巰基乙酸對礦區(qū)污染土壤中Pb的洗脫研究.pdf

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