EDTA与柠檬酸复配淋洗对土壤中重金属去除效果研究

土壤重金属污染问题日趋严重,乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和柠檬酸对土壤中重金属的淋洗去除效果明显。以某电镀厂的重金属污染土壤为研究对象,对比分析复配淋洗对重金属的去除效果。在25℃,p H=3.0,振荡淋洗时间为12 h,液固比为20的试验条件下,通过批量振荡淋洗试验,对比了不同浓度的EDTA和柠檬酸各自对重金属的去除效果,并将最佳浓度的EDTA和柠檬酸按照一定的体积比进行复配,探究其最佳复配比例,分析了在最佳洗涤条件下重金属形态变化。研究结果表明,采用0.1 mol/L的EDTA与0.3 mol/L的柠檬酸按1:3的体积比复配而成的淋洗剂对重金属的整体去除效果最好,且优于单一淋洗剂的去除效果,对Cu、Cr、Ni、Zn、Pb的去除率分别为79.1%、53.8%、53.9%、82.6%、78.7%。形态分析结果表明,复配淋洗对各形态的重金属均有较好的去除效果,对重金属全量去除贡献最大的为残渣态,并得出了淋洗后各形态的分布比例,为进行土壤环境风险评价提供依据。     

铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤的淋洗修复研究

针对铅锌冶炼矿区重金属复合污染土壤,采用土柱淋洗的方法对污染土壤进行化学淋洗,选用HCl、草酸和EDTA作为淋洗剂进行淋洗筛选实验,再对最佳淋洗剂进行单因素实验研究,并用动力学模型拟合重金属解析过程。结果表明:当浓度为0.1mol/L,淋洗时间为30h时,EDTA对重金属Cu、Pb、Zn的去除率分别达到39.02%、17.69%和38.88%,明显高于HCl和草酸,因此选择EDTA为最佳淋洗剂。单因素实验表明:最佳淋洗条件为:EDTA浓度0.05mol/L,淋洗时间36h,淋洗速率1.5ml/min,此时对Cu、Pb、Zn三种重金属的去除率分别达到69.50%、23.58%、99.18%,去除率最高;用四种模型对淋洗反应进行动力学模拟,其拟合度优劣排序为:二级动力学方程双常数模型Elovich模型一级动力学方程。     

TX-100与EDTA联用对Pb、Cd复合污染土壤修复研究

乙二胺四乙酸二钠(EDTA)是土壤重金属污染修复常用的洗涤剂,单一的EDTA无法全面去除实际污染土壤中的重金属。本文以典型生活垃圾肥污灌土壤为研究对象,采用批试验方法,研究了曲拉通(TX-100)与EDTA复配对污灌土壤中重金属Pb、Cd的洗涤修复效果和最优条件下洗涤前后重金属形态变化。结果表明:10 mmol/L的TX-100与浓度大于4 mmol/L的EDTA表现协同作用,并在摩尔比为10︰8时重金属去除效率趋近平衡;当复配试剂在pH为4、振荡强度为150 r/min和振荡时间为8h时,Pb、Cd去除率分别到达了46.4%和49.4%。经复配试剂洗涤,Pb铁锰结合态去除量最大,其去除率为58.1%,Cd可交换态和碳酸盐结合态去除率最大分别为65.85%和68.18%;洗涤后Pb残渣态比例增加到56.3%,Cd可交换态和碳酸盐结合态的百分比显著降低。     

柠檬酸型超支化聚酰胺淋洗剂对重金属污染土壤的修复效果

以二乙醇胺为中心核,柠檬酸为共聚单体,通过熔融聚合法,成功制备了柠檬酸型超支化聚酰胺,通过核磁共振仪和红外光谱仪对其结构进行了表征,并采用振荡淋洗法研究了柠檬酸型超支化聚酰胺在不同因素影响下对重金属污染土壤Zn、Cd和Pb的淋洗效果。结果表明,柠檬酸型超支化聚酰胺对污染土壤中Zn、Cd和Pb的淋洗效果随淋洗时间的延长总体呈现增大的趋势。在使用浓度为1.0 %（质量分数,下同）,且pH=3时,柠檬酸型超支化聚酰胺对Cd和Zn的去除率最高;在相同使用浓度和pH=4.5时,对Pb的去除率最高;相比于柠檬酸而言,柠檬酸型超支化聚酰胺具有更好的淋洗效果,柠檬酸型超支化聚酰胺对重金属的去除能力为Pb>Cd>Zn,且经柠檬酸型超支化聚酰胺淋洗后,土壤的基本理化性质变化相对较小。     

碳循环+低位淋洗高位抽提技术处理重金属

为解决现有淋洗技术中存在的资源浪费以及重金属迁移滞留等问题,发挥淋洗剂对碳酸盐结合态金属去除率较高的优点,利用充填CO₂改变金属形态并分析机理,确定最佳充入条件为CO₂与土壤质量比为1∶50,保持2 h后碳酸盐结合态金属增加程度最高,可最大程度提高常用淋洗剂的金属去除率,即Cu、Zn、Cd、Pb的去除率增加2.37%、3.00%、1.33%、5.23%;搭配低位淋洗-高位抽提技术,建立重金属纵向迁移模型,确定此技术可预防地下水污染;以碳循环为线索构建了物质全利用处理流程,循环利用淋洗剂与CO₂,确定此方法有可实施性并可节约资源,即全方面展现了一种新型的有良好发展前景的土壤重金属处理方法。     

超声辅助生物表面活性剂去除污泥中的重金属

以城市污水污泥为研究对象,采用淋洗法研究了超声辅助生物表面活性剂(皂素)对污泥中重金属的去除率效果。通过火焰原子分光光度法测定污泥中重金属含量,考察了皂素溶液p H值、超声时间、超声功率和皂素浓度对重金属去除率的影响。结果表明:在p H=4,超声功率为100%(40 k Hz),皂素浓度为5%的条件下,处理45 min后,污泥中Cd,Ni,Zn三种重金属的去除率分别达到了58.9%,54.5%和73.0%。使污泥中原超出农用污泥标准的Cd和Zn含量降低到适合农用的范围内。可见,超声能明显强化皂素去除污泥中的重金属。     

化学淋洗法修复土壤中Cd、Pb、As的工程研究

土壤淋洗技术是当前重金属污染土壤常用的修复技术之一,是一种能够彻底从土壤中去除重金属的修复方法,具有操作简便、去除效率高、成本低的优点。本文以乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)为淋洗剂对重金属污染土壤进行淋洗修复,通过设置对照实验确定较优的淋洗药剂浓度(1 mmol/L)、固液比(1∶4),并以该参数指导上海市某场地重金属污染(Cd、Pb、As)土壤治理项目的工程施工,在上述淋洗条件下,该项目修复后污染土壤中重金属浓度达标。该研究通过优化淋洗反应条件达到重金属去除率高、淋洗成本低的目的,并依此进行实际工程应用,对重金属污染土壤的修复施工具有实践指导意义。     

单一及复合淋洗剂淋洗修复污染土壤实验研究

以辽宁省某锌厂附近农田耕作层(0~20 cm)土壤为研究对象,分别以柠檬酸(CA)、柠檬酸-十二烷基苯磺酸钠复合剂(CA-SDBS)作为淋洗剂,采用振荡淋洗法研究在不同实验条件下两种淋洗剂对Pb的去除效果及动力学特征。结果表明,随液固比增大、淋洗剂浓度增大、pH降低和温度升高,两种淋洗剂对Pb的去除率均增大,且在各个条件下CA均比CA-SDBS的淋洗效果好,说明CA与SDBS的复合表现出拮抗作用;CA和SDBS-CA淋洗修复污染土壤中Pb时,最佳的环境条件为水土比20∶1 m L/g,淋洗剂浓度0.2 mol/L,温度45℃,pH=3,此时CA、CASDBS的Pb去除率分别为55%,27%;该淋洗过程符合准二级动力学。     

天然有机酸与2-羟基-β-环糊精复合对土壤Pb淋洗修复研究

以某废弃的化工遗留场地Pb污染土壤为研究对象,选取酒石酸、柠檬酸、2-羟基-β-环糊精作为淋洗剂。采用批量振荡淋洗法研究不同条件下的单一淋洗剂和复合淋洗剂对污染土壤Pb的去除效果,并采用动力学方程对淋洗过程进行拟合。振荡实验结果表明：单独淋洗时,酒石酸浓度在60mmol/L时去除率最大,达到58%;柠檬酸浓度在60mmol/L时去除率达到53%;复合淋洗时,酒石酸与2-羟基-β-环糊精在体积比2:1,固液比为20:1,振荡时间为10h时去除率最大,最大为58%,高于同等条件下单独使用酒石酸的10%。柠檬酸与2-羟基-环糊精在体积比3:1,固液比为30:1,振荡时间为8h时去除率最大,最大为53%,高于同等条件下单独使用柠檬酸7%;动力学研究表明,有机酸复合淋洗更符合一级淋洗方程。     

基于Plackett-Burman设计的铅污染土壤淋洗剂的筛选

针对滇南老矿区土壤铅污染现状,采用复合淋洗剂对矿区污染土壤中铅的去除效果进行淋洗研究,并结合Plackett-Burman优化设计对影响土壤铅的复合淋洗剂进行筛选和优化。结果表明:利用Plackett-Burman设计,选取EDTA、柠檬酸、酒石酸、苹果酸和磷酸5种有机酸淋洗剂进行筛选,EDTA、柠檬酸、苹果酸为铅污染土壤的最佳淋洗剂因素,当EDTA、柠檬酸、苹果酸淋洗剂浓度分别为0.14 mol/L、0.66 mol/L、0.22 mol/L,体系固液比值为1∶20,淋洗时间为6 h,铅的去除效果最佳,为76.33%,此结果的铅去除率比单因素实验研究结果提高22.61%。可见,通过Plackett-Burman优化设计,可显著提高铅的去除率,降低淋洗成本。     

餐厨垃圾发酵液与传统有机酸对土壤重金属淋洗效果的比较

本文探究了餐厨垃圾的最佳发酵条件,并与常用的几种有机酸对土壤中三种重金属(Cu、Zn、Ni)的淋洗效果进行了比对。在餐厨垃圾浆液中加入10%酵母和醋酸的混合菌种后,产酸量明显增多,在同等发酵时间下是空白发酵液的3～4倍;通过批淋洗实验,确定了1 mol/L的草酸溶液为理想有机酸淋洗剂,并与餐厨垃圾发酵液进行柱淋洗效果比对,发现发酵14天的餐厨垃圾发酵液液对重金属的去除率明显更有优势,在淋洗360 min后对Cu、Zn、Ni三种金属的去除率分别达到72.13%、68.12%、68.03%。     

城市典型金属加工土壤污染特征及植物毒性研究

研究了金属冷、热加工工艺对Cu、Zn、Pb、As土壤粒径分布规律、种子萌发毒性及植物富集特征影响。结果表明,金属热加工造成的土壤重金属污染浓度较高,重金属在细颗粒土壤中的浓度显著高于粗颗粒土壤。金属热加工土壤Cu、Zn、Pb主要以铁锰氧化物结合态存在,As的主要形态为残渣态;金属冷加工土壤Cu的主要形态为残渣态和有机结合态,Zn、Pb主要形态为铁锰氧化物结合态,As主要形态为残渣态。冷热加工工艺不同粒径土壤培养的小麦种子发芽势和发芽率均大于80%,对种子萌发毒性较小。重金属富集量为：Zn>Cu>Pb>As,植物富集作用和重金属总量、形态分布相关。     

剩余污泥中重金属形态分布及浸出特征研究

剩余污泥具有改良土壤结构、增加土壤肥力、促进农作物生长等优点,由于含有有害的重金属等,妨碍其农用。通过对剩余污泥中重金属形态分布及浸出特征研究,结果显示,剩余污泥中Cu、Zn、Ni、Cr及Pb交换态含量都比较少,Cu、Zn、Ni主要以碳酸盐结合态、铁锰氧结合态和硫化物及有机结合态存在,Cr、Cd和Pb主要以残渣态存在;在酸性条件下,交换态、碳酸盐结合态溶出量大,并且溶出量都随浸出时间的延长而增加。     

织金县燃煤区土壤重金属含量及其结合形态

通过Tessier和Shuman法探究了织金县燃煤区土壤中水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态、残渣态七种形态Zn、Pb、Cd、Ni、Cu、As、Hg等几种重金属的含量,同时测定了其土壤中各种重金属的总含量。结果显示,Zn、Pb、Cd、Ni、Cu、As、Hg等重金属在织金县燃煤区土壤中的结合形态主要以残渣态含量最高,可高达84.15%。     

煤矸石堆存区周边土壤重金属污染特征及风险评价

为探究长期堆存煤矸石中重金属在周边盛行风向土壤里的分布特征及潜在风险,以宁夏枣泉煤矿煤矸石堆存区周边土壤为研究对象,对煤矸石堆存区周边盛行风向土壤中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn)总量及重金属赋存形态特征进行深入分析,开展了土壤重金属生物活性分析及评价。结果表明:由于煤矸石的长期堆放、风力、雨水淋溶等,堆存区边缘处重金属(Zn、Pb和Mn)含量较高,且随着距离的增大呈下降趋势;相关性分析中土壤pH值与Zn、Pb含量呈极显著负相关性,与Mn含量呈显著负相关性,与Pb和Cr的可交换态呈显著负相关性,总氮(TN)与Cu的有机质结合态呈极显著负相关性,与残渣态呈极显著正相关性;RAC评价结果表明Pb在土壤中具有较高风险水平,其余重金属潜在风险水平较低。     

三种淋洗剂淋洗脱除土壤中Cr、Cd的效果研究

采用振荡淋洗的方式研究柠檬酸(CA)、硝酸和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)对Cr、Cd复合污染土壤的淋洗脱除效果。结果表明,Cr和Cd的去除率随着淋洗剂浓度的增加而增长,在最佳的淋洗剂浓度(CA浓度为0.08 mol/L、HNO₃为0.6 mol/L、EDTA-2Na为0.1 mol/L),最佳液固比为20∶1,最佳的淋洗时间为12 h, HNO₃的淋洗效率最高,对Cr、Cd的淋洗率分别为72.09%和92%;CA相比于EDTA-2Na对Cr有更好的去除效果,而EDTA-2Na对Cd有更好的去除效果。淋洗主要是化学过程,CA对Cr、Cd从土壤中的解吸主要是酸溶作用和络合作用,EDTA-2Na是通过螯合作用,HNO₃则主要是通过强酸性溶解难溶金属化合物。     

酸处理对城市污泥中重金属铬、镉、铅释放的影响

对城市污水厂污泥加酸处理,探索污泥中重金属铬、镉、铅的释放。结果发现,亚硝酸对污泥中各种重金属的释放均表现出最佳效率,其对回流污泥、脱水污泥(脱水前加药)的总Cr去除率分别达到81.7%和47.0%;对总Cd的去除率分别达到61.1%和92.9%;对总Pb的去除率分别达到41.8%和85.5%,均远高于未加酸的对比样。采用亚硝酸与硝酸联合处理回流污泥,与单一酸处理相比,效率无增加,但是处理破碎的回流污泥,效率非常明显,对Cr、Cd和Pb的平均去除率分别达到86.9%,71.3%和77.2%。螯合剂对酸处理污泥过程重金属的释放影响表明,酒石酸、柠檬酸和EDTA对Cd的释放有一定的促进作用,而对Cr和Pb基本无促进作用。在酸处理2⁴ h后,Cd和Cr的释放接近完成,而Pb的释放需要12 h以上才能基本完成。     

酸处理对城市污泥中重金属铬、镉、铅释放的影响

对城市污水厂污泥加酸处理,探索污泥中重金属铬、镉、铅的释放。结果发现,亚硝酸对污泥中各种重金属的释放均表现出最佳效率,其对回流污泥、脱水污泥(脱水前加药)的总Cr去除率分别达到81.7%和47.0%;对总Cd的去除率分别达到61.1%和92.9%;对总Pb的去除率分别达到41.8%和85.5%,均远高于未加酸的对比样。采用亚硝酸与硝酸联合处理回流污泥,与单一酸处理相比,效率无增加,但是处理破碎的回流污泥,效率非常明显,对Cr、Cd和Pb的平均去除率分别达到86.9%,71.3%和77.2%。螯合剂对酸处理污泥过程重金属的释放影响表明,酒石酸、柠檬酸和EDTA对Cd的释放有一定的促进作用,而对Cr和Pb基本无促进作用。在酸处理2~4 h后,Cd和Cr的释放接近完成,而Pb的释放需要12 h以上才能基本完成。     

湘西某电解锰废弃场地土壤中重金属垂直分布特征及其修复效果评价

以湘西某电解锰企业高浓度Mn、Pb、Zn、Cr复合污染场地为研究对象,对修复前场地土壤、工程清挖后基坑底部与坑壁土壤、稳定化修复后土壤及场地周边地表水中pH、Mn、Pb、Zn、Cr进行了检测,采用美国环境保护署(US EPA)的人体暴露风险评价模型对稳定化修复后土壤与周边地表水中重金属进行了健康风险评价。果表明,场地修复前土壤中Mn、Pb、Zn、Cr总量分别超过《重金属污染场地土壤修复标准》(DB43/T 1165-2016)中居住用地标准限值2.2、2.0、9.9、3.4倍。修复前场地土壤重金属Mn、Pb、Zn、Cr垂直分布特征各异,Mn随着土壤深度增加呈下降趋势,Pb则随着土壤深度增加呈上升趋势,Zn的垂直分布特征不明显,而Cr的垂直分布较均匀。稳定化修复后土壤中Mn、Pb、Zn与Cr总量与中性浸出液含量均未超标,河道清淤后地表水中重金属含量显著降低,且均未超过地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类标准限值。健康风险评价结果显示,场地修复后土壤与地表水的健康风险均在可接受范围内,土壤和地表水的总健康风险主要来源于非致癌物质Pb。     

超声波/类Fenton氧化处理六氯苯污染土壤淋洗液的研究

以六氯苯污染土壤淋洗液为对象,研究了超声波和类Fenton氧化对淋洗液的处理效果及影响因素。结果表明,超声波和类Fenton氧化联合处理淋洗液的处理效果好于超声波或类Fenton氧化法单独处理时的效果。利用超声波和类Fenton氧化联合处理淋洗液时,Fe(NO_3)_3浓度、H_2O_2浓度、淋洗液p H、超声功率和超声时间均对处理效果具有一定的影响,其最佳处理条件为:Fe(NO_3)_3浓度为20 mmol/L,H_2O_2浓度为200 mmol/L,淋洗液p H为4.0~6.0,超声功率为250 W,超声处理时间为40 min,该条件下土壤淋洗液中COD和六氯苯的去除率均在80%以上,水质得到大幅度改善。该结果表明将超声波与类Fenton氧化联合应用于六氯苯污染土壤淋洗液的处理具有一定的可行性。