化学淋洗剂对砷污染土壤的淋洗修复研究开题报告

 2022-01-26 09:37:17

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

砷是一种有毒并致癌的类金属元素[1]。砷从价态上可分为单质砷、三价砷和五价砷。从化合物的构成上又可分为有机砷和无机砷。有机砷不稳定,如甲基砷施入土壤中后在几周内就会转变为无机砷。砷在土壤中主要以无机态形式存在,通常是被fe, al ,ca等吸附而产生共沉淀。砷及砷化物的毒性因价态、化合物构成不同而毒性不同。单质砷不溶于水和强酸,不易被人体吸收,因此毒性极低。无机砷的毒性比有机砷大得多,其中砷化氢的毒性最大。土壤砷污染的危害主要包括砷对农作物生长的影响和通过食物链进入人体对人类健康所造成的危害[2-5]

土壤砷污染来源于自然源和人为源,自然源决定了土壤环境、水体环境、大气环境以及生物体内的背景砷含量;人为源如采矿、冶炼、污灌、施肥以及杀虫剂、除草剂和木材防腐剂等使用均会导致土壤中砷浓度的升高。土壤是一种复杂的、异源的无机有机复合体,外援的污染物质能以多种方式与土壤的各种组分发生物理化学和生物化学反应,包括氧化还原、沉淀、吸附、离子交换以及螯合作用等[6]。土壤淋洗修复是通过逆转上述的反应过程,把土壤固相中的污染物转移到土壤液相中来,从而实现土壤的净化。由于土壤淋洗修复技术具有工艺及运行管理简单、污染物淋出效率高等特点,近年来成为国内外修复土壤砷污染的研究热点。

目前,化学淋洗修复技术的研究和应用主要集中于重金属污染土壤。而as是一种非金属元素,在土壤中常以含氧酸根离子的形态存在,因此重金属污染土壤化学淋洗修复所采用的一些螯合剂往往不适用于as污染土壤[7]。目前砷污染土壤的化学淋洗修复常用的淋洗剂有酸 (柠檬酸、 硫酸、 盐酸、硝酸、磷酸或是碳酸),碱(如 naoh),盐(如磷酸二氢钾),螯合剂(edta)或络合剂,还原剂以及表面活性剂等,用来帮助砷从土壤中解吸或提高其水溶性[8]

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

研究目标:

筛选合适的高效且环境友好的砷污染土壤的淋洗剂

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3. 研究的方法与方案

研究方法和实验方案:

1、土壤样品

土壤样品室温自然风干后,过2mm筛用于土壤淋洗实验;另取部分土样磨细过0.25mm筛,进行砷元素全量分析。

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4. 研究创新点

特色或创新之处

目前较多文献还是针对砷污染土壤的单一淋洗剂修复,虽然部分淋洗剂有较好的去除效果,但是其缺点也不容小觑,如无机淋洗剂(酸、碱、盐)虽然淋洗效果好,但是破坏了土壤的理化性质,淋出液处理花费高;如人工螯合虽然既可吸附金属还能溶解不溶性重金属,但其价格昂贵,生物降解性差,易造成二次污染;再如表面活性剂,虽然生物表面活性剂对土壤破坏力小,溶解能力强,但是阳离子表面活性剂生物降解性差,易对土壤造成二次污染。本实验先通过多种淋洗剂单独淋洗实验,找出淋洗效果较好的几种淋洗剂,然后进行浓度正交配比组成复合淋洗剂来进行土壤淋洗,以找到适宜的淋洗剂,为进一步深入研究砷污染土壤淋洗奠定基础。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

毕业设计分为以下几个阶段:

1、2015年12月-2016年1月

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