冻融对污染土壤中重金属稳定化性能影响研究

摘要

为了分析冻融前后对污染土壤中的重金属稳定化后性能的影响，选取赤泥和硫化钠作为添加剂对土壤中的Pb、Zn和Cd进行稳定化处理。通过模拟冻融过程，分析冻融循环后重金属的浸出毒性、生物可给性、土壤pH和土壤结构的变化，通过力学渗透实验考查稳定化土壤，经过冻融处理前后的变化趋势，借助X射线衍射与扫描电镜来探讨冻融循环对稳定化处理土壤中重金属长期稳定性能的影响。结果表明:稳定化处理的土壤中Pb、Zn和Cd的浸出毒性分别比原始污染土降低了98.5％、99.8％和99.7％。养护30d后，Zn和Cd的生物可给性由28.8％和49.5％降到11.5％和21.8％，Pb的生物可给性由52.9％升到57.9％。预测Pb、Zn和Cd在土壤中的释放特征，探讨了经过60次冻融循环后3种土壤重金属稳定性的变化，其中Cd、Pb和Zn的浸出毒性与稳定化后样品相比增加了4.27、2.47和89.7mg/L，生物可给性比未冻融样品略有增高。随着养护时间与冻融时间的增长，土壤pH值呈现升高趋势。不同阶段土壤扫描电镜图片可以清晰的观察到不断的冻融循环迫使土壤空隙变大，结构松散。定性和定量分析结果表明冻融过程增加了Pb、Zn和Cd释放的环境风险。力学渗透结果表明，经过冻融的稳定化土壤渗透系数幅度与最大值均大于未经过稳定化的土壤。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 重金属稳定过程的研究

1．3 冻融

1．4 稳定化效果评估研究

1．4．1 形态分析

1．4．2 矿物学分析

1．4．3 浸出毒性评估

1．4．4 生物学评价

1．4．5 土体渗透性的研究

1．5 研究内容

1．6 技术路线

2 实验材料与方法

2．1 污染土壤的采集

2．2 实验材料与仪器

2．2．1 实验材料

2．2．2 实验仪器

2．3．样品预处理与分析

2．3．1 样品处理

2．3．2 土壤理化性质的测定

2．3．3 土壤消解

2．3．4 标准溶液配制

2．4 土壤稳定化实验与土壤冻融实验

2．4．1 稳定化实验

2．4．2 冻融实验

2．5 评估实验

2．5．1 毒性浸提实验

2．5．2 体外模拟实验-SBET实验

2．5．3 微观形貌实验

2．6 重塑土样的方法

2．6．1 击实法

2．6．2 固结法

2．6．3 方法的选择

2．7 渗透实验

2．7．1 土样处理

2．7．2 实验过程

2．7．3 实验仪器

2．7．4 计算方法

3 稳定化效果与冻融效果评估

3．1 土壤的理化性质

3．2 稳定化效果评估

3．2．1 毒性特性溶出

3．2．2 生物可给性

3．2．3 稳定化对渗透系数的影响

3．3 本章小结

4 土壤稳定化后的冻融效果评估

4．1 毒性特性溶出

4．2 生物可给性

4．3 基于pH的浸出特征

4．4 冻融循环对渗透系数的影响

4．5 冻融对稳定化处理后土壤结构的影响

4．5．1 扫描电镜实验

4．5．2 X射线衍射实验

4．6 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

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