废弃铅冶炼厂场地重金属污染现状调查及形态分析

摘要

某废弃铅冶炼厂位于当地拟运行水库正常蓄水水位以下，为了保障水库的供水安全，本文以该废弃铅冶炼厂场地土壤为研究对象，对其重金属污染现状进行调查评价，为该污染场地的土壤修复提供依据。
　　根据该污染场地分布特征，采集8个混合土样，并分析测定了8种重金属元素（Cd、Pb、As、Hg、Zn、Cr、Cu、Ni）的全量特征。以国家《土壤环境质量标准》（15618-1995）中的一级标准值为依据，确定了该场地土壤中的主要重金属污染元素，同时采用Pearson相关性分析判断了土壤重金属的主要来源，并通过纯水浸出和硫酸硝酸浸出试验对该场地土壤的污染性质进行了鉴别。在该场地土壤重金属污染状况评价中，以河南省土壤环境背景值为参考，采用单因子污染指数法、地质累积指数法对该场地土壤重金属的污染现状进行评价；同时采用潜在生态风险评价法分析了重金属对该场地土壤生态环境的潜在影响。最后通过XRD技术研究了该场地土壤重金属的形态分布，并在此基础上，对主要污染重金属的浸出性进行了分析。本文的主要研究结论为：
　　（1）该场地土壤中主要污染重金属为Cd、Pb、As和Hg，其最大超标倍数分别是34.6倍、3.8倍、0.4倍和0.24倍，其他重金属元素Cu、Zn、Ni和Cr均未超过标准；变异系数和元素含量相关性分析表明，Cd、Pb、As和Hg属于外源污染，且其来源具有一致性；
　　（2）纯水浸出结果表明，该场地土壤存在污染水库水质的风险，必须对其进行土壤修复；当采用填埋工艺进行修复时，由于其不具有危险废物的特征且和一般工业固体废弃物中第Ⅰ类重金属污染性质相似，因此可按照第I类一般工业固体废弃物进行处理；
　　（3）三种不同的评价方法结果均表明，该场地土壤Cd的污染程度最为严重，污染等级为极严重污染，其次是Pb、Hg、As，污染较轻的为Zn、Cu、Ni、Cr；污染程度最高的采样点为2-1，其次是1-1、3-1，2-2，3-3、3-4、2-3和3-2污染相对较轻。总体来看，评价区域受到严重的重金属污染，且污染程度随着与原冶炼厂污染源距离的增加而减轻。
　　（4）该场地土壤中Pb主要存在于硫锑铅矿（Pb5S11Sb4）和约硫砷铅矿（Pb14As6S23）中；Cd存在于尖晶石（Ga2Cd0.75 Cu.025O4）中。由于PbS和CdO溶解度均在检出限以下，且硫酸硝酸浸出终止时pH为5-6，呈弱酸状态，因此Pb和Cd在纯水和硫酸硝酸中都没有获得检测限以上的有效浸出。As主要存在于砷酸铝铜矿（CuAlAsO5）和约硫砷铅矿（Pb14As6S23）中，AlAsO4可在纯水中和硫酸硝酸中获得检出限范围内的有效浸出；而As2S3只能在硫酸硝酸中获得有效浸出，因此，在硫酸硝酸中的浸出浓度高于纯水浸出浓度。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 废弃铅冶炼厂场地重金属污染研究现状

1.3 重金属形态分析

1.4 研究目的、内容及技术路线

2 试验材料与方法

2.1 研究区概况

2.2 样品的采集与制备

2.3 试验方法

2.4 试验仪器与试剂

3 废弃铅冶炼厂场地污染现状调查及评价

3.1 场地土壤污染现状调查

3.2 废弃铅冶炼厂场地土壤重金属污染状况评价

3.3 本章小结

4 废弃铅冶炼厂场地土壤重金属形态研究

4.1 场地土壤样品XRD分析

4.2 重金属形态与浸出性分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

个人简历

致谢