污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区重金属污染土壤的钝化修复效果研究

陶玲, 马奔, 李中兴, 周怡蕾, 任珺

农业环境科学学报. 2022, 41(06): 1251-1260

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污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区重金属污染土壤的钝化修复效果研究

  • 陶玲, 马奔, 李中兴, 周怡蕾, 任珺
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摘要

通过钝化实验研究了在污泥中添加不同质量比(0、5%、10%、15%、20%、25%、30%)的凹凸棒石后制备的污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区污染土壤中重金属的控制效应。结果表明:在矿区重金属污染土壤中添加污泥-凹凸棒石共热解生物炭后,土壤pH值随凹凸棒石添加量的增加而呈增加趋势,土壤电导率和阳离子交换量也整体呈现出上升的状态。加入污泥-凹凸棒石共热解生物炭钝化处理后,矿区污染土壤中Cu、Cd、Ni、Zn、Cr的TCLP提取态重金属含量均呈现下降趋势,钝化效率分别为94.71%、95.60%、91.75%、99.03%、96.65%;除Cu的DTPA提取态含量增加了5.93%~24.97%外,Cd、Ni、Zn、Cr的DTPA提取态含量也均有所降低,钝化效率分别为94.32%、94.75%、86.63%、90.02%、92.54%。酸溶态的Cd、Cu、Ni、Zn、Cr也向更加稳定的残渣态转化,其修复效率分别为42.50%、33.87%、57.92%、33.74%、42.36%,重金属的4种形态之和与重金属总量具有良好的一致性,一致率为82%~105%。根据土壤管控标准风险等级,重金属污染土壤钝化处理后,Cd、Cu、Ni、Zn、Cr均保持在低风险水平。Cd、Cu、Ni和Zn的潜在风险指数降低,虽然Cr的潜在风险指数有所升高,但是在所有处理条件下Cr的污染等级均为轻度。研究表明,在污泥中添加凹凸棒石增强了污泥生物炭对重金属的钝化性能。

关键词

污泥 / 凹凸棒石 / 生物炭 / 钝化 / 重金属

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陶玲, 马奔, 李中兴, 周怡蕾, 任珺. 污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区重金属污染土壤的钝化修复效果研究. 农业环境科学学报. 2022, 41(06): 1251-1260

基金

甘肃省黄河水环境重点实验室开放基金(20JR2RA002,21YRWEK007,21YRWEG003); 甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-31); 兰州市人才创新创业项目(2021-RC-41); 甘肃省科技厅民生科技专项(2019-0304-SFC-0011)

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土壤重金属污染

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