磷酸渣對Pb、Cd污染土壤的修復及作用機理的研究.pdf

1、采用鋼鐵廠酸洗廢棄物磷酸渣為原料，對重金屬鉛鎘污染土壤的修復進行了研究，旨在拓寬磷酸渣的綜合利用途徑。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:
　　(1)對磷酸渣進行了XRD、XRF分析，結(jié)果表明磷酸渣主要成分為FePO4·2H2O;毒性浸出(TCLP)試驗研究結(jié)果表明:磷酸渣中浸出的重金屬濃度均低于USEPA規(guī)定值，因此不屬于具有浸出毒性的危險廢物，可以將其應用到后續(xù)實驗當中。
　　(2)利用磷酸渣修復鉛鎘污染土壤，研究了土壤中投加磷

2、酸渣后鉛鎘形態(tài)的變化，探討了磷酸渣不同投加量對土壤中鉛鎘毒性浸出的影響，通過測定土壤基本理化性質(zhì)，如pH、電導率(EC)、陽離子交換量(CEC)等，評價了磷酸渣對鉛鎘污染土壤的修復效果。研究結(jié)果表明:在土壤理化性質(zhì)方面，磷酸渣的投加對土壤pH的影響不大，不會導致土壤酸堿度有突出的變化;磷酸渣的投加會引起土壤EC的增加，但增加范圍較小;在實驗條件下，隨著磷酸渣投加量增加，鉛鎘污染土壤CEC值均增加，這說明磷酸渣的投加有利于改善土壤保肥力，

3、更有利于植物生長。磷酸渣的投加降低了土壤鉛鎘的浸出毒性，當投加量分別大于5％和20％時，鉛鎘毒性浸出濃度分別降低到EPA TCLP標準值以下;通過五步提取可知，隨著磷酸渣投加量的增加，鉛鎘殘渣態(tài)含量逐漸增加，說明磷酸渣的投加使土壤中的鉛鎘得到了有效的固定，鉛鎘污染土壤得到了有效的修復。此外通過實驗可知，磷酸渣對鉛污染土壤的修復效果好于鎘污染土壤，因此將磷酸渣應用到鉛污染土壤中具有廣闊的前景。
　　(3)以靜態(tài)實驗為基礎，分別從溶液

4、初始pH、吸附動力學、等溫線以及熱力學等方面系統(tǒng)研究了磷酸渣對重金屬鉛鎘在溶液中的吸附特性，探究作用機理。動力學研究結(jié)果表明，實驗數(shù)據(jù)與偽二級動力學模型具有良好的相關性，相關系數(shù)均為0.9999,表明這兩種吸附過程均是以化學反應為主導的吸附過程;鉛鎘在磷酸渣上的吸附平衡符合Langmuir等溫線模型，表明在吸附過程中磷酸渣表面主要發(fā)生均相反應，從Langumuir公式中計算得磷酸渣對鉛鎘的最大吸附容量分別為151.52 mg/g、51.

5、70 mg/g;熱力學研究表明兩種吸附過程均是可自發(fā)進行的吸熱過程;通過XRD、SEM-EDS等方法對比分析鉛鎘吸附前后磷酸渣成分與形貌的變化，并進一步闡述主要的吸附機理，發(fā)現(xiàn)磷酸渣與鎘主要作用機理為鎘與磷酸渣晶體中鐵發(fā)生了離子交換，而對于鉛則是磷酸渣先溶解，進而形成Pb3(PO4)2與Pb5(PO4)3OH。
　　研究結(jié)果不僅為磷酸渣的處理處置提供了新途徑，同時為修復Pb、Cd污染土壤提供了一條新方法。符合“以廢治廢”的環(huán)保理念