纳米羟基磷灰石、核桃壳与花生壳修复Cd、Pb污染土壤的效果评价

论文摘要

本研究以新型材料纳米羟基磷灰石（n-HAP）、农林废弃物核桃壳与花生壳为修复材料,采用人工模拟污染土壤的方法,借助Tessier五步提取法分析土壤中镉、铅的形态,试验研究了n-HAP、核桃壳与花生壳对不同程度镉、铅污染土壤的修复效果,研究结论如下:1、青岛市郊上王埠村附近的农田土已经受到Cd、Pb污染,污染状况较重。n-HAP对镉污染土壤的钝化效果比较好,n-HAP的投加比例为5%时,对Cd污染土壤的修复效果最好,Cd的有效态下降比率达到了49%;n-HAP对土壤中有效态铅的钝化效果比较明显,无论是Pb中度污染还是重度污染,n-HAP对有效态铅的降低率都达到了90%的水平,并且随着平衡时间的增加,Pb有效态含量呈下降趋势。2、n-HAP对铅和镉的修复机理不同,对Cd的修复机理主要是以表面配位、离子交换或生成非晶体物质机理为主。而对Pb的修复机理主要是溶解—沉淀机制实现。n-HAP对铅污染土壤的修复效果要好于镉污染的。3、核桃壳粉与花生壳粉对土壤Cd、Pb污染均具有一定的修复效果。在模拟的污染水平下,Cd的有效态下降范围为10%的水平,Pb的范围为10%-20%的水平;对于Cd、Pb污染修复效果最佳的核桃壳粉投加比例为5%。4、核桃壳粉与花生壳粉对这两种重金属的修复机理相同,随着铅浓度的增加,Cd的修复效果受到了很大的抑制。而随着Cd浓度的增加,对铅修复效果影响很小,这主要是因为金属离子的竞争吸附能力Pb>Cd。5、核桃壳粉与花生壳粉对轻度铅污染的土壤修复效果比较理想,可以考虑在耕作时随化肥拌入对土壤进行修复,但由于其本身吸附容量有限,对于严重镉、铅污染的土壤并不适用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 土壤重金属污染概况
• 1.2 Cd 污染来源和Cd 的危害
• 1.3 Pb 污染来源和Pb 的危害
• 1.4 我国土壤重金属污染现状
• 1.5 土壤重金属形态及生物有效性
• 1.5.1 土壤重金属的形态分析方法
• 1.5.2 土壤重金属的生物有效性评价方法
• 1.6 土壤重金属污染的修复方法
• 1.6.1 物理工程措施
• 1.6.2 化学工程措施
• 1.6.3 生物修复技术
• 1.7 研究的目的及意义
• 1.8 技术路线
• 2 三种材料的性质及其利用现状
• 2.1 n-HAP 的性质及研究现状
• 2.1.1 n-HAP 的特性
• 2.1.2 含磷矿物在污染治理中的应用
• 2.2 核桃壳的性质及研究现状
• 2.2.1 核桃壳的成分
• 2.2.2 核桃壳的综合利用
• 2.3 花生壳的性质及研究现状
• 2.3.1 花生壳的成分
• 2.3.2 花生壳的应用
• 3 实验部分
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方案设计
• 3.2.1 浓度设定依据
• 3.2.2 污染物浓度梯度设置
• 3.2.3 平衡修复设计
• 3.3 实验试剂与仪器
• 3.4 重金属形态提取方法与步骤
• 3.4.1 提取剂的配制
• 3.4.2 Tessier 法提取步骤
• 4 实验结果与讨论
• 4.1 n-HAP 对Cd、Pb 污染土壤的修复效果评价
• 4.1.1 n-HAP 对背景土壤Cd、Pb 形态的影响
• 4.1.2 n-HAP 对人工模拟污染土壤中Cd 形态的影响
• 4.1.3 n-HAP 对人工模拟污染土壤中Pb 形态的影响
• 4.1.4 小结
• 4.2 核桃壳粉对Cd、Pb 污染土壤的修复效果评价
• 4.2.1 核桃壳粉对背景土壤Cd、Pb 形态的影响
• 4.2.2 核桃壳粉对人工模拟污染土壤中Cd 形态的影响
• 4.2.3 核桃壳粉对人工模拟污染土壤中Pb 形态的影响
• 4.2.4 小结
• 4.3 花生壳粉对Cd、Pb 污染土壤的修复效果评价
• 4.3.1 花生壳粉对背景土壤Cd、Pb 形态的影响
• 4.3.2 花生壳粉对人工模拟污染土壤中Cd 形态的影响
• 4.3.3 花生壳粉对人工模拟污染土壤中Pb 形态的影响
• 4.3.4 小结
• 5 三种材料修复 Cd、Pb 污染土壤的成本效益分析
• 5.1 n-HAP 用于工程修复的成本分析
• 5.2 花生壳与核桃壳用于工程修复的成本分析
• 6　结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新与不足
• 6.2.1 创新
• 6.2.2 不足之处
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录