超顺磁微纳米MFH功能材料对铅污染土壤的修复研究

为有效、快速、廉价地修复废水和土壤铅污染,研究了一种重金属铅修复去除材料(超顺磁微纳米Fe3O4@Ca10(PO4)6(OH)2功能材料,MFH)的投加量、Pb^(2+)初始浓度、吸附时间、pH、离子强度以及有机质浓度等因素对废水、污染土壤中Pb^(2+)的修复效果。结果表明,MFH对溶液中的Pb^(2+)的吸附满足准二级动力学模型,在10min左右达到吸附平衡,最大吸附量181.6 mg·g^(–1);在pH 2.00~5.00范围内Pb2+去除率随溶液pH的增加而下降;溶液中离子强度增大会抑制MFH对Pb2+的去除率,而溶液中有机质含量增加则能有效提高MFH对Pb2+的去除率。MFH对农田和工业园区铅污染土壤均有较好的去除效果,添加重金属活化剂EDTA能明显提高MFH对土壤中铅的去除效果,其中对轻度铅污染的农田土壤中铅总量去除量为102.74μg·g^(–1)。利用磁棒对土壤中MFH进行回收,回收率可达88%以上,再生性能恢复率89.49%,且再生后的MFH磁性能、比表面积恢复较好。

超顺磁性纳米功能材料Fe_(3)O_(4)@Ca(H_(2)PO_(4))_(2)对Cd污染稻田土壤修复作用的研究

农田土壤镉(Cd)污染与危害不容忽视,亟需探索经济、高效的Cd污染土壤修复技术.采用共沉淀法制备超顺磁性纳米磷酸盐功能化材料(Magnetic nano-Fe_(3)O_(4)@Ca(H_(2)PO_(4))_(2),MFC),并用于重庆市某Cd污染稻田土壤磁选修复,在修复后的稻田栽培本地低Cd富集水稻“神9优28”和常规水稻“宜香优2115”,研究了施加MFC对土壤理化性质、土壤总Cd和有效态Cd含量、水稻根茎叶和籽粒Cd含量的影响.结果表明,MFC磁选修复Cd污染稻田土壤,显著提高了土壤全磷、有机质和阳离子交换量(CEC)含量;显著降低了土壤中的总Cd和有效态Cd含量,以施加1.0%功能化材料的降Cd效果最好,土壤中总Cd去除率为24.03%,有效Cd含量下降12.30%;两种水稻根、茎、叶和成熟期籽粒中Cd含量均显著降低,且低Cd富集品种糙米中的Cd含量显著低于常规品种.

超顺磁性纳米Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)功能化材料对镉污染土壤的修复

土壤Cd污染已成为我国的主要环境问题,严重威胁着农业的可持续发展,因此,亟需探索经济、有效的土壤修复技术.采用共沉淀法制备超顺磁性纳米Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)功能化材料(MFS),以此为修复剂并磁选回收去除土壤中的Cd,考察了MFS投加量、修复时间、土壤pH、土壤Cd含量和土壤有机质含量对MFS修复Cd污染土壤的影响,并探讨了有机酸活化联合MFS修复对实际农田土壤中Cd的去除效果.结果表明,对于总Cd含量为2.348 mg·kg^(-1)的土壤,随着MFS投加量的增加,土壤总Cd和有效态Cd含量均呈下降趋势;当MFS投加量为1.5%(材料∶土壤,质量比)时,土壤总Cd和有效态Cd含量分别下降23.21%和31.59%.土壤总Cd和有效态Cd含量均随修复时间的延长而降低,修复30 d时土壤总Cd和有效态Cd含量分别下降24.07%和35.94%;投加MFS可以显著降低土壤酸溶态和还原态Cd含量,氧化态Cd含量也有一定程度下降.土壤pH对去除土壤Cd有较大影响,在酸性土壤中Cd去除率较高.随着土壤Cd污染程度的加重,MFS对Cd去除率逐渐升高并趋于稳定;当土壤总Cd含量为0.882、1.267、1.653、2.348、3.717和5.751 mg·kg^(-1)时,Cd去除率分别为16.27%、17.58%、19.62%、22.47%、21.63%和21.52%;土壤有机质含量增加会抑制材料对Cd的去除.有机酸活化联合MFS修复能够显著提高土壤总Cd和有效态Cd的去除效果,其中,柠檬酸活化的效果略好于酒石酸.MFS去除土壤Cd的主要机制包括配位反应和磁力作用.