了pH值對土壤和綠銹還原能力的影響．Cr(VI)的還原過程要大量消耗質(zhì)子，低pH值有利于Cr(VI)的還原，所以隨著pH值的升高(pH=3～9)土壤的還原能力逐漸降低．pH值升高綠銹的氧化還原電位降低，而且Fe(II)形成吸附態(tài)和絡(luò)合

5、態(tài)復(fù)雜礦物，還原能力增強，所以隨著p8值(pH=8—lO)的升高，綠銹對CNB的還原去除率明顯升高，同時其還原產(chǎn)物之一鄰氯苯胺的生成量也大幅增加。 土壤和綠銹降解cr(vI)的產(chǎn)物主要是cr3+，并且隨著反應(yīng)液pn值的變化可能存在Cr(OH)2+和Cr(oH)+．綠銹還原CNB的反應(yīng)過程中檢測出鄰氯苯胺(cAN)、鄰氯氧化偶氮苯、鄰氯偶氮苯，但產(chǎn)物中檢測不出氯離子。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料推測出了綠銹還原降解CN]B的途徑．綠銹

6、氧化產(chǎn)物主要為Fe(S04)(OFF)·6H20，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eOOH等許多鐵的氧化物氫氧化物和水合物的混合體，最終經(jīng)過較長時間的老化過程可形成大量的磁鐵礦、針鐵礦等含鐵礦物。 研究了強化土壤還原能力的方法。分別向土壤中加入綠銹、硫酸亞鐵(Fe2+)、硫酸渣、磁鐵礦或鐵刨花對強化土壤還原Cr(VI)和CNB的能力都有促進(jìn)作用．在還原Cr(VI)的實驗中，F(xiàn)e2+和綠銹的效果最明顯。在還原CNB的實驗中，鐵刨花和綠銹的效果最明