罗平地区炼锌废渣土壤重金属污染风险及稳定化实验研究

摘要

我国有着丰富的金属矿产资源，金属矿山的开采及矿石冶炼都有可能造成环境污染，其中，固体废弃物常常严重污染水体和土壤，产生严重的生态风险，影响周边农作物的生长，并通过食物链损害人体健康。
　　本文对云南省罗平县部分土法炼锌场区迹地开展了现场调查，分析了重金属污染特征，进行了污染评价和生态风险评价，通过BCR逐级提取法分析了重金属元素的赋存形态，在此基础上，选择海泡石、Ca(H2PO4)2与FeSO4等稳定化材料，采用正交试验进行了重金属稳定化实验研究，并对稳定机理进行了分析。得出以下主要结论：
　　（1）炼锌废渣样品中重金属元素平均含量从高到低顺序排列为Pb>Cu>Zn>As>Cr，废弃地及周边土壤样品中五种重金属元素平均含量水平按从高到低顺序排列为Pb> Zn> Cu>As>Cr。上述五种元素平均值均高于中国土壤元素背景值和云南土壤元素背景值，土样中Cr最高达到130mg·kg-1，Cu最高达到720.67mg·kg-1，Pb最高达到3339.33mg·kg-1，Zn最高达到3090.33mg·kg-1，As最高达到473.33mg·kg-1。除Cr外平均值均高于GB15618-1995《土壤环境质量标准》。
　　（2）采用改进后BCR连续提取法对4个土壤样品中Cu、Pb、Zn、As进行了测试，不同采样点的重金属元素状态存在一定差异，样品中大部分Cu，Pb，Zn，As重金属元素主要以酸提取态赋存，可氧化态与残渣态含量比例较低。
　　（3）根据单因子指数法与内梅罗指数法对样品污染指数进行分析，样品中的Cu、Zn与Pb污染情况较为明显，除土样3-1、3-2中的Zn、Pb为警戒线水平外，各组中的Cu、Zn与Pb都为重度污染。As污染在各不同区域污染程度差别较大，而Cr的污染情况较低，均为未受污染与警戒线水平。13个采样点中，8个采样区域潜在生态风险评价综合污染等级为中度或重度污染，Pb是采样区域内最主要的污染因子，其余三种元素影响由大到小排列为As> Cu> Zn，而Cr元素的影响较小。
　　（4）将海泡石、Ca(H2PO4)2与FeSO4作为稳定剂开展了16组配伍实验，不同的配比对不同的重金属元素的稳定化效率差异较大。其中第13，16，12，4组分别对As、Pb、Zn、Cu有最好的稳定化效果。FeSO4对As表现出了显著的修复作用，对Pb、Zn有一定的修复作用，对Cu影响不明显；Ca(H2PO4)2对Pb、Zn、Cu表现出了显著的修复作用，但促进了As的浸出。海泡石对As、Pb、Zn表现出了修复作用，但对Cu影响不明显。
　　采用改进BCR连续提取法对四组重金属修复效果最好的样品进行化学形态分析，表明上述四种元素经稳定化处理后弱酸提取态与可还原态之和均有所下降，残渣态含量上升，金属元素的生物活性得到了较好的抑制。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1研究背景及意义（Research background and significance）

1.2 矿区土壤重金属污染国内外研究现状(Research Status of Heavy Metal Pollution in Soil from mining area)

1.3重金属污染修复技术进展（Heavy metal pollution remediation technology）

1.4研究内容与技术路线(Reseach Contents and Methodology)

2 样品采集与测试

2.1研究区域概况（Research area profile）

2.2炼锌废渣与土壤样品采集（Sample collection）

2.3主要实验材料（Main experimental materials）

2.4实验测试方法（Experimental test method）

3 罗平地区炼锌废渣及周边土壤重金属污染特征

3.1 炼锌废渣及土壤重金属污染特征分析(Analysis of Heavy Metal Pollution in Zinc Residue and Soil)

3.2 污染土壤重金属形态分析(Morphological Analysis of Heavy Metals in Polluted Soil)

3.3 重金属污染综合指数法评价(Evaluation of Heavy Metal Pollution by Comprehensive Index Method)

3.4 土法炼锌重金属污染生态风险评价(Ecological Risk Assessment of Heavy Metal Pollution in Zinc Smelting)

3.5小结(Summary)

4 Ca(H2PO4)2与FeSO4、海泡石联合修复对As、Pb、Zn、Cu的稳定化实验

4.1稳定化机理分析(Stabilization mechanism analysis)

4.2实验方案(Experimental program)

4.3 结果与分析(results and analysis)

4.5小结(Summary)

5结论与展望

5.1 结论(Conclusions)

5.2 展望(Prospect)

参考文献

作者简历

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