利用提取剂去除土壤中铬的研究

摘要

土壤是所有生物体赖以生存的场所，然而目前土壤铬污染已经开始对粮食安全、生态平衡、人体健康带来一定的影响，因此有必要去除土壤中的铬。化学提取法是一种有效去除土壤重金属的方法，选择有效的提取剂是该方法的关键。本文选用生物表面活性剂无患子皂苷和鼠李糖脂以及螯合剂GLDA（谷氨酸N，N-乙酰乙酸四钠）为提取剂，单一人工污染的土壤为供试材料，通过振荡提取实验，从提取剂的浓度、pH、提取时间、提取次数、提取剂组合方式等方面入手，考察对土壤中铬去除的影响，最后分析经提取后土壤中铬形态的变化情况。所得结果如下:
　　(1)无患子皂苷和GLDA两种提取剂可以有效地去除土壤中铬。适当增加提取剂浓度、延长提取时间、增加提取次数均能够提高土壤中铬的去除率。当无患子皂苷浓度为21 g.L-1，提取时间为24 h时去除效果最佳，为32.05％;当GLDA浓度为0.70％，提取时间为24 h时去除率达67.59％。但是，两种提取剂提取的最佳酸碱条件并不相同。无患子皂苷在酸性条件下提取效果最好，而GLDA则在碱性条件下提取效果最佳，酸性次之，中性最差。这与两种提取剂本身性质有关。
　　(2)利用BCR法测定提取前后铬的形态变化情况发现:无患子皂苷可以部分去除弱酸提取态和可还原态铬，去除率分别为59.25％和40.09％，而对于可氧化态以及残渣态，几乎没有去除。GLDA可以有效去除弱酸提取态和可还原态铬，部分去除可氧化态铬，去除率分别为100％、87.59％和33.13％，而对于残渣态，去除效果同样不明显。弱酸提取态和可还原态是土壤中比较活跃的两种形态，经过两种提取剂提取都可以明显降低两种形态的铬，因此降低了环境风险。
　　(3)选用生物表面活性剂与螯合剂混合，组成两种复合提取剂研究其对土壤中铬的去除效果发现:无患子皂苷与GLDA复合后提取效果得到明显提高，在GLDA浓度低于0.50％时与无患子皂苷复合对土壤中铬的去除表现为协同作用，高于0.50％后则表现为拮抗作用;鼠李糖脂与GLDA复合后提取效果也有明显提高。适当延长提取时间、减少土水比也可有效提高土壤中铬的去除率。不同的组合方式提取效果不同，将两种提取剂混合后的提取效果要高于单独使用两者的效果。两种复合提取剂提取的最佳酸碱条件相反，无患子皂苷与GLDA复合适合在酸性条件下提取，而鼠李糖脂与GLDA复合则适合在碱性条加下提取，最佳的酸碱范围由复合提取剂中适应范围较窄的一方决定。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 土壤重金属污染现状及危害

1．1．1 土壤重金属污染的现状

1．1．2 土壤重金属污染的危害

1．2 土壤铬污染概述

1．2．1 土壤中铬的物理化学特性

1．2．2 土壤中铬的迁移转化

1．2．3 土壤中铬的来源

1．2．4 土壤中铬的危害

1．3 土壤铬污染的修复技术

1．3．1 物理／化学法修复技术

1．3．2 生物法修复技术

1．4 常见的化学提取剂

1．4．1 无机提取剂

1．4．2 螯合剂

1．4．3 表面活性剂

1．4．4 复合提取剂

1．5 研究背景、意义及内容

1．5．1 研究背景及意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第2章 铬污染土壤理化性质及铬形态测定分析

2．1 实验材料

2．1．1 供试土壤

2．1．2 实验仪器

2．1．3 实验试剂

2．2 实验方法

2．2．1 铬污染土的模拟制备

2．2．2 土壤pH值的测定

2．2．3 土壤含水率的测定

2．2．4 土壤有机质的测定

2．2．5 土壤中总铬的测定

2．2．6 重金属铬形态的测定

2．3 实验结果

2．4 本章小结

第3章 单一提取剂对土壤中铬的去除

3．1 无患子皂苷对土壤铬的去除研究

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．1．3 实验结果

3．2 谷氨酸N，N-乙酰乙酸四钠(GLDA)对土壤铬的去除研究

3．2．2 实验方法

3．2．3 实验结果

3．3 本章小结

第4章 复合提取剂对土壤中铬的去除

4．1 无患子皂苷与GLDA复合对土壤铬的去除研究

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．1．3 实验结果

4．2 鼠李糖脂与GLDA复合对土壤铬的去除研究

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验方法

4．2．3 实验结果

4．3 本草小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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