学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

含铁矿物还原特性及强化土壤修复研究

作　者: 王文成
导　师: 马鲁铭；吴德礼
学　校: 同济大学
专　业: 环境工程
关键词: 绿锈 含铁矿物 还原能力 土壤修复
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 274次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


土壤是地球物质能量的接纳体同时也是很多污染物的聚集体,随着经济的发展,我国土壤环境急剧恶化。目前虽然国内外形成了许多控制土壤污染的方法,但由于各种方法自身的缺陷土壤污染问题仍亟待解决。土壤中存在的含铁矿物具有净化土壤污染物的能力,充分发挥土壤中含铁矿物的反应活性,增强对污染物的还原转化能力,对于实现土壤修复具有重要意义。本论文从探究土壤还原能力入手,分析土壤中主要还原性物质的成分及其对土壤还原能力的影响,重点分析了土壤中可能存在的还原活性很强的含铁矿物——绿锈的还原能力,通过各种研究手段揭示了土壤和绿锈对Cr（Ⅵ）和邻氯硝基苯（CNB）的还原特性。在此基础上进一步研究了强化土壤还原能力的有效方法和途径。首先分别考察了潮土和水稻土物理化学性质,在此基础上分析了自然土壤对Cr（Ⅵ）和邻氯硝基苯（CNB）的还原特性。发现潮土的游离态氧化铁、无定形态氧化铁和有机质含量都明显低于水稻土。土壤中还原性有机物和含铁矿物的含量及其存在状态对土壤的还原能力起决定作用,所以Cr（Ⅵ）表征潮土的还原能力仅为水稻土的65.9%。天然土壤对邻氯硝基苯（CNB）的还原能力很弱,但加入还原性含铁矿物后能明显提高土壤还原CNB的能力。绿锈是土壤中很可能存在的含铁矿物,参考文献资料并经过实验研究总结出制备硫酸盐绿锈(GRSO4)和碳酸盐绿锈(GRCO3)的方法。在此基础上研究了实验中制备的两种类型的绿锈对Cr（Ⅵ）和CNB的还原特性。经过研究发现,GRSO4和GRCO3对Cr（Ⅵ）的还原能力分别为1093.1和873.7μmol/g,GRSO4和GRCO3对CNB的还原能力分别为81.2和30.3μmol/g。两种类型绿锈的组成结构差异导致GRSO4的还原能力明显大于GRCO3。研究了pH值对土壤和绿锈还原能力的影响。Cr（Ⅵ）的还原过程要大量消耗质子,低pH值有利于Cr（Ⅵ）的还原,所以随着pH值的升高（pH=3-9）土壤的还原能力逐渐降低。pH值升高绿锈的氧化还原电位降低,而且Fe（Ⅱ）形成吸附态和络合态复杂矿物,还原能力增强,所以随着pH值（pH=8-10）的升高,绿锈对CNB的还原去除率明显升高,同时其还原产物之一邻氯苯胺的生成量也大幅增加。土壤和绿锈降解Cr（Ⅵ）的产物主要是Cr3+,并且随着反应液pH值的变化可能存在Cr（OH）2+和Cr（OH）+。绿锈还原CNB的反应过程中检测出邻氯苯胺（CAN）、邻氯氧化偶氮苯、邻氯偶氮苯,但产物中检测不出氯离子。根据实验数据和文献资料推测出了绿锈还原降解CNB的途径。绿锈氧化产物主要为Fe（SO4）（OH）·6H2O,Fe3O4,FeOOH等许多铁的氧化物氢氧化物和水合物的混合体,最终经过较长时间的老化过程可形成大量的磁铁矿、针铁矿等含铁矿物。研究了强化土壤还原能力的方法。分别向土壤中加入绿锈、硫酸亚铁(Fe2+)、硫酸渣、磁铁矿或铁刨花对强化土壤还原Cr（Ⅵ）和CNB的能力都有促进作用。在还原Cr（Ⅵ）的实验中,Fe2+和绿锈的效果最明显。在还原CNB的实验中,铁刨花和绿锈的效果最明显,绿锈一土壤体系有很好的缓释能力,在很长时间内都具有较强的还原能力。土壤中含铁矿物对毒性污染物有较强的还原作用,通过还原转化降低土壤中毒性污染物的生物毒性,减少对生物抑制作用,提高土壤中生物降解土壤污染物的能力,从而实现物化-生化联合土壤修复过程。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
第1章 引言  13-26
  1.1 土壤的组成、类型及含铁矿物  13-15
    1.1.1 土壤的组成  13
    1.1.2 土壤中含铁矿物  13-14
    1.1.3 我国土壤的主要类型  14-15
  1.2 土壤中的污染物  15-16
  1.3 土壤修复方法  16-19
    1.3.1 物理修复  17
    1.3.2 化学修复  17-18
    1.3.3 植物修复  18
    1.3.4 微生物修复  18
    1.3.5 矿物修复  18-19
  1.4 土壤的氧化还原特性  19-21
  1.5 土壤中含铁矿物去除污染物的研究进展  21-24
  1.6 研究内容和意义  24-26
第2章 天然土壤还原特性的研究  26-39
  2.1 实验部分  27-31
    2.1.1 主要仪器  27
    2.1.2 土壤样品的采集和预处理  27-28
    2.1.3 土壤样品理化性质的分析  28-29
    2.1.4 土壤还原Cr(VI)能力的测定方法  29-30
    2.1.5 土壤还原邻氯硝基苯能力的方法  30-31
  2.2 结果与讨论  31-39
    2.2.1 土壤样品的物理化学性质  31
    2.2.2 Cr(VI)表征土壤还原能力  31-36
    2.2.3 CNB表征的土壤还原能力  36-39
第3章 土壤中含铁矿物还原特性的研究  39-63
  3.1 实验部分  39-42
    3.1.1 绿锈的制备  39-40
    3.1.2 实验方法  40-42
  3.2 结果与讨论  42-63
    3.2.1 制备绿锈的性质  42-45
    3.2.2 绿锈还原Cr(VI)的能力  45-48
    3.2.3 绿锈对邻氯硝基苯的还原能力  48-52
    3.2.4 绿锈还原能力的影响因素  52-53
    3.2.5 土壤和绿锈还原污染物的产物,途径和原理  53-60
    3.2.6 邻氯硝基苯及其产物生物毒性  60-63
第4章 强化土壤的还原能力  63-70
  4.1 实验部分  63-64
    4.1.1 模拟自然状态下土壤厌氧淹水环境  63-64
    4.1.2 实验方法  64
  4.2 结果与讨论  64-70
    4.2.1 强化后土壤对Cr(VI)还原能力的变化  65-67
    4.2.2 强化后土壤对CNB的还原能力的变化  67-70
第5章 结论和建议  70-72
  5.1 结论  70-71
  5.2 建议  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-77
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果  77

相似论文

  1. 芘降解菌株SE12的分离和鉴定及其降解效果研究,X172
  2. 烤烟连作对土壤理化特性及烟叶品质的影响,S572
  3. 基于微生物和化学修复的铬渣堆场土壤质量及生态风险评价,X53
  4. 典型工业污染土壤的介质阻挡放电等离子体修复技术研究,X53
  5. 苯系物污染土壤修复初步研究,X53
  6. 对硫磷降解菌的分离筛选及提高其降解作用研究,X172
  7. 脂肪酸甲基酯对多环芳烃污染土壤的修复效果研究,X53
  8. 城市有机污染土壤评估体系研究,X53
  9. 电动修复技术处理铬污染粘土试验研究,X53
  10. 绿锈对结晶紫的脱色研究,X703
  11. 金属Fe-Mg混合粉末对土壤中多氯联苯的降解作用研究,X53
  12. 若干土壤修复模式对不同林分类型土壤特性及杉木幼苗叶绿素荧光参数的影响,S714
  13. 革叶耳蕨、黑足鳞毛蕨对Pb-Cd复合胁迫的耐受性研究,X173
  14. 高效阿特拉津降解菌的固定化方法筛选与优化,Q93
  15. 表面活性剂对多环芳烃污染土壤的修复研究,X53
  16. 超声波修复多环芳烃污染土壤的研究,X53
  17. 似芬顿试剂处理TCE污染源区的方法研究,X502
  18. 砷污染土壤植物修复的强化技术研究,X53
  19. 铬渣污染土壤特性与异位修复技术研究,X53
  20. 鼠李糖脂在微生物表面的吸附及其对微生物表面性质的影响,X53
  21. 镉污染土壤的电动力学修复研究,X53

中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 土壤污染及其防治
© 2012 www.xueweilunwen.com