羟基磷灰石/凹凸棒土复合材料制备及其对重金属污染土壤钝化性能研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:weiruan007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
多波速测深系统和侧扫声呐系统具有高精度、高效率、时效性强的特点,广泛应用于水下地形的测量中。该文以北江大堤工程为例,介绍了多波速测深系统和侧扫声呐系统在堤围险段水下
[目的]评价校外导师对预防医学本科生处理公共卫生突发事件能力的培养效果。[方法]聘请疾病预防与控制中心(CDC)的专业人员作为预防医学本科生的校外导师对学生进行实际工作
当赵氏一代,“崔府君”的奉祀风靡一时。特别是在南渡之际,高宗于磁州之庙卜、孝宗于诞前之托梦,“显应”所导致的崇敬,自然而然地提高了该神灵的重要性。临安府新建的相关道
在测量中法方程病态性问题的存在,使得在数据处理中平差模型呈现病态,参数最小二乘的估值性质会显著变坏,所得到的解不稳定。针对法方程病态性的研究,第一要务要判断解算的法
研究了含共轭结构氮杂环的非离子嵌段共聚物参与形成的稀土配合物纳米胶束的形态结构及荧光性能。通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合合成了聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶(P
以新疆乌兰林格提纯膨润土为原料,经NaNO3钠化改性、十六烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵2种季铵盐有机改性得到有机膨润土,考察了反应条件对有机膨润土性能的影响;用该
在体育各项目教学中运用“比赛练习法”,可以活跃课堂气氛,激发学生体育兴趣,消除学生体育课惰性情绪,提高学生上体育课的自觉性和积极性.对充分发挥体育教师的主导作用,体现
<正>所谓的"阿兹特兰",指的是墨西哥神话传说中阿兹特克人的发源地。阿兹特克人是美洲印第安人的一支,继奥尔梅克人和玛雅人之后,在墨西哥建立了璀璨的文明,其统治时间从13世
以滦河流域为研究区,基于未来气候变化研究成果建立了16种气候变化情景,结合SWAT分布式水文模型模拟了不同气候变化情景下的水文过程,对滦河流域气候变化的水文响应进行了分
当前海绵城市建设已经成为城市发展中十分重要的一个问题,其能够十分有效的控制内涝灾害,在城市规划的过程中也能够提升城市的排水能力,改善城市环境,本文就主要分析了海绵城