垃圾渗滤液溶解性有机物对土壤中重金属环境行为的影响-余国山.docx
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1、河北科技大学 硕士学位论文 垃圾渗滤液溶解性有机物对土壤中重金属环境行为的影响 姓名:余国山 申请学位级别:硕士 专业:环境科学 指导教师:高太忠 20090501 土壤重金属污染日趋严重,已成为全球性环境问题之一。垃圾渗滤液主要组分 中含有重金属和大量的溶解性有机物 (Dissolved Organic Matter, DOM)。 DOM是土 壤中有机和无机污染物的载体、重金属的有机配体,对受重金属污染土壤的修复起 重要的影响作用。本课题的研究为了解重金属的环境化学行为和治理土壤重金属污 染提供了依据。实验选取北方具有代表性的褐土,通过动力学实验、不同条件下的 吸附实验和动态土柱淋滤实验研究
2、了垃圾渗滤液 DOM对 Cu、 Cd、 Pb、 Zn四种重金 属在土壤中吸附及迁移转化规律的影响。 吸附动力学实验采用间歇法,通过吸附动力学曲线显示褐土对四种重金属的吸 附是一个快速的过程,前 30 min时间内吸附量约占吸附平衡时吸附量的 75%-98%。 将数据与 Elovich方程进行模拟,以做为表现土壤对重金属的吸附速率的常 数。等温吸附实 验中,以去离子水为对照,根据吸附平衡溶液浓度和吸附量绘制吸 附曲线,结合平均吸附率,得出垃圾渗滤液 DOM对 Cu、 Cd在土壤中的吸附促进作 用较明显,对 Pb有微弱的促进作用,对Zn在低浓度时抑制,高浓度时促进吸附。 吸附数据用 Freundl
3、ich等温吸附方程拟合较好,相关系数达极显著水平。同时在不同 pH、 温度下分别进行吸附实验,绘制实验曲线,并进行分析讨论。不同 pH条件下 DOM对不同重金属的吸附促进、抑制作用差别较大, Cu、 Cd达到吸附平衡后,垃 圾渗滤液 DOM可使酸性土壤溶液的 pH升高,使碱性土壤溶液的 pH降低,最终都 接近于中性; Pb、 Zn加入垃圾渗滤液 DOM达到吸附平衡后, pH值与初始值变化不 大。垃圾渗滤液 DOM在不同温度条件下对 Cu在土壤中吸附起促进作用,平均吸附 率比较为 25035015( : ; Cd、 Pb、 Zn平均吸附率比较为 15 C35 C159C; The results
4、 of Cd, Pb and Zn were 15C 0年 月; 日 指导教师签名 : 年 r月 日 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密,在 _年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 0$保密。 (请在以上方框内打 “ V” ) 学位论文作者签名: 产 J年 月 日 7指导教师签名 : 為人 年 j“月 日 第
5、1 章绪论 1.1引言 土壤是人类赖以生存的自然条件,土壤重金属污染是人类活动中产生的,致使 土壤中重金属含量明显高于国家标准,造成生态环境恶化的现象 1。土壤的重金属污 染是当今面积最广、危害最大的环境问题之一。 由于重金属在土壤中难以被土壤微生物所分解,易于在土壤中积累,从而导致 重金属在植物体中积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,引发癌症和其他疾 病,从而严重危害人畜的健康。如 20世纪 50年代,日本水俣病 ( Hg污染)、骨痛 病 ( Cd污染)相继发生。另外,土壤受到重金属污染后,含重金属浓度较高的污染 表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水
6、污染,或因为淋洗作用造成地下水污染等生态环境问题。据报道,中国受镉、砷、 铬、铅等重金属污染的耕地面积近 2 000万 hm2,约占总耕地面积的 1/5。土壤重金 属污染导致严重的经济损失,如中国每年就因重金属污染而减产粮食 1 000多万 t, 另外被重金属污染的粮食每年也多达 1 200万 t, 合计经济损失至少 200亿元 2。 卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法,存在着诸多污染问题,特别是填埋 过程中产生的大量垃圾渗滤液,水质复杂,危害性大,如不妥善处理,会对周围的 水体和土壤造成严重污染。垃圾渗滤液中含有重金属大量的溶解性有机物 ( DOM), DOM主要是指能够溶解于水、酸或碱溶
7、液中的有机物质,如天然水和土壤溶液中的 有机质、土壤和有机肥中能被水、酸 或碱等浸提的有机质等。由于 DOM是有许多有 机化合物组成的复杂混合物,所以 DOM也可以定义为通过 0.45 pm孔径滤膜,大小 和结构不同的有机分子的连续体3。 十一五期间,石家庄市对垃圾填埋场渗滤液治理相当重视,本项目属于石家庄 市建设科学研究计划课题。 DOM是土壤中各种污染物的载体和重金属的有机配体, 对于土壤重金属的溶解、吸附、迁移等环境行为起着重要的作用。而垃圾渗滤液中 含有大量的 DOM以及重金属,因此研究垃圾渗滤液 DOM对重金属污染物在环境中 的迁移、转化行为影响以及最终的归宿,对垃圾填埋场周围 土壤
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