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土壤中重金属铅、镉污染已成为我国目前面临的主要环境问题之一,土壤中铅、镉主要来自工矿业、农业等生产活动,通过不同的途径进入土壤,对人体健康和土壤环境质量造成严重威胁。土壤中重金属具有毒性大、难降解、易迁移等特点。原位钝化修复在控制土壤重金属生物毒性、形态转化以及迁移等方面具有良好的技术优势,目前被广泛应用到重金属污染土壤修复中。羟基磷灰石是一种环境友好型的钝化材料,对重金属具有良好的吸附能力,在重金属土壤修复方面具有良好的应用前景。羟基磷灰石易团聚,在制备时适当加入基质可改善团聚效应,本研究利用凹凸棒土的特殊性质,将其作为合成羟基磷灰石的基质,采取共沉淀法制备羟基磷灰石/凹凸棒土(HA/A)复合材料,以达到缓解其团聚,增强吸附性能的目的。研究了HA/A复合材料的制备条件及其理化性质,以镉铅为目标污染物,阐释了HA/A复合材料对铅和镉吸附的影响规律及机理,探究了HA/A复合材料对铅和镉污染土壤钝化效果。主要取得研究成果如下:(1)研究了HA/A复合材料制备条件及其理化性质。通过批实验考察了制备温度、凹凸棒土的投加量、钙盐初始浓度、磷酸盐初始浓度以及煅烧温度对吸附性能的影响;采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、BET(Brunauer-Emmett-Teller)对HA/A复合材料进行表征。制备实验结果表明适宜的制备条件为:制备温度为30℃,羟基磷灰石与凹凸棒土的质量比为1/1,钙盐和磷酸盐初始浓度分别为8.23 mg/L、11.62 mg/L,材料选择不煅烧。表征结果表明羟基磷灰石成功负载在凹凸棒土表面,同时改善了羟基磷灰石易团聚的问题,HA/A复合材料的比表面积远大于单独的羟基磷灰石和凹凸棒土。(2)研究了HA/A复合材料吸附铅镉的影响因素。通过批实验考察了HA/A复合材料的投加量、反应时间、溶液初始浓度、反应温度、溶液pH、阳离子共存对吸附性能的影响。结果表明:HA/A投加量的增加可以提高去除率;HA/A复合材料吸附镉和铅的平衡时间分别为1 h和2 h;HA/A复合材料的吸附量随镉和铅的初始浓度升高而增加,当浓度达到一定后,吸附量基本不变;反应温度、pH的升高均能促进HA/A复合材料对镉和铅的吸附;四种阳离子共存对吸附有抑制作用,其影响大小为Cu2+>Zn2+>Ca2+>Na+。(3)通过动力学模型、等温吸附模型、热力学分析及反应前后XPS、FTIR以及XRD表征,阐释了HA/A复合材料对镉和铅的吸附机理。结果表明,HA/A复合材料对镉和铅的吸附过程符合准二级动力学,说明吸附过程主要以化学吸附为主;HA/A复合材料对镉和铅的吸附等温线更符合Langmuir模型,说明吸附属于单分子层吸附;HA/A复合材料吸附镉和铅属于自发的、吸热的过程(?H0>0,?S0>0)。表征结果表明,HA/A复合材料吸附镉的机理主要是离子交换、与材料中-OH产生络合作用以及静电吸附;HA/A复合材料吸附铅的机理主要是离子交换、沉淀作用及表面吸附。(4)探究了HA/A复合材料对铅和镉污染土壤钝化效果。通过改变HA/A复合材料在土壤中的投加量,考察其对土壤pH、形态转化、有效态的影响以及评价其对铅和镉钝化效果。土壤中施加HA/A复合材料后,镉、铅污染土壤pH都明显提高;污染土壤中镉和铅的有效态含量随着材料施加量的增加而降低;镉的酸溶态和还原态主要转化为残渣态,铅的酸溶态主要转化为还原态和残渣态;HA/A复合材料的施加可提高对重金属污染土壤中镉和铅的钝化效果。