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农田土壤重金属污染钝化修复方法包含

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浏览:- 发布日期:2019-11-08 13:54:32【

使用的钝化剂材料主要包括:

(1)粘土矿物,如海泡石、蒙脱土、膨润土、凹土、高岭土等;它们较大的比表面积决定了其良好的吸附性能,可通过吸附、离子交换、配位反应和共沉淀等反应钝化重金属。

凹凸棒石也称坡缕石,对Cd、Pb和Cu污染土壤具有良好的修复效果。其对Zn的钝化以吸附和表面络合为主,对Cd以碳酸盐、氢氧化物或表面络合的形式固定。

蒙脱土掺入沉积物后可固定Zn,但不能提高Cu的稳定性。0.5%膨润土可明显降低Pb、Zn和Cd的水溶性。Zhang等发现蒙脱石对Cu吸附量可达3741mg/kg,按2%施入土壤可降低对蚯蚓60%的重金属毒性。

海泡石有较好的重金属吸附能力,能降低水稻土中可交换态Cd并增加碳酸盐结合态和残渣态,使Cd以碳酸盐、氢氧化物或者表面络合的形式被固定。添加0.5%~5%的海泡石可降低菠菜对Cd吸收量的28.0%~72.1%,当5%海泡石加入土壤,酶活性和微生物量也得以恢复。海泡石的添加可使TCLP-Cd降低0.6%~49.6%,而植物吸收降低14.4%~84.1%。将1%~5%海泡石加入土壤后,Cd、Zn和Pb的淋洗量降低60%~70%,而苜蓿茎秆中Zn的浓度最高降低45%。当添加量为5%时,土壤呼吸活性、脱氢酶和碱性磷酸酶活性分别增加了25%、138%和42%。Li等的实验则表明,可交换态Cd降低14.3%~49.0%,而糙米中的Cd含量降低34.5%~44.4%。海泡石改性后有更好的钝化效果,如经过氧化氢改性后可极大地促进其对Pb的吸附,比天然海泡石提高43.5%。

(2)碳材料,如秸秆炭、黑炭、果壳炭、骨炭等;

(3)含磷材料,如钙镁磷肥、羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸盐等;

过磷酸钙和重过磷酸钙等也被用于修复重金属污染的土壤。用过磷酸钙修复Pb、Cu污染的土壤,一段时间培养后,Pb和Cu大幅度转化为残渣态。重过磷酸钙用于钝化修复Pb、Cu和Zn复合污染土壤,4周后发现可有效地降低提取态Pb和Cu,但对土壤中Zn的稳定化影响较小;磷处理可抑制Pb和Cu在土壤剖面中的径向迁移。

含磷物质对污染土壤中重金属的钝化含磷物质除提供植物磷营养外,对重金属的钝化修复是当前土壤重金属污染修复研究的热点领域之一,也是一种廉价、环境友好的修复材料,其可以通过释放磷来有效地固定土壤中的重金属。在实际应用中,常见的含磷材料有磷酸及可溶性磷酸盐,磷酸钙、磷灰石、磷矿粉、骨粉等难溶含磷材料,以及活化磷矿粉、溶磷菌–磷矿粉、动物粪便–磷矿粉堆肥等复合含磷材料。含磷材料修复的对象主要包括Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Hg、Cr、Co以及As等。

(4)硅钙材料,如石灰、石灰石、碳酸钙镁、硅酸钠、硅酸钙、降镉灵叶面硅肥等;

降镉灵叶面硅肥将纳米颗粒的前驱体亚硒酸或亚硒酸盐在还原剂、保护剂和溶剂水存在的条件下进行反应,其中纳米颗粒的前驱体和还原剂的摩尔比例为1:1~10,保护剂为反应液体积的1~5%;反应1~3h后,温度升至50~60℃恒温搅拌3~8h,用碱液调节pH至4 .0~6 .0,得到分散性好的纳米硒溶胶;

将纳米二氧化硅溶胶与步骤(2)制得的壳聚糖硒按照硅/硒摩尔比为100:1~5的比例混合,调节pH至7~8,制得硒掺杂二氧化硅溶胶,即所述富硒降镉叶面硅肥。

磷酸盐可以直接参与土壤重金属的钝化,也常与其他矿物材料混合使用。采用磷酸酸化磷矿粉处理Pb污染的土壤,可将土壤中非残渣态Pb转化为残渣态,降低土壤中Pb的淋溶毒性。Pb与磷形成了极稳定的磷氯铅矿[Pb5(PO4)3Cl],明显降低了植物对Pb的吸收。

(5)金属氧化物,如氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、针铁矿、氧化锰、锰钾矿等;

(6)有机物料,如畜禽粪便、腐殖酸、泥炭、有机堆肥等;

(7)工业废弃物,如粉煤灰、钢渣、赤泥、污泥等。

粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状结构,比表面积大,碱性,具有较高的吸附重金属能力。可施入污染土壤以固定重金属。实验表明,经粉煤灰改良后,土壤中Hg、Cd和Pb有效态含量平均降低24.4%~31.8%,钝化作用明显;

但在实际农田使用中,应尽可能避免使用工业废弃物作为钝化修复剂,以免给农田土壤带来新的二次污染或破坏土壤结构和理化性质及环境质量,对农田长期环境质量带来不可预测的不利影响。一个好的钝化剂材料,不仅需要具有良好钝化修复效果,而且需要对吸附固定重金属离子具有良好选择性,对吸附固定重金属离子具有高度固定稳定性,以及价格适中、环境友好和易于操作。

文章来自铁人环保公司小编编辑

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    【本文标签】:钝化剂材料|降镉灵叶面硅肥|重金属的钝化修复
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