利用酒石酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤

通过室内模拟试验,采用土柱淋洗方法,研究酒石酸溶液两种不同添加方式对冶炼厂土壤中重金属离子去除率的影响,采用连续分级方法研究了淋洗前后冶炼厂土壤中重金属形态的变化.结果表明,2.5L酒石酸5次加样的淋洗效果明显好于10次加样的淋洗效果,其中5次加样淋洗能去除91.3%的Cd,11.1%的Pb,39.2%的Zn,11.1%的Cu;淋洗过程中铅的穿透曲线明显滞后于镉、铜和锌3种重金属离子.形态分级结果表明,酒石酸5次加样淋洗能有效去除污染土壤中交换态和碳酸盐结合态部分重金属离子,明显降低氧化物结合态部分重金属离子,而对有机态和残余态部分重金属离子作用效果不明显.可见用酒石酸土柱淋洗法修复重金属污染的土壤是可行的.

镉污染稻田土壤土柱淋洗修复研究

以三氯化铁为淋洗剂,采用土柱淋洗法对镉污染稻田土壤进行了修复研究。系统考察了土壤的干湿状态、淋洗液浓度及体积、搅拌次数、淋洗时间等淋洗条件对Cd去除率的影响,深入探究了Cd在土柱中的分布规律。结果表明:"干洗"条件下的修复效果优于"湿洗";淋洗液浓度、搅拌次数、淋洗时间及淋洗液体积的增加均能提升Cd的去除率,但提升程度有限;当采用"干洗"方式进行淋洗,且三氯化铁浓度为0.05 M、搅拌次数为3、淋洗时间为2 d及淋洗液体积为450 m L时,Cd的去除率可达最大值25.4%;在此最优淋洗条件下,洗脱的Cd中有86.7%存在于孔隙水中。由此表明,在稻田淋洗修复过程中,高效排出孔隙水是修复的关键。

过一硫酸盐-高铁酸盐-FeS体系土柱淋洗修复邻二氯苯污染土壤

有机氯污染土壤的修复是目前土壤修复的一个重点和难点。针对有机氯难降解的问题,本文采用土柱淋洗模拟异位淋洗修复的方式,利用过一硫酸盐-高铁酸盐-FeS(PFI)氧化体系对邻二氯苯污染土壤进行了修复。采用土柱实验测试了过一硫酸盐和高铁酸钾的复合溶液在土壤中的渗透系数(1.46×10^(-4)~2.46×10^(-4)cm/s),实验发现随氧化物浓度增大,渗透系数变小。使用PFI对污染土壤进行了土柱淋洗修复实验,结果表明,PFI可实现对深层土壤的氧化修复,在适中浓度下经过3.8h淋洗,可将深度为5cm、15cm、25cm处的土壤中的邻二氯苯最终残留率降低为17.5%、20.0%和30.3%。在改变土壤性质方面,土柱实验表明,PFI对土壤性质的改变与土壤深度呈负相关,即土壤越浅,改变得越彻底。综上所述,PFI氧化体系对含氯苯有机污染场地修复有良好的应用前景。

可生物降解螯合剂GLDA土柱淋洗修复镉锌污染土壤

为了降低重金属污染土壤的风险,需要研究有效的修复技术.采用可生物降解螯合剂谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)为淋洗剂,通过开展土柱淋洗实验,考察了GLDA对Cd和Zn的修复效果和对土壤理化性质的影响.研究结果表明:GLDA对Cd、Zn的淋出率(61.7%、22.3%)与乙二胺四乙酸(EDTA)的相近,酸可提取态和可还原态的Cd和Zn显著减少,Cd、Zn迁移性和环境风险有效降低.FeS沉淀淋洗液中的Cd和Zn,可以实现GLDA回收利用,再生与新鲜的GLDA对Cd、Zn具有相近的提取能力.GLDA淋洗后采用水冲洗土壤,可以减少GLDA的使用量,也会降低GLDA在土壤中的残留.GLDA淋洗对土壤pH、速效磷、速效钾均有不同程度的改变,并显著增加土壤细颗粒的比例,对土壤结构和质地会造成一定的影响.

多氨基多醚基甲叉膦酸土柱淋洗修复镉污染土壤

采用土柱淋洗的方法,研究有机膦酸PAPEMP淋洗去除重金属镉的适宜条件,分别研究了PAPEMP不同土液比、淋洗时间和淋洗次数对土壤中重金属镉的去除效果。结果表明,以质量分数为7%PAPEMP溶液为淋洗剂,土液比为1∶4,淋洗时间为240min的条件下,1次淋洗时土壤中镉的去除率最高。PAPEMP可以应用于淋洗修复镉污染土壤。

土柱淋洗实验研究进展及其在土壤有机碳迁移研究中的应用展望

土壤碳库是陆地生态系统碳循环中重要的源与汇,其小幅的变化都将对大气CO2含量造成巨大的反馈。全球约有1 500 Gt的有机碳储存在土壤中,土壤有机碳的迁移转化一直以来是学者们关注的热点问题。土柱淋洗实验在农业、林业、环境科学等研究领域广泛应用,并在土壤溶质运移模拟、土壤水文性质、重金属和污染物迁移转化等科学研究中取得了大量的研究成果。土柱淋洗实验的设计细节直接关乎实验结果的真实性,存在一些不容忽视的问题,例如大孔隙的数量、优先流的特征等。本文总结了目前国内外土柱淋洗实验研究的现状,讨论了一些土柱淋洗实验设计的常见问题,并在回顾前人土柱淋洗实验研究的基础上,对土柱淋洗实验在研究土壤有机质迁移转化的应用前景做出了展望。

LED3A土柱淋洗Pb与Zn污染砂土的效果

为探究不同淋洗方式下螯合型表面活性剂LED3A(N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐)对重金属污染土壤的淋洗效果,采用室内土柱淋洗法研究了LED3A在不同流速条件下对Pb、Zn单一污染砂土的淋洗效果,并通过优化的BCR法分析了淋洗前、后土柱中不同深度处Pb、Zn的形态变化特征.结果表明:LED3A对Pb、Zn单一污染砂土的淋洗规律基本类似,淋出液中ρ(Pb)、ρ(Zn)随淋洗液累积孔隙体积数目的增加呈现急剧增大、达到峰值后逐渐降低的趋势; Pb、Zn的淋洗曲线中均存在不同程度的拖尾现象,且对称性较差;淋出液中ρ(Pb)、ρ(Zn)峰值和Pb、Zn最大累积去除率均随流速的增大而减小.随着淋洗深度和流速的增加,各形态Pb、Zn的去除率均呈现减小的趋势,LED3A对酸可提取态Pb、Zn的去除效果最为显著,去除率均大于50%;对氧化物结合态、有机结合态和残渣态Pb、Zn的去除率大小顺序与淋洗深度和流速有关;对比淋洗前、后土柱中重金属的形态分布可知,最易释放和被生物利用的酸可提取态的占比明显减少,不易或不能被生物利用的氧化物结合态、有机结合态和残渣态的占比明显增加.研究显示,LED3A低流速淋洗不仅能够去除一定量的土壤重金属,同时可有效降低残留重金属对环境的潜在风险.

N-LED3A对Pb-Zn复合污染砂土柱淋洗效果的影响

[目的]研究N-LED3A对Pb-Zn复合污染砂土柱淋洗效果的影响。[方法]采用土柱淋洗法研究了新型螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐(N-LED3A)对Pb-Zn复合污染砂土的柱淋洗,考察了淋洗速度对淋洗效果的影响以及淋洗前后重金属Pb、Zn的形态变化特征。[结果]不同淋洗速度条件下N-LED3A对Pb、Zn的淋洗曲线具有相似的规律,即淋出液中Pb、Zn的浓度随淋洗液累积孔隙体积数的增大而呈现急剧增大、达到峰值以及急剧减小后在低浓度条件下趋于平缓;随着淋洗速度从5.0 cm/h增加到14.1 cm/h,N-LED3A对Pb、Zn的去除率分别减少8.8%和10.1%。不同淋洗速度下土柱中不同深度处酸可提取态Pb、Zn的去除率最大,淋洗速度和淋洗深度对氧化物结合态、有机结合态和残余态Pb、Zn的影响规律不同。[结论]低流速淋洗能够有效降低污染土壤中Pb、Zn的环境风险。

盐酸、EDTA土柱淋洗法修复Cd污染土壤

以某化工厂附近受Cd污染的土壤为研究对象,通过室内土柱淋洗实验方法,模拟土壤的实际环境,研究盐酸和乙二胺四乙酸(EDTA)对污染土壤中重金属Cd的去除效果。结果表明:在盐酸浓度为3 mol/L、EDTA浓度为0.04 mol/L的条件下,采用盐酸、EDTA、盐酸:EDTA 1:1和盐酸:EDTA 2:1四种配方,样品中Cd的去除率分别为64%、27%、36%和55%。采用盐酸作为淋洗剂均能取得所有配方中最高的Cd去除率,其中淋洗最大值主要集中在18-26h之间。

秸秆及其配施有机物料对黄灌区盐碱土淋洗效果的影响

为了分析比较玉米秸秆及其配施不同有机物料对盐碱土壤淋洗过程中盐分和溶解性有机物的影响,以黄河南岸灌区中度和重度两种盐碱土壤为研究对象,分别设置对照(CK)、3%玉米秸秆(W1)、2%玉米秸秆配施1%牛粪(W2)和2%玉米秸秆配施1%生物炭(W3)共4个处理,通过测定淋洗液的可溶性盐和溶解性有机碳(DOC)含量、淋洗前后土壤电导率(EC)和盐基离子,探究淋洗过程中不同有机物添加下土壤盐分和有机物分解过程的变化。结果表明:秸秆及其配施不同有机物料均显著降低了两种盐碱土淋洗后土壤的EC和可溶性盐离子含量。与淋洗前相比,W1、W2和W3处理下,中度盐碱土的脱盐率分别为65.02%、67.22%和66.21%,重度盐碱土分别为73.85%、66.14%和69.55%。W1、W2和W3处理下,中度盐碱土中可溶性Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)的降幅范围分别为48.38%~69.32%、70.89%~75.86%和73.00%~74.45%,重度盐碱土中可溶性K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)降幅范围分别为14.86%~23.39%、70.98%~85.84%、86.63%~92.39%和93.72%~95.42%。有机物料的输入会增加两种盐碱土的DOC含量,但不同处理在两种盐碱土中腐殖化程度表现不同。中度盐碱土中,不同物料淋洗液中溶解性有机物的特定紫外吸光度(SUVA254)和光谱斜率比值(SR)在处理间均无显著差异,SUVA254随淋洗次数增加而降低,而SR均增大;重度盐碱土中,添加有机物料处理下溶解性有机物的SR均较小,但W1处理的SUVA254低于W2和W3处理。秸秆配施不同有机物料均提高了土壤持水量,中度盐碱土中以W1效果最好,提高了31.00%,重度盐碱土中W1、W2分别提高了76.46%、74.33%。综上,在相同淋洗状态下,外源有机物料的添加均不同程度地减少了两种盐碱土的可溶性盐基离子含量,有效降低了土壤盐碱程度,尤其是重度盐碱土。同时,外源有机物料的添加也增加了土壤DOC的输入来源,提高了土壤持水能力,弥补了淋洗对盐碱化土壤造成的养分损失。在给定淋洗条件下,中度盐碱土中W2处理的脱盐、降Na+效果最好,重度盐碱土中以W1处理较好。

复合淋洗剂土柱淋洗法修复Cd、Pb污染土壤

选取三氯化铁和有机酸(柠檬酸、苹果酸、酒石酸)复合淋洗,采用土柱淋洗的方法对Cd、Pb污染土壤进行淋洗实验,研究了复合淋洗剂浓度配比、淋洗剂用量和淋洗次数对重金属去除效果的影响,并测定了土壤淋洗前后Cd、Pb形态的变化。结果表明:三氯化铁浓度为10 mmol/L,有机酸浓度为20 mmol/L时,淋洗率Cd为72.15%,Pb为30.26%,与使用单一淋洗剂相比均有大幅提升。复合淋洗剂能有效地去除交换态、碳酸盐结合态和氧化物结合态重金属,而对有机态和残余态部分重金属作用效果不明显;Cd比Pb容易去除是由于污染土壤中Cd的存在形态主要是可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态,而Pb的存在形态主要是有机结合态和残渣态。淋洗后土壤中Cd和Pb均达到土壤环境质量标准。

有机酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤

通过室内模拟实验,采用土柱淋洗方法,研究草酸、柠檬酸、乙酸和酒石酸溶液对某电镀厂附近土壤中重金属的去除效果。探讨了淋洗剂浓度、淋洗次数和淋洗时间等对淋洗效果的影响,研究草酸淋洗前后土壤中重金属形态的变化。结果表明,淋洗过程中铬的去除效果明显滞后于铜、锌和镍3种重金属离子。1 mol/L的草酸在土水比为1∶1,淋洗5h,淋洗4次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cu、Zn、Ni和Cr的去除率分别是99.6%、66.98%、88.7%和18.23%。

土柱淋洗法修复铬污染土壤的水力梯度优化试验

针对重金属污染土壤的修复,淋洗法是一种比较成熟的方式,但目前研究主要聚焦于淋洗剂的选择,而关于水力停留时间对淋洗效果影响的研究相对较少.水力梯度是影响水力停留时间的重要因素,优化水力梯度能够缩短修复周期,降低淋洗成本,有效提高淋洗效率,为现场淋洗修复工程应用提供参考.本文针对人工制备的不同质地的铬污染土壤进行了土柱淋洗试验,探究了土柱淋洗过程中不同水力梯度条件下淋出液的pH值、淋洗液渗流速度和淋洗前后不同类型土壤中Cr(VI)及总Cr含量的变化情况,并根据土壤中Cr(VI)、总Cr去除情况对水力梯度进行了优化,研究结果表明淋洗铬污染土壤的最佳柠檬酸浓度为0.15 mol·L^(-1),淋洗铬污染壤土、砂质壤土和砂土的最佳水力梯度分别为7.2、3.6和1.2,总Cr去除率分别达到82.86%、77.27%和82.15%.

秸秆还田与无机改良剂配合对滨海盐渍化土壤特性的影响

为探讨秸秆还田与无机改良剂配合对滨海盐渍土土壤特性的影响,明确其对盐碱土壤的降盐和改土效果,本研究以黄河三角洲中度盐渍土为研究对象,采用土柱试验,研究不同秸秆还田方式及其与无机改良剂配合对土壤盐分和理化性质的影响。结果表明:秸秆覆盖或翻埋还田配施无机改良剂处理促进了盐分的淋洗,增加了淋溶液中总盐含量以及各盐基离子含量;秸秆还田和秸秆还田与无机改良剂配合均可降低土壤盐分含量,其中秸秆还田与无机改良剂配合较秸秆不还田处理淋溶液中盐分含量增加,且0~<40 cm土层中土壤盐分含量降低,脱盐率高达70.76%~83.94%;在0~<20 cm土层中,土壤有机质含量增高了10.96%和11.96%,铵态氮含量增加了23.77%和24.01%,土壤容重降低了10.19%和11.53%,0.25~<2 mm水稳性团聚体占比增加了59.38%和63.95%;在20~<40 cm土层中,土壤有机质含量增高了21.07%和22.15%,铵态氮含量增加了22.86%和27.99%,土壤容重降低了7.20%和8.13%,0.25~<2 mm水稳性团聚体占比增加了39.54%和32.67%。研究表明,秸秆覆盖+翻埋还田配合无机改良剂处理对滨海盐渍土的降盐、改土效果最优,可降低土壤盐分、提高土壤质量。

有机酸淋洗对土壤Cd纵向迁移及有效性的影响

针对保定市污灌区土壤重金属污染现状,采用土柱模拟淋洗试验,以自然Cd污染土壤为对象,研究了EDTA、柠檬酸、草酸3种淋洗剂对污染土壤中镉纵向迁移的影响,以及有效态镉在表层污染土壤中(0-20cm)的变化规律。结果表明:淋洗后表层污染土壤中Cd含量均随着有机酸添加量的增加而降低,随着EDTA添加量增加各处理较对照分别降低了4.72%,8.96%,19.38%,30.46%;不同柠檬酸添加量处理较对照分别降低了0.42%,1.14%,16.9%,27.9%;不同草酸处理较对照分别降低了4.23%,5.70%,14.01%,17.75%。随着有机酸添加量的增加,底层全镉(20-50cm)迁移深度增加,最大迁移深度可达到40cm,含量随着深度的增加而减少,3种有机酸对污染土壤镉迁移能力顺序为EDTA>柠檬酸>草酸。除低柠檬酸添加量处理下(<75kg/667m2)表层污染土壤有效镉含量较对照略有降低外,土壤有效态镉的含量均随着各有机酸添加量的增加而增加,且两者之间呈显著的线性正相关。

淋洗水质和水量对宁夏龟裂碱土水盐运移的影响

为了探明龟裂碱土土壤剖面盐分分布与淋洗水质和水量的定量化关系,为宁夏引黄灌区龟裂碱土改良提供科学依据,通过室内土柱淋洗试验,开展了脱硫石膏施用下水质和水量对宁夏龟裂碱土水盐运移影响的研究。结果表明:脱硫石膏施用下龟裂碱土随着入渗时间的增加,累积入渗水量和湿润锋深度呈先急剧增加再缓慢增加的趋势,同一淋洗水量下入渗历时表现为黄河水<沟水<农田排水,淋洗水中的Na^+对龟裂碱土土壤入渗能力的影响较大;与土壤初始值相比,各处理0—20cm土层土壤pH值均有不同程度的降低,土壤脱盐率在79.53%~90.83%之间,阳离子溶脱率均表现为Mg^(2+)>Na^+;利用农田排水淋洗龟裂碱土在降低0—40cm土层土壤全盐和主要盐分离子Na^+、Cl^-、Mg^(2+)、HCO_3^-含量方面效果较黄河水更为明显,淋洗水质对0—40cm土层Mg^(2+)和HCO_3^-溶脱率的影响表现为黄河水<沟水<农田排水。由于所用农田排水矿化度较低,农田排水淋洗处理土壤下层盐分聚积现象并没有比黄河水处理更明显。

不同淋洗剂对镍污染砂土的柱淋洗研究

比较了去离子水、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、盐酸和柠檬酸对模拟污染砂土中镍(II)的柱淋洗作用。SDS浓度为500、1 000、1 750、2 500和3 250 mg/L,盐酸溶液pH值为0.8、1、2和3,柠檬酸溶液浓度为0.01、0.04、0.1和0.4 mol/L。结果表明,几种淋洗剂对土柱中镍的淋洗曲线规律相似,即在淋洗液孔隙体积数为0.5时开始有镍淋出,随着累计孔体积数目的增大,淋洗液中镍的浓度逐渐开始增大,达到峰值时又开始减小。在去离子水淋洗过程中,镍最大淋出浓度为90.8 mg/L;五种不同浓度SDS淋洗过程中,镍最大淋出浓度分别为92.4、90.2、94.1、51.0和53.7 mg/L;四种不同pH值的盐酸溶液对应的镍最大淋出浓度分别为959.5、753.3、56.3和23.9 mg/L;四种不同浓度的柠檬酸对应的镍最大淋出浓度分别为318.6、793.4、930.1和1 464.4 mg/L。pH=1的盐酸溶液对镍的淋洗去除率最高为87.3%,其次是浓度为0.1 mol/L的柠檬酸溶液,去除率为83.2%;SDS的淋洗效率低,与去离子水相当。0.1 mol/L的柠檬酸溶液可为污染土壤重金属镍淋洗用试剂。

EDTA淋洗修复Pb、Cd重金属污染土壤

重金属污染土壤的修复已经成为土壤应用的重大问题.而土壤淋洗技术由于其适用污染物范围广、具有治理效果稳定、修复效率高的特点,本文首先通过室内振荡淋洗法修复重金属污染土壤,得到EDTA适宜的淋洗浓度,再通过室内的土柱淋洗试验修复重金属污染土壤.有实验结果分析可知,室内振荡淋洗时Cd的去除随着EDTA的浓度增加,先增大后减小; Pb的去除率随着EDTA的浓度增加一致增大,但是增加趋势逐渐变缓.土柱淋洗时EDTA浓度为0. 1mol/L对重金属的去除率较大,与振荡淋洗的结果相符.

不同有机物料对盐碱土的淋洗效果研究

主要通过土柱模拟试验探究不同有机物料对渗滤液的盐分和可溶性有机碳(DOC)以及不同深度土壤盐分、有机质和微生物生物量碳氮的影响,设置有机硅功能肥(WO)、颗粒状有机物料(YP)、粉末状有机物料(GG)、颗粒状有机物料和粉末状有机物料各50%(YG)以及不添加有机物料(CK)共5个处理。结果表明,有机物料的添加提高了渗滤液的EC值及水溶性Ca^(2+)、Mg^(2+)和Na^(+)含量,YP处理的渗滤液盐基离子含量最高,而WO处理的渗滤液中DOC含量最低;与CK处理相比,WO处理显著提高各深度土层的水溶性Ca^(2+)、Mg^(2+)和K^(+)含量,显著降低各深度土层的pH、交换性Na^(+)、碱化度(ESP)和0—20 cm土层的水溶性Na+和钠吸附比(SAR),但其他有机物料的处理对pH、EC值和盐分等无显著影响;淋洗作用使表层土壤(0—20 cm)盐分向土壤深层移动,淋洗结束后,各处理的土壤EC值、水溶性总盐、交换性Na^(+)和ESP随着土层深度的增加而升高;与CK处理相比,GG和YG处理显著提高0—20 cm土层的有机质含量,分别提高23.97%和20.53%。研究结果为有机物料的添加对盐碱地淋洗过程中盐分和有机质的变化提供了理论的数据参考。

猪场沼液/稻草腐解液模拟原位柱淋洗修复铬污染土壤效果研究

实验室模拟原位柱淋洗工艺,以猪粪源沼液、腐解稻草中溶解性有机质(DOM)提取液为淋洗剂,探究其对铬污染土壤洗脱效果,优化了淋洗速度、淋洗液用量及淋洗方式等影响洗因子,并研究了土柱中残留铬浓度纵向分布和洗脱机制。结果表明:猪粪源沼液和腐解稻草中DOM提取液均为修复铬污染土壤的高效绿色淋洗剂,其中猪粪源沼液修复效果更佳。最佳工艺条件为:淋洗速度1.5 min·L^(-1)、连续淋洗10个孔隙体积。该条件下,当土壤总铬含量为121.54 mg·kg^(-1)(六价铬含量为119.9 mg·kg^(-1))时,猪粪源沼液对总铬和六价铬去除率分别为56.25%,56.91%,稻草DOM对其洗脱率分别为42.79%,42.94%;当土壤总铬含量为941.9 mg·kg^(-1)(六价铬含量为856.9 mg·kg^(-1))时,猪粪源沼液对总铬和六价铬去除率分别为94.99%,95.17%,稻草DOM则分别为92.01%,92.64%。土柱中残留铬浓度纵向分布趋势表明铬残留含量随着深度变化而变化,均在距离土柱底部1/5处达到最大值。猪粪源沼液和腐解稻草中DOM包含大量羧基、羟基、酚基和电子,洗脱土壤中铬的同时,对土柱中残留六价铬有解毒功效。