復合礦化穩(wěn)定劑對砷污染土壤穩(wěn)定效果及機理的研究.pdf

1、本課題以人工砷污染土壤為研究對象，選用含鐵材料、含鋁材料、含錳材料、含硫材料、堿性材料、粘土礦物、有機質等穩(wěn)定藥劑對砷污染土壤進行穩(wěn)定化處理，篩選出效果較優(yōu)的幾種穩(wěn)定藥劑，再進行復配實驗，確定最佳配比;然后對土壤含水量、土壤pH、競爭性離子、反應時間、污染初始濃度等穩(wěn)定效果影響因素進行研究;接著運用生物有效性、浸出毒性、賦存形態(tài)及物相分析等方法，闡述添加穩(wěn)定藥劑處理后砷的遷移性、毒性、賦存形態(tài)及物相成分;最后，對穩(wěn)定處理后的砷污染土壤進

2、行模擬酸雨淋溶實驗，為實際應用提供理論依據。實驗結果表明:
　　(1)穩(wěn)定藥劑的篩選與組配實驗結果表明:砷污染土壤的最佳穩(wěn)定藥劑種類及配比為:主要穩(wěn)定藥劑FeS，投加量為Fe/As=15∶1;pH調節(jié)劑電石渣，投加量為0.5％;土壤改良劑菌渣，投加量為6％;穩(wěn)定處理后土壤砷的穩(wěn)定效率達到90.53％，砷的浸出濃度為2.09 mg·L-1，低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》GB5085.3-2007標準值5 mg·L-1。

3、　　(2)土壤砷穩(wěn)定效果影響因素實驗結果表明:
　?、偻寥篮室?0％為宜，含水率太低，影響土壤和藥劑之間的充分反應;含水率太高，砷的毒性和移動性加強，修復成本提高。
　?、谕寥纏H偏酸性和中性有利于砷的穩(wěn)定，堿性則有利于砷的溶出，其中pH在2.20～9.85時土壤砷的穩(wěn)定效率變化不大，pH=6左右時砷的穩(wěn)定效果最好，pH在9.85～12.01時土壤砷的穩(wěn)定效率明顯降低。
　?、鄹偁幮躁庪x子對土壤砷穩(wěn)定效率的抑制作用

4、表現為PO43-＞＞SO42-≈NO3-＞Cl-，其中PO43-的加入會明顯降低土壤砷的穩(wěn)定效率，SO42-和NO3-對砷的穩(wěn)定效果有輕微的抑制作用，Cl-對砷穩(wěn)定效率的影響很小。
　?、茈S著反應時間的加長，土壤砷的穩(wěn)定效率呈現先上升后平緩的趨勢，反應時間15天時，砷的穩(wěn)定效率為升至93.28％，持續(xù)增加反應時間至120天，砷的穩(wěn)定效率變化不大。
　?、萃寥郎榈姆€(wěn)定效率隨著砷污染濃度的升高而降低，當砷污染濃度分別506 mg

5、·kg-1和833 mg·kg-1時，砷的穩(wěn)定效率分別為92.36％和90.53％，對砷的穩(wěn)定處理效果良好;當砷污染濃度分別為2951 mg·kg-1、5290 mg·kg-1時，砷的穩(wěn)定效率分別為55.57％和47.54％，對砷的穩(wěn)定處理能力有限。
　　(3)生物有效性分析結果表明:利用化學提取法和生理原理提取法浸提污染土壤，3組處理土壤的有效態(tài)砷和有機體內砷的可給量高低順序為污染原土＞去離子水＞＞穩(wěn)定藥劑，穩(wěn)定處理能夠明顯降低

6、土壤中砷的生物有效性，大幅度降低土壤有效態(tài)砷和有機體內砷的可給量。
　　(4)浸出毒性分析結果表明:利用國標法(HJ/T299-2007)和TCLP法浸提污染土壤，3組處理土壤砷的浸出濃度高低順序為污染原土＞去離子水＞＞穩(wěn)定藥劑，穩(wěn)定處理能夠顯著穩(wěn)定和吸持土壤中的砷，大幅度降低砷的毒性浸出濃度。
　　(5)賦存形態(tài)分析結果表明:穩(wěn)定處理后的污染土壤中易溶態(tài)砷含量降低18.61％，鐵型砷升高10.36％，鈣型砷升高5.81％，

7、穩(wěn)定處理能有效將土壤中易溶態(tài)砷轉化為鐵型砷和鈣型砷。
　　(6)物相分析結果表明:穩(wěn)定處理后的污染土壤新增了CaAl2Si2O8·4H2O(斜方鈣沸石)、Ca3Fe4+3(AsO4)4(OH)8·3H2O(菱砷鐵礦)、Fe2(AsO4)(SO4)OH·5H2O(砷鐵礬礦)、(Al，Fe+3)3AsO4(OH)8·5H2O(砷鐵鋁礦)四種礦物，穩(wěn)定處理能促使土壤中的砷向礦物態(tài)砷轉化。
　　(7)模擬酸雨實驗表明:
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