化學(xué)淋洗和深層土壤固定聯(lián)合技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤

1、第 29卷第 2期 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 收稿日期 :2010-01-11基金項(xiàng)目 :國(guó)家 “ 863” 項(xiàng)目 (2008AA10Z405, 2007AA061001-3 ; 國(guó)家自然科學(xué)基金 (40801115 ; 廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目 (2009B030802016, 2007A032303001作者簡(jiǎn)介 :衛(wèi)澤斌 (1980 , 男, 講師 。 E-mail:wezebin通訊作者 :吳啟堂 E-mail:wuqitang研 究 快 報(bào)聯(lián)合技術(shù)用于修復(fù)重金屬污染土壤是土壤修復(fù) 領(lǐng)域的研究熱點(diǎn), 本研究主要是利用化學(xué)試劑淋洗污染土壤, 在深層土壤添加固定劑, 固定從耕作層淋下 來(lái)的

2、重金屬, 旨在形成一種原位修復(fù)重金屬污染土壤 的新方法 。本文通過(guò)盆栽試驗(yàn), 利用混合試劑 (MC 1-2對(duì)污 染土壤 (取自廣東省樂(lè)昌市某鉛鋅礦廢水污染的水稻 田, 每盆 5kg 土壤 進(jìn)行緩慢淋洗, 收集淋出液并混 合, 記為污染淋出液 , 然后將淋出液 經(jīng)過(guò)不同固定劑處理的深層土壤, 并收集水樣 。 40d 后, 用蒸餾水 對(duì)污染土壤繼續(xù)進(jìn)行淋洗, 收集淋出液并混合, 記為污染淋出液 , 然后將淋出液 經(jīng)過(guò)不同固定劑處理 的深層土壤, 并收集水樣 。不同固定劑處理的深層土壤,由 5kg 下層土壤 和不同的固定劑組成 。 下層土壤取自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi) 20cm 以下土壤,為酸性赤紅壤,

3、與樂(lè)昌污染稻 田底土具有類似性質(zhì), 土壤置于塑料盆中, 底部有孔可供水流出 。 固定劑設(shè)置 4個(gè)處理: 對(duì)照, 不加固定劑; CaO :加入 7.5g CaO ; FeCl 3:加入 1L pH=8的 0.5mg ·L -1的 FeCl 3; FeCl 3+CaO:加入 7.5g CaO和 1L pH=8的 0.5mg ·L -1的 FeCl 3,每個(gè)處理 3次重 復(fù) 。結(jié)果與分析 :利用混合試劑對(duì)土壤進(jìn)行淋洗能有效去除土壤中的重金屬,一次淋洗可以去除土壤中20.46mg Zn 、 0.0422mg Cd 和 67.97mg Pb 。 混合試劑 淋洗土壤產(chǎn)生的淋出液 的 C

4、OD 、Zn 、 Cd 和 Pb 的濃 度分別為 2093、 10.02、 0.0147、 25.20mg ·L -1(表 1 , 經(jīng)過(guò)不同固定劑處理的深層土壤后,COD 和重金屬 含量都明顯降低 (表 1 。 淋出液 經(jīng)過(guò)堿性 FeCl 3處理的深層土壤后,淋出液污染物濃度為最低, COD 、 Zn 、 Cd 、 Pb 濃 度 分 別 是 無(wú) 固 定 劑 處 理 的 37.7%、15.5%、 44.6%、 69.0%, 其中 Zn 、 Cd 濃度低于地下水質(zhì) 量 類標(biāo)準(zhǔn);然而淋出液 經(jīng)過(guò) CaO 和 FeCl 3+CaO處理的深層土壤后,淋出液 COD 、Zn 、 Cd 、 Pb

5、濃度均 明顯高于無(wú)固定劑處理 。不同固定劑處理的深層土壤對(duì)表層淋出液 中的污染物的去除率,堿性 FeCl 3處理對(duì) COD 、Zn 、 Cd 、 Pb 的 去 除 率 分 別 達(dá) 到 89.28%、 96.99%、 82.99%、 78.09%, 去除效果最好 。 CaO 和 FeCl 3+CaO處理的去 除率相當(dāng), 均明顯低于無(wú)固定劑處理的深層土壤 。第一次淋洗試驗(yàn) 40d 后用蒸餾水淋洗污染土 壤, 可以看作是模擬降雨, 水的下滲會(huì)對(duì)下層土壤固 定的重金屬產(chǎn)生淋洗作用,檢驗(yàn)其固定作用的穩(wěn)定 性 。 結(jié)果表明 (表 2 , 經(jīng)過(guò)不同的固定劑處理的深層土壤后, 淋出液 Zn 、 Cd 濃度均低

6、于固定前, 均低于地下水質(zhì)量 類標(biāo)準(zhǔn) 。 但是對(duì)于淋出液中的 Pb ,經(jīng)過(guò) CK 、 CaO 和 FeCl 3+CaO固定劑處理土壤后的濃度高 于固定前, 超過(guò)了地下水質(zhì)量 類標(biāo)準(zhǔn), 即前期被固 定的 Pb 又解吸了下來(lái);只有經(jīng)過(guò)堿性 FeCl 3處理土 壤后的淋出液 Pb 濃度低于固定前,也低于地下水質(zhì)量 類標(biāo)準(zhǔn) (0.05mg ·kg -1 。 說(shuō)明堿性 FeCl 3與底層土 壤混合能有效固定土壤淋洗產(chǎn)生的淋出液中的重金化學(xué)淋洗和深層土壤固定聯(lián)合技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤Remediation of Heavy Metals Contaminated Soils by Combine

7、d Technology of ChemicalWashing and Fixation in Deep Soil Layer衛(wèi)澤斌 1, 2, 郭曉方 1, 2, 吳啟堂 1,2(1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510642; 2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 廣州 510642 關(guān)鍵詞 :化學(xué)淋洗; 深層固定; 重金屬; 土壤修復(fù)4072010年 2月衛(wèi)澤斌等:化學(xué)淋洗和深層土壤固定聯(lián)合技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤 表 1不同固定劑處理的深層土壤對(duì)表層土壤第一次淋出液的固定效果注:表中帶不同小寫字母的平均值間在 P <0.05水平有顯著差異 ; 去除率 (% =(固

8、定前重金屬濃度 -固定后重金屬濃度 /固定前重金屬濃度 ×100%。項(xiàng)目COD Zn Cd Pb 表層淋出液 /mg ·L -1209310.020.014725.20深層固定后 /mg ·L -1CK (無(wú)固定劑 578±99c 1.946±0.435b 0.0056±0.0008b 8.000±1.673b CaO 1457±50a 4.516±0.095a 0.0098±0.0002a 18.41±0.7314a FeCl 3(堿性 218±26d 0.3012

9、7;0.1232c 0.0025±0.0003c 5.522±0.570b FeCl 3(堿性 +CaO1672±49b 4.515±0.200a0.0101±0.0006a18.21±0.25a深層固定去除率 /%CK (無(wú)固定劑 71.6180.5862.1368.26CaO 28.5354.9233.5626.96FeCl 3(堿性 89.2896.9982.9978.09FeCl 3(堿性+CaO18.0054.9431.2927.75屬, 且不易被后期過(guò)水 (如降雨 淋洗出來(lái) 。結(jié)論 :用混合試劑對(duì)耕作層污染土壤進(jìn)行淋洗,

10、能夠清除土壤中的重金屬, 從而降低耕作層土壤重金 屬; 淋出的重金屬可以被堿性 FeCl 3處理的深層土壤 固定,固定的重金屬很少被后期的降水等再淋洗出 來(lái), 能很好地控制對(duì)地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn), 從而實(shí)現(xiàn)重金 屬污染土壤的修復(fù)和安全利用 。 因此, 化學(xué)淋洗和深 層固定聯(lián)合技術(shù)可能是一種新的 、 有效的重金屬污染 土壤高效低成本修復(fù)途徑 。參考文獻(xiàn):1Wu Qi-tang, Wei Ze-bin, Ouyang Y. Phytoextraction of metal-contami -nated soil by hyperaccumulator sedum alfredii H:effects o

11、f chelator and co-plantingJ.W ater, Air and Soil Pollution , 2007,180:131-139. 2Guo Zu-mei, Wei Ze-bin, Wu Qi-tang, et al. Chelator-enhanced phy -toextraction coupling with soil washing to remediate multiple -metals -contaminated soils J .Practice Periodical of Hazardous , Toxic, and Radioactive Waste Management , 2008, 12(3 :210-215. 表 2不同固定劑處理的深層土壤對(duì)表層土壤蒸餾水淋出液 的固定效果注:表中帶不同小寫字母的平均值間在 P <0.05水平有顯著差異 。項(xiàng)目Zn Cd Pb 表層淋出液 /mg·L -10.47310.00250.0356深層固定后 /mg·L -1CK (無(wú)固定劑 0.2681±0.0457ab 0.0019±0.0002ab 0.2375±0.0551ab CaO 0.2850±0.0337