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文檔簡介
1、本論文以巰基乙酸作為新型土壤洗脫劑,研究其對郴州某礦區(qū)污染土壤中Pb的洗脫效果及洗脫修復的影響因素。以巰基乙酸和硝酸鉛為原料,在堿性條件下制備水溶性鉛配合物,通過溶解性實驗、元素分析儀、紅外光譜儀、紫外可見光譜儀、熱重分析儀及電化學測試儀研究該配合物的基本理化性質,并對配合物溶液的穩(wěn)定性進行檢測,確定最佳制備工藝條件,為巰基乙酸對污染土壤中Pb的洗脫修復提供理論基礎。分析供試土壤的基本性質,通過BCR形態(tài)分析法考察土壤中Pb的賦存形態(tài)。
2、采用批處理法,系統(tǒng)的研究巰基乙酸在不同pH值、振蕩時間、濃度、液固比、溫度和洗脫次數的條件下對土壤中Pb的洗脫效果,通過正交試驗,確定實驗室振蕩洗脫修復的最佳工藝條件,并比較在最佳工藝條件下洗脫前后土壤中Pb的形態(tài)變化。主要研究結果如下:
(1)配合物的分子式為Pb(SCH2COOK)2,難溶于有機溶劑和酸,易溶于水。鉛和巰基乙酸的巰基之間形成了強有力的配位鍵,產物的特征吸收波長為276nm。該物質在常溫下穩(wěn)定,熱分解溫度約為
3、170℃,配合物溶液在低濃度、室溫條件下的耐氧化還原穩(wěn)定性較好。鉛配合物溶液的穩(wěn)定性一般,受空氣、存放時間及溫度的影響,溶液應密閉避光保存,存放時間不宜過長,存放溫度不超過55℃。鉛-巰基乙酸鉀的最佳制備工藝條件為:巰基乙酸硝酸鉛反應配比為3∶1,反應溫度為30℃,反應時間為120min。
(2)郴州柿竹園礦區(qū)附近旱地土壤中Pb含量為3497.3mg·kg-1,遠遠超出了《國家土壤環(huán)境質量標準》(GB156182-1995)三
4、級標準限值(Pb≤500)。土壤呈中性偏酸性,肥力中等,屬于砂質粉壤土。土壤中Pb主要以鐵錳氧化物結合態(tài)和殘渣態(tài)存在,有機結合態(tài)Pb的含量也較高,碳酸鹽結合態(tài)Pb的含量相對較少。
(3)在洗脫實驗中,隨著巰基乙酸pH值的升高,Pb的去除率呈現先增加后保持穩(wěn)定的變化趨勢;隨著振蕩時間的延長,土壤中Pb的去除率先迅速增加后保持平穩(wěn),振蕩時間為4h時,Pb的去除率達到74.53%,繼續(xù)延長時間,去除率變化幅度不大;Pb的去除率隨著巰
5、基乙酸濃度的增加而顯著增加,最高去除率可達78.82%;洗脫液固比從5增加到10,Pb的去除率從24.06%迅速增加到72.61%,在液固比為10~25的范圍內,去除率增加幅度不明顯,液固比大于25,去除率出現小幅度下降;隨著洗脫溫度的升高,土壤中Pb的去除率表現為先增加后緩慢下降的趨勢;增加洗脫次數對Pb去除率的影響較小。
(4)由正交試驗得出振蕩洗脫法的最佳工藝條件為:巰基乙酸濃度為0.50mol/L,液固比為12,溫度為
6、30℃,洗脫次數為1次,洗脫液pH為10,洗脫時間為4h。最佳洗脫工藝條件下,污染土壤中碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)、有機結合態(tài)和殘渣態(tài)Pb含量分別下降了98.97%、99.08%、98.90%和23.42%。
本研究制備了一種水溶性鉛配合物,理化性質較穩(wěn)定,初步證實了巰基乙酸作為土壤洗脫劑的可行性,豐富了水溶性鉛化合物的種類和化學洗脫修復體系,為巰基乙酸對土壤中Pb的去除提供了強有力的理論基礎。研究區(qū)域土壤Pb污染嚴重,土
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