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基于MSC-IDA的土壤重金属镉污染移除净化技术研究
Study on Removal and Purification Technology of Soil Cadmium Based on MSC-IDA
受到各种条件的限制，土壤重金属镉污染采用统一净化方案并不能取得最佳治理效果。针对上述问题，提出基于MSC-IDA（磁性固体螯合剂）的土壤重金属镉污染移除净化技术。设计了4种不同的净化方案，设定不同的土壤样本（重金属镉元素含量：0.925、0.642、0.61 mg）、MSC-IDA浓度（0.01、0.05、0.1、0.20 mol/L)、净化时间（时间：0~120 min）、土壤粒径不同（50、100、200目），研究这些方案下的MSC-IDA对土壤重金属镉污染的移除净化效果。结果表明：方案1条件下，在添加MSC-IDA后，3种土壤样本中镉含量均明显减少，其中样本1的去除率最高，为5.22%；方案2发现，在MSC-IDA添加量小于0.1 mol/L时，土壤中镉的去除率随MSC-IDA浓度的增加而增加，但当MSC-IDA含量超过0.1 mol/L之后，上升幅度逐渐趋于平缓，样本1 (Cd: 0.925 mg/kg)去除率>样本2 (Cd: 0.642 mg/kg)>样本3 (Cd: 0.61 mg/kg)。方案3发现，震荡时间与镉的去除率成正比，但是90 min后，镉去除率增长趋于平缓，最后开始下降。方案4发现土壤粒径越大，MSC-IDA的净化效果越好，3种不同样本中，MSC-IDA对样本2(0.642mg/kg)的净化效果最好。
Constrained by various conditions, the unified purification program for removing soil cadmium (Cd) can not achieve the best effect. A novel soil Cd pollution removal and purification technology based on magnetic solid chelator (MSC-IDA) was proposed. We collected three Cd-polluted soil samples (0.925, 0.642 and 0.61 mg/kg), set MSC-IDA concentrations (0.01, 0.05, 0.1 and 0.20 mol/L), purification time (0-120 min) and different soil particle size conditions (50, 100 and 200 mesh), and designed 4 programs to study the removal and purification efficiency of MSC-IDA on soil Cd. The results showed that under program 1, by adding MSC-IDA, the Cd content in the three Cd polluted soil samples decreased significantly, and the Cd removal rate of the first soil sample was the highest of 5.22%. The results of program 2 showed that when the addition amount of MSC-IDA was less than 0.1 mol/L, the removal rate of Cd in soil increased with the increase of MSC-IDA concentration, but when the concentration exceeded 0.1 mol/L, the increase gradually tended to be flat. The Cd removal rate of the first soil sample (Cd: 0.925 mg/kg) was higher than that of the second soil sample (Cd: 0.642 mg/kg) and the third soil sample (Cd: 0.61 mg/kg). The results of program 3 indicated that the shaking time was positively proportional to the removal rate of Cd, but after 90min, the enhancement of Cd removal rate tended to be flat and declining. Program 4 found that the larger the soil particle size, the better the purification effect of MSC-IDA was. To the three Cd-polluted soil samples, MSC-IDA had the best purification effect on the second one (Cd: 0.642mg/kg).
MSC-IDA / 土壤污染 / 镉 / 移除效率 / 净化 {{custom_keyword}} /
MSC-IDA / soil pollution / cadmium / removal efficiency / purification {{custom_keyword}} /
表1 试验材料 |
| 名称 | 规格 | 生产企业 |
|---|---|---|
| 四氧化三铁 | 分析纯 | 天津博迪化工股份有限公司 |
| 四乙氧基硅烷 | 分析纯 | 天津市福晨化学试剂厂 |
| γ-氨丙基三乙氧基硅烷 | 分析纯 | 湖北武大有机硅新材料股份有限公司 |
| 氯乙酸钠 | 分析纯 | 天津市光复精细化工研究所 |
表2 试验设备与仪器 |
| 名称 | 型号 | 生产企业 |
|---|---|---|
| 电热鼓风干燥箱 | 101型 | 北京市永光明医疗机械厂 |
| 电子天平 | BS 224 S | 北京赛多利斯仪器系统有限公司 |
| 台式高速离心机 | TG16 | 长沙英泰仪器有限公司 |
| 超声波清洗器 | KQ-500E | 江苏省昆山市超声仪器有限公司 |
| 原子吸收光谱仪 | ZEEnit700P | 德国耶拿分析仪器股份有限公司 |
| 台式恒温振荡器 | THZ-C | 太仓市华美生化仪器厂 |
| 磁力搅拌器 | FlatSpin | 大龙兴创实验仪器有限公司 |
| 振动磨研样机 | RK/XZN-100 | 武汉洛克粉磨设备制造有限公司 |
表3 土壤重金属镉污染移除净化方案参数设置 |
| 条件 | 方案1 | 方案2 | 方案3 | 方案4 |
|---|---|---|---|---|
| 样本/个 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 温度 | 室温 | 室温 | 室温 | 室温 |
| 螯合剂浓度/(mol/L) | 0.05 | 0.01、0.05、0.10、0.20 | 0.05 | 0.05 |
| 净化时间/min | 60 | 60 | 0~120 | 60 |
| 粒径/目 | 50 | 50 | 50 | 50、100、200 |
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文章所在专题
表1 试验材料表2 试验设备与仪器
图1 梅花点采样法图2 MSC-IDA（磁性固体螯合剂）制备流程表3 土壤重金属镉污染移除净化方案参数设置图3 重金属镉元素含量检测流程图4 方案1下MSC-IDA的应用效果分析图5 方案2下MSC-IDA的应用效果分析图6 方案3下MSC-IDA的去除率对比图图7 方案4下MSC-IDA的去除率对比图/
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