矿山重金属污染土壤化学修复技术研究.doc

矿山重金属污染土壤化学修复技术研究
摘要: 我国有大面积的土壤受到了重金属的污染,并因此造成了巨大的生态和经济损失,对人们的健康构成了威胁。土壤重金属污染的治理或修复刻不容缓。在国外,上壤化学萃取(清洗)修复和改良修复的研究已经取得了长足的发展,但国内的研究含还于起步的阶段。在国内外相关研究的基础上,文章以湖南省三大矿区湘潭锰矿、衡阳车江铜矿和永州铜矿山污染土壤为对象,研究了化学萃取(清洗)修复和化学改良修复两大化学修复技术,在重金属污染土壤修复方面的运用。研究结果表明,化学萃取技术通过物理分离和化学萃取的方法能够显著降低土壤重金属污染程度。实验中,污染土样中几种重金属的最大去除率分别达到:%Pb, %Cd, %Cu, %%Mn。通过工艺的优化设计有望进一步提高重金属的去除效率。实验通过成批实验和正交实验对化学萃取重金属去除效率的影响因素进行了分析。结果表明,无论是土壤的理化性质包括土壤质地、土壤pH值和土壤有机质含量,还是萃取工艺参数的选择包括萃取剂种类、萃取剂浓度、萃取时间和液固比,或者重金属性质包括重金属种类和重金属在土壤中存在形态,都对重金属的去除效率有比较大的影响。EDTA在实验中是一种高效的萃取剂,对几种重金属的最大去除率分别达到:%Pb,%Cd, %Cu, %%Mn,但是由于价格昂贵和对土壤的破坏性,一般不用于农用土壤的修复。柠檬酸对土壤中的Pb, Cd, Mn的萃取能力强,对3种重金属的最大去除率分别达到:%Pb, %Cd, %Mn,而且价格便宜,可以考虑用于湘潭锰矿污染土壤的修复。乙二酸对土壤中的Cu,Zn萃取能力强,对2种重金属的最大去除率分别达到:%Cu, %Zn,但对Pb, Cd的萃取能力表现欠佳,可以用于单一Cu或Zn污染土壤的化学萃取修复。实验中,粘土比砂土中的重金属更难于被萃取出来,粘土含量高的土壤不适合用化学萃取技术来修复。土壤中的腐殖酸对重金属的活性有一定的影响,从而影响到重金属的可萃出性。另外,研究表明生物表面活性剂可以考虑作为一种添加剂来提高普通萃取剂对土壤重金属的萃取能力。化学萃取技术由于它的高效J性和高成本可以考虑用于重金属污染严重、急性毒性大的区域,或者生物修复难以进行的区域的土壤的修复。实验研究了腐殖酸对永州铜矿山和衡阳车江铜矿中重金属存在形态的影响。结果表明腐殖酸对土壤中Pb和Cd的形态分布受腐殖酸的影响比较大,腐殖酸的添加有望降低土壤中Pb和Cd的生物活性成分的含量,Cu和Zn受腐殖酸的影响比较小,形态分布变化并无规律性。腐殖酸促进了尾矿渣中重金属向土壤颗粒中的富集,提高了土壤颗粒的综合污程度。在土壤中重金属形态的变化受其它因素的影响小的情况下下,腐殖酸有望降低污染土壤的急性毒害毒害作用。结果证明有机物对矿山重金属污染土壤的改良效果取决于土壤本身的理化性质,尾矿区施加有机质改良要实验并分析其风险性。化学改良技术由于廉价、运用简单,可以考虑用于受轻度重金属污染农田或耕地的修复。
关键词:尾矿:土壤;重金属;萃取:改良:化学修复;效果
Abstract: It is estimated that thousands of sites in our country have been polluted with heavy metals. It results in huge losing on ecosystem and economy, and threatens health of
the people. It is no time to delay dealing with and remedying the contaminated soils. In Europe and America, there are quiet great progresses in the research of soil washing and soil amending remediation technology. In our country, researches on these technologies are just on beginning. Basing on the research ago, choosing soil samples from three sites including Xiangtan manganese mine, Chejiang copper mine and Yongzhou copper mine, we investigated the application of so