淺談土對重金屬離子的吸附解吸特性及其遷移修復(fù)機(jī)制研究

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1、浙江大學(xué)建工學(xué)院博士學(xué)位論文土對重金屬離子的吸附解吸特性及其遷移修復(fù)機(jī)制研究姓名：李振澤申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：唐曉武;陳云敏20090423浙江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要重金屬污染土非常普遍，危害性大，有必要開展重金屬離子在典型土中的歸宿、遷移特性與修復(fù)的研究。本文以室內(nèi)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析了多種因素(離子濃度、pH、溫度、土水比等)影響下四種重金屬離子(Cd、Cu、Pb、Zn)在兩種典型土(高嶺土和Q4黃土)中的吸附、解吸特性及其機(jī)理；提出了一套基于質(zhì)量濃度的運(yùn)移參數(shù)反演新方法；新定義了基于解吸過程的解吸附分配系數(shù)，相應(yīng)提出了解吸等

2、溫線的分析方法；發(fā)展了可模擬污染土修復(fù)過程的試驗(yàn)方法與理論模型，獲得了一系列有意義的結(jié)論。1)重金屬離子在土壤上的吸附受離子類型、土質(zhì)、平衡時間、pH、土水比的共同影響；黃土中方解石成分對Pb(II)、Cu(II)的吸附具有重要貢獻(xiàn)，而對Zn(II)、Cd(II)的吸附作用甚微；首次發(fā)現(xiàn)黃土中粉質(zhì)石英可吸附Pb(II)、Cd(II)、Zn(II)；高嶺石、針鐵礦等粘土礦物會產(chǎn)生表面絡(luò)合型吸附。2)試驗(yàn)驗(yàn)證并表征了解吸滯回特性和絡(luò)合物在土中再吸附的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)其與離子類型、離子的初始濃度、土壤質(zhì)地、解吸方法等密切相關(guān)。提出的基于解吸過程的解吸附分配系數(shù)

3、可考慮離子初始濃度和解吸方法，優(yōu)于現(xiàn)有方法。3)建立了基于土中污染物總質(zhì)量濃度的運(yùn)移參數(shù)反演新方法，并編制了反分析程序；通過對已有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)及本文土柱試驗(yàn)結(jié)果的整理分析驗(yàn)證了所提方法的合理性，此方法具有概念清晰、測試簡便、結(jié)果穩(wěn)定的特點(diǎn)。4)一維土柱擴(kuò)散試驗(yàn)表明黃土阻滯Pb(II)、Cd(II)的能力明顯優(yōu)于高嶺土，污染物在土中的有效擴(kuò)散系數(shù)隨離子半徑增加而減?。篜b(II)

4、型，并在試驗(yàn)結(jié)果分析中得到驗(yàn)證；土柱解吸試驗(yàn)表明絡(luò)合劑NTA可極大提高沖洗法對重金屬污染土的修復(fù)能力，且對Cd(II)的解吸效果好于Pb(II)，對污染高嶺土的修復(fù)效果明顯好于黃土，有望應(yīng)用于污染場地的沖洗法修復(fù)之中。關(guān)鍵詞重金屬，污染土，吸附，解吸附，滯回特性，修復(fù)浙江大學(xué)博士學(xué)位論文AbstractWidelydistributedsoilpollutionbyheavymetalsrequiresstudiesoffateandtransportofheavymetalsintypicalsoilsinChina．Thisdissertati

5、onisdesignatedtoinvestigatetheadsorption／desorptionbehaviorandmechanismoffourheavymetals(Cd，Cu，Pb，Zn)ontwotypicalsoils(KaolinandQ4Loess)onthebasisoflaboratoryexperiments．Severalfactors(i．e．ionicstrength，pH，temperature，solidsolutionratioetc．)havebeenstudied州tllregardingtheireff

6、ectsonadsorption／desorptioncharacteristicsandtherelevantmechanisms．Anovelparameterizationmethodwasputforwardtocalculatethetransportparameters(partitioningcoefficientandeffectivediffusioncoefficienO．AnoveldesorptionpartitioningcoefficientWasdefinedalong、^ritllanovelparameteriza

7、tionmethod．Novelanalysisschemeandthetheoreticalmodelwerebothdevelopedtosimulatetheremediationofheavymetalspollutedsoilusingacomlexingagent．Aseriesofsignificantconclusionsweredrawnaccordingly．1)Theadsorptionofheavymetalsonsoilsiscontrolledbyiontype，soilconstituent，equilibrating

8、duration，pH，solidsolutionratioetc．ThecalciteinloessWasfoundgr