磁性黏土颗粒对污染土壤中镉去除作用的初步研究

本研究使用了一种毫米级磁性黏土颗粒吸附材料测试其对土壤Cd的去除性能,材料记为巯基改性凹凸棒@沸石(MSAZ)。通过对不同类型人工模拟Cd污染土试验表明,材料最佳施用量为MSAZ与土壤质量比1︰5,此时在人工模拟污染红壤中0.43 mol/L HNO_(3)提取态Cd的单次材料施用去除率高达95%,在人工模拟的棕壤和黑土也可达75%~80%。通过对实际的Cd高背景旱地土壤和Cd污染水稻土的去除试验表明,MSAZ对这两种土壤中0.43 mol/L HNO_(3)提取态Cd的首次施用去除率均约40%;经过5次重复利用后,MSZA对污染水稻土中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的累积去除率可达98%,并且该材料依然保持着85%的吸附能力,回收率仍高于80%。本研究的磁性黏土颗粒具有较强的土壤Cd去除性能和应用潜力,可为农田土壤Cd污染的原位修复提供材料及技术支持。

改性及复合黏土矿物调理剂对土壤镉有效性和稻米镉含量的影响

选择镉(Cd)污染农田土壤(全Cd含量为0.79 mg·kg^(-1),pH 6.71)进行盆栽试验,比较研究了巯基化海泡石(SGP,pH为9.31,施用量为0.5 g·kg^(-1))、氨基化凹凸棒(ISS-1,pH为9.78,施用量为0.5 g·kg^(-1))和腐殖质-海泡石复合体(ISS-2,pH为9.94,施用量为1.3 g·kg^(-1))3种碱性调理剂对土壤溶液Cd浓度、0.1 mol·L^(-1)氯化钙提取态Cd浓度、水稻生长和糙米Cd含量的影响。试验结果表明,SGP、ISS-1和ISS-2这3种调理剂施用后前3周均能快速降低土壤溶液Cd浓度。施用SGP后,水稻分蘖期、拔节期和成熟期土壤氯化钙提取态Cd浓度分别降低47.2%、50.1%和48.6%,而施用ISS-1仅降低拔节期(25.4%)土壤氯化钙提取态Cd浓度,施用ISS-2只降低分蘖期(20.2%)和拔节期(25.3%)土壤氯化钙提取态Cd浓度。施用SGP和ISS-2后糙米Cd含量分别降低35.2%和34.7%,施用ISS-1对糙米Cd含量没有显著影响。不同调理剂对水稻株高、产量、有效分蘖数和千粒重,以及土壤pH均没有显著影响。土壤Cd生物有效性的降低可能主要与调理剂的吸附和络合等作用有关。在轻度Cd污染的中性农田土壤中,控量施用改性及复合黏土矿物调理剂(SGP和ISS-2)可以在不显著改变土壤酸碱性条件下有效降低土壤Cd生物有效性和稻米Cd含量。

柠檬酸对污染棕壤中镉的去除优化及结合形态影响

针对农田土壤重金属污染,研究了有机酸对土壤中镉的去除条件优化及结合形态的影响,旨在发展一种环境友好、可原位且永久去除土壤中镉(Cd)的淋溶暗排联合净化方法.采用环境友好型淋溶剂柠檬酸,通过批试验确定淋溶最佳参数(柠檬酸浓度、固液比、淋溶次数、淋溶时间和淋溶方式).同时,将自行设计的淋溶瓶和淋溶暗排箱用于批试验最优化参数验证和原位土壤中Cd清除模拟,用CaO絮凝法除去收集暗排废液中的Cd,并通过BCR连续提取法评估土壤中Cd的迁移性和有效性.结果表明,通过柠檬酸的连续分批浸提,使用0.30 mol·L^(-1)柠檬酸以1 g∶1.5 mL的固液比连续3次、6 h振荡浸提对土壤中总Cd的淋溶去除率可达81.3%.通过淋溶暗排箱试验,经柠檬酸-水梯度淋溶可有效去除78.0%的Cd,暗排液经CaO絮凝可去除95.6%的Cd;柠檬酸对弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态Cd的淋溶去除率分别为83.0%、70.3%、43.9%和25.0%.研究表明,采用淋溶暗排和CaO絮凝的联合方法可快速去除污染农田土壤中的Cd并避免暗排液二次污染.后续研究需进一步扩大试验规模并开展野外验证试验.