木质素磺酸钾对Pb、Cu污染土壤的化学淋洗修复研究

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当前,我国土壤环境总体状况堪忧,部分地区污染较为严重,已成为全面建成小康社会的突出短板之一。2016年5月28日,国务院制定实施的《土壤污染防治行动》(简称《土十条》)中将土壤污染治理与修复作为“十三五”期间的重点工作,采用化学方法淋洗重金属污染土壤被认为是一项高效治理土壤重金属污染的技术,该法主要受土壤性质、污染物类型、淋洗剂的种类和运行方式等因素影响,其中淋洗剂的选择至关重要。  木质素是来源于植物纤维原料的天然高分子化合物,对土壤和植物无毒害、可降解,且在自身的降解过程中就能提高土壤的肥力,使其可作为土壤调理剂、螯合肥料等应用于农业领域。本文基于木质素对金属离子的络合作用,以Pb、Cu为代表,研究木质素磺酸钾对污染土壤中Pb、Cu的DTPA浸提浓度的影响,通过振荡淋洗实验和土柱淋洗实验考察其对Pb、Cu污染土壤的修复效果,同时比较分析了淋洗前后土壤性质及养分流失情况,综合评价其作为淋洗剂的可行性。研究结果表明:  (1)污染土壤中施入木质素磺酸钾可以改善酸性土壤的pH值、显著提高土壤的有机质含量,增加污染土壤中Pb、Cu的DTPA浸出浓度,可作为植物修复的辅助手段。  (2)采用振荡淋洗实验考查了木质素磺酸钾作为淋洗剂对污染土壤中Pb、Cu淋洗效果的影响。当淋洗液浓度为8%、淋洗时间为6h、pH为5.24、累积淋洗4次时可达到较好的淋洗效果:矿区土壤、单一污染土壤和复合污染土壤中Pb的淋洗率分别为37.86%、62.36%和60.57%;Cu的淋洗率分别55.02%、76.06%和73.42%。  (3)土柱淋洗实验表明,木质素磺酸钾对Pb、Cu的淋洗率均随着淋洗液体积的增加而增加,当土液比为1:6时,木质素磺酸钾对矿区土壤、单一污染土壤和复合污染土壤中Pb、Cu的淋洗率分别为20.31%、22.05%、36.46%,22.76%、28.99%、39.74%。  (4)淋洗前后对污染土壤中Pb、Cu形态分析表明:木质素磺酸钾使得Pb、Cu在土壤中潜在危害最大、对植物产生毒害最强的酸溶态和还原态比例减少,环境风险小、较稳定的残渣态比例增加;木质素磺酸钾淋洗后不会造成土壤养分的损失,且土壤有机质提高、酸性土壤的pH值有所改善,CEC略有下降。  (5)与人工螯合剂EDTA等相比较,木质素磺酸钾来源广泛、成本低廉,且无生物毒害,淋洗液可参照木质素碱回收工艺采用浓缩燃烧的方法去除,不会造成二次污染,在重金属土壤淋洗修复领域有一定的应用前景。
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