淺談土對重金屬離子的吸附解吸特性及其遷移修復機制研究

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1、浙江大學建工學院博士學位論文土對重金屬離子的吸附解吸特性及其遷移修復機制研究姓名：李振澤申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：唐曉武;陳云敏20090423浙江大學博士學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、遷移特性與修復的研究。本文以室內(nèi)試驗為基礎，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、解吸特性及其機理；提出了一套基于質(zhì)量濃度的運移參數(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過程的試驗方法與理論模型，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，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)生表面絡合型吸附。2)試驗驗證并表征了解吸滯回特性和絡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。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；通過對已有文獻數(shù)據(jù)及本文土柱試驗結(jié)果的整理分析驗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。4)一維土柱擴散試驗表明黃土阻滯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散系數(shù)隨離子半徑增加而減?。篜b(II)

4、型，并在試驗結(jié)果分析中得到驗證；土柱解吸試驗表明絡合劑NTA可極大提高沖洗法對重金屬污染土的修復能力，且對Cd(II)的解吸效果好于Pb(II)，對污染高嶺土的修復效果明顯好于黃土，有望應用于污染場地的沖洗法修復之中。關鍵詞重金屬，污染土，吸附，解吸附，滯回特性，修復浙江大學博士學位論文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