基于TCLP法研究纳米羟基磷灰石对污染土壤重金属的固定
纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用研究
纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用研究
马涛
【期刊名称】《山西化工》
【年(卷),期】2022(42)6
【摘要】为进一步解决当前重金属对土壤严重污染不可逆转且高积累性的问题,以黄棕土壤为例,在对其基础理化性质分析的基础上,通过实验方式研究了微米级羟基磷灰石、纳米级羟基磷灰石以及骨粉对土壤中重金属有效态含量的减少、对土壤中重金属残渣态含量的增加两个层面反应不同含磷材料对土壤中重金属的治理效果,对指导今后土壤重金属治理提供扎实的理论基础。
【总页数】2页(P165-166)
【作者】马涛
【作者单位】太原学院
【正文语种】中文
【中图分类】X53
【相关文献】
1.纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用
2.纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤的修复及其对微生物群落结构的影响
3.纳米羟基磷灰石对铅镉污染土壤重金属生物可给性的影响研究
4.纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响
5.纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究
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纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究
纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究重金属污染对农用土壤的修复是当今环境领域的研究热点之一、纳米羟基磷灰石是一种新型的纳米材料，具有很高的吸附性、催化性和稳定性，被广泛应用于环境修复领域。
本文将对纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究进行探讨。
首先，我们需要了解重金属污染对农用土壤的危害。
重金属污染是指一些金属元素在土壤中的含量超出环境质量标准，对农作物的生长和土壤的可持续利用造成一定的危害。
常见的重金属包括铅、镉、汞、砷等，它们在土壤中的积累将会导致土壤质量下降、农作物生长受限、食品安全隐患等问题。
纳米羟基磷灰石作为一种吸附材料，具有很高的吸附能力。
研究表明，纳米羟基磷灰石可以有效地吸附土壤中的重金属离子，减少其在土壤中的活性和迁移性，从而减少其对农作物的毒害作用。
此外，纳米羟基磷灰石还能与重金属形成稳定的络合物，进一步减少其对土壤和农作物的危害。
在实际应用中，纳米羟基磷灰石可以通过喷施或添加到土壤中进行修复。
研究发现，纳米羟基磷灰石在土壤中对重金属的吸附效果受到土壤pH、温度、土壤颗粒大小等因素的影响。
因此，在实际应用过程中，需要对土壤的基础性质进行充分了解，并优化纳米羟基磷灰石的添加量和施用方式，以提高修复效果。
除了吸附重金属离子，纳米羟基磷灰石还可以通过催化还原和氧化反应来修复重金属污染土壤。
通过调整纳米羟基磷灰石的表面性质和添加适当的促进反应的物质，可以将重金属离子转化为无毒的化合物或氧化物，实现土壤的彻底修复。
纳米羟基磷灰石作为一种新型的环境修复材料，具有较高的成本和使用难度。
在实际应用中，需要考虑生产成本、环境安全性和长期效果等因素。
此外，还需要加强纳米羟基磷灰石的毒性和生态风险评估研究，以确保其在实际应用中的安全性和可持续性。
总结起来，纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复具有很高的潜力。
未来的研究应该进一步探索纳米羟基磷灰石的精细控制合成方法和修复机制，以提高其修复效果和可持续性。
羟基磷灰石对重金属的吸附研究
羟基磷灰石对重金属的吸附研究羟基磷灰石( Hydroxyapatite，HA)是一种广泛应用于环境领域的吸附材料，它是由磷酸和钙离子组成的磷灰石结构，其中一部分的钙离子被羟基(OH-)取代。
其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2、由于其良好的生物相容性和高吸附性能，羟基磷灰石已经被广泛研究应用于重金属离子的吸附领域。
重金属污染是当前环境面临的严重问题之一，重金属离子如铅、镉、铬等具有高毒性和生物累积性，在水环境中容易富集，对生态环境和人类健康带来潜在威胁。
羟基磷灰石由于其表面含羟基的特性，对重金属离子具有很强的吸附能力，因此在重金属污染治理中具有很大的潜力。
羟基磷灰石对重金属离子的吸附性能受到多种因素的影响，包括溶液pH值、温度、吸附时间、离子浓度等。
研究表明，在酸性条件下，羟基磷灰石具有较高的吸附能力，而在碱性条件下，吸附能力较低。
这是因为在酸性条件下，羟基磷灰石表面的负电性增强，利于吸附正电性较强的重金属离子。
此外，吸附过程通常是一个快速的吸附-扩散平衡过程，吸附达到平衡所需的时间通常是几十分钟到几小时。
当吸附时间延长时，吸附量逐渐增加，直到达到平衡。
羟基磷灰石对重金属的吸附量与重金属离子的浓度呈正相关关系，随着重金属浓度的增加，吸附量也相应地增加。
羟基磷灰石对重金属离子的吸附机制涉及表面络合、吸附取代和吸附结构改变等多种作用方式。
表面络合是指重金属离子与羟基磷灰石表面的羟基形成络合物。
吸附取代是指重金属离子与羟基磷灰石中的钙离子发生取代反应，形成重金属磷灰石化合物。
吸附结构改变是指重金属离子的吸附导致羟基磷灰石晶格结构的改变。
通过这些机制的综合作用，羟基磷灰石能够有效地从水中去除重金属污染物。
羟基磷灰石对不同重金属离子的吸附能力存在差异。
不同重金属离子的电荷和离子半径对其与羟基磷灰石的相互作用起着重要的影响。
一般来说，重金属离子的电荷越高，其与羟基磷灰石的相互作用越强，吸附能力也越高。
此外，重金属离子的离子半径较小，能更容易进入羟基磷灰石的晶格，因而具有较高的吸附能力。
纳米羟基磷灰石对铅镉污染土壤重金属生物可给性的影响研究
纳米羟基磷灰石对铅镉污染土壤重金属生物可给性的影响研究李仪;罗绪强【摘要】Pb-polluted, Cd-polluted and Pb-Cd polluted soils were prepared respectively in the lab. The polluted soils were incubated for 180 days and sampled regularly after nano-hydroxyapatite (n-HAP) treatment. The bioaccessibility of Pb and Cd in soils was determined by the mimic gastric juices of two in-vitro digestion tests: USPM (United States Pharmacopeia Methodology) and PBET (Physiologically-Based Extraction Test). The effects of n-HAP on the bioaccessibility of soil Pb and Cd were assessed. The results showed that n-HAP treatment decreased significantly the extracted amounts of Pb and Cd from soils by PBET, which declined by 44.84% and 42.96% compared to the control soil, respectively. Joint pollution of Pb and Cd promoted obviously the extracted amounts of Pb from soils by PBET. However, n-HAP treatment and joint pollution of Pb and Cd affected barely the extracted amounts of Pb and Cd from soils by USPM. The extracted amounts of Pb and Cd from soils by PBET showed significant negative relationship with soil pH and n-HAP treatment while the extracted amounts of Pb and Cd from soils by USPM exhibited significant negative relationship with incubation time. The bioaccessibility of soil Pb and Cd based on PBET was not significantly correlated with the corresponding extraction results by USPM. The ability of USPM to extract Pb and Cd from soils was much higher than PBET. The extracted amounts of Pb and Cd from soils by USPM were respectively 2.4 and 1.9 times asmuch as that by PBET.%通过实验室模拟的方法,分别制备3种污染处理土壤:Pb 污染土壤、Cd污染土壤与Pb-Cd复合污染土壤,然后分别向3种污染处理土壤中添加纳米羟基磷灰石,培养180 d,定期采样,并采取两种体外仿生消化方法——PBET法(Physiologically-Based Extraction Test)和USPM法(United States Pharmacopeia Methodology)模拟胃液测定土壤中Pb、Cd的生物可给性,通过对比分析,评价纳米羟基磷灰石对污染土壤重金属生物可给性的影响.研究结果表明,纳米羟基磷灰石显著降低了PBET法对土壤Pb、Cd的提取量,与对照相比,分别下降了44.84%和42.96%.Pb-Cd复合污染明显提高了PBET法对土壤Cd的提取量,但纳米羟基磷灰石处理与复合污染均没有显著影响USPM法对土壤Pb、Cd的提取量.PBET法对土壤Pb、Cd的提取结果与土壤pH值和修复处理呈显著负相关关系;而USPM法对土壤Pb、Cd的提取结果与培养时间呈显著负相关关系.PBET法与USPM法对土壤重金属的提取结果之间不存在显著相关关系,且USPM法对土壤重金属的提取能力显著高于PBET法.USPM法对土壤Pb、Cd的提取量平均分别为PBET法的2.4倍和1.9倍.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2017(026)007【总页数】6页(P1255-1260)【关键词】体外仿生消化方法;生物可给性;纳米羟基磷灰石;Pb-Cd复合污染【作者】李仪;罗绪强【作者单位】贵州师范学院地理与旅游学院资源环境与灾害研究所,贵州贵阳550018;贵州师范学院地理与旅游学院资源环境与灾害研究所,贵州贵阳 550018【正文语种】中文【中图分类】X173现代生产、生活的过程都会造成土壤重金属污染。
TCLP法评价矿区土壤重金属的生态环境风险
TCL P 法评价矿区土壤重金属的生态环境风险孙叶芳,谢正苗3,徐建明,李静,赵科理(浙江大学土水资源与环境研究所,杭州 310029)摘要:对浙江上虞某铅锌矿区中污染土壤的重金属(Cu 、Zn 、Pb 、Cd )含量进行分析测定,采用美国最新的法定重金属污染评价方法TCL P (Toxicity characteristic leaching procedure )法对土壤重金属污染状况进行评价,以国际规定的TCL P 法标准评价重金属生态环境风险.结果表明:土壤中Cu 、Zn 、Pb 、Cd 的有效含量分别在812～36mg ・kg -1、23～143mg ・kg -1、614～1367mg ・kg -1和0141～212mg ・kg -1之间,而与之相对应的国际标准分别为15mg ・kg -1、25mg ・kg -1、5mg ・kg -1和015mg ・kg -1,因此这个矿区附近土壤不同程度地受到Cu 、Zn 、Pb 、Cd 的污染,其中以Zn 、Pb 污染最为严重,其次为Cd ,而Cu 的污染程度最轻.此外,用TCL P 试剂提取土壤中的重金属后表明,TCL P 试剂2能更有效地提取土壤中的重金属,并且两者之间存在一定的正相关.TCL P 提取液中的重金属浓度与全量之间存在一定的关系.关键词:TCL P ;重金属;生态环境;风险评价中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:025023301(2005)0320152205收稿日期:2004208214;修订日期:2004211204基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(G199********).作者简介:孙叶芳(1978～),女,硕士生,主要从事土壤环境化学的研究.3通讯联系人,E 2mail :zhmxie @Assessment of Toxicity of H eavy Metal Contaminated Soils by Toxicity Characteristic Leaching ProcedureSUN Y e 2fang ,XIE Zheng 2miao ,XU Jian 2ming ,L I Jing ,ZHAO K e 2li(Institute of S oil and Water Resources and Environmental Science ,Zhejiang University ,Hangzhou 310029,China )Abstract :The contents of heavy metals (Cu ,Zn ,Pb and Cd )in soils from a lead 2zinc mine in Shangyu ,Zhejiang Province ,China ,were analyzed and their toxicity was assessed by toxicity characteristic leaching procedure (TCL P ),which was developed by US EPA.The TCL P method is a currently recognized international method for evaluation of heavy metal pollution in soils.The available levels of Cu ,Zn ,Pb and Cd were 8.2～36mg ・kg -1,23～143mg ・kg -1,614～1367mg ・kg -1and 0141～212mg ・kg -1,respectively ,while the international standard were 15mg ・kg -1,25mg ・kg -1,5mg ・kg -1and 015mg ・kg -1,respectively.The results show that soils around the mine are polluted with heavy metals Cu ,Zn ,Pb and Cd ,especially polluted by Zn and Pb ,followed by Cd and Cu.Moreover ,the heavy metals in the soils extracted by TCL P indicate that fluid 2is more effective than fluid 1in extracting the heavy metals from the polluted soils and there is a positive correlation between fluid1and fluid 21The contents of available heavy metals by TCL P are correlated with contents of total heavy metals.K ey w ords :TCL P ;heavy metal ;eco 2environment ;risk assessmentive 随着工农业的迅猛增长,与之相对应的环境问题也日益严峻,而土壤重金属污染是最为人们所关注的一个话题.土壤中的重金属能够通过食物链进入人畜体内并对其造成毒害.采矿是环境中重金属的主要来源,这主要是矿物开采加工过程中“三废”的排放[1],铅锌矿的开采造成大规模生态环境的破坏,不仅在中国,而且在全世界都是一个十分严重且日益受到重视的资源与环境问题[2].目前大多研究都是通过添加外源重金属模拟研究污染土壤[5].在评估重金属污染土壤的环境质量时,一般采用重金属的总量指标和环境质量生物学指标,然而总量指标难以反映土壤重金属的有效性,而生物学指标对气候、人为活动等外界条件的反应较为敏感[3,5],因此国外使用了一种比较简便、快速的方法———Toxicity characteristic leaching procedure (TCL P )法.TCL P 法是现在美国法庭所通用的生态环境风险评价方法[7,17].此法评价重金属生态环境风险在美国已经开展研究多年,而中国在这一个领域则刚刚起步,特别是TCL P 法是美国最新的法定重金属污染评价方法[18,19],但是在中国还没有实质性地开展研究.鉴于此,笔者对浙江上虞地区遭受重金属污染的某铅锌矿附近的土壤进行了采样和土壤理化性质测定,旨在介绍美国先进的重金属污染评价方法,探索TCL P 法在中国的应用,从而试图完善重金属污染的生态环境风险评价方法.1 材料与方法111 供试材料第26卷第3期2005年5月环 境 科 学ENV IRONM EN TAL SCIENCEVol.26,No.3May ,2005土壤:供试土壤取自浙江省上虞市某铅锌矿区,约800hm2土壤被铅锌矿尾沙污染,已有100多年历史.重金属含量随矿尾沙距离而变化,以与矿区的距离由近及远进行采样,随土样号增大,距离增大.取0～20cm表层土壤,采取12个土样.其基本理化性质见表1.土壤经风干、磨细、过100目尼龙筛待用.112 试验方法(1)TCL P法是根据土壤酸碱度和缓冲量的不同而制定出的2种不同p H的缓冲液作为提取液,因此当土壤p H小于5时,加入试剂1(517mL冰醋酸于500mL蒸馏水中,再加入6413mL1mol・L-1 NaOH,用蒸馏水定容至1L,保证试剂1p H值在4193±0105);当土壤p H大于5时,加入试剂2 (517mL冰醋酸于蒸馏水中,定容至1L,保证试剂2的p H值在2188±0105),缓冲液的p H用1mol・L-1的HNO3和1mol・L-1NaOH来调节,缓冲液的用量是土的20倍,即水土比为20∶1.以(30±2)r/mim 的速度在常温下振荡(18±2)h,离心,过滤,再用1 mol・L-1的HNO3调节提取液p H至2以长时间保存[7～10].但在此试验中,由于大多数土样p H都在5左右,所以分别对12个土样加入试剂1和试剂2进行提取.TCL P提取液中的重金属浓度(mg・L-1)即为TCL P法提取的浓度.(2)土壤全铜、全锌、全铅、全镉含量分析采用氢氟酸2硝酸2高氯酸消煮,全量和有效态铜、锌、铅、镉含量的测定用原子吸收分光光度法[6].(3)其他土壤理化性质按照常规法测定[5].(4)文中数据经SPSS统计软件处理.2 结果与讨论211 淋洗对矿区及其周围土壤中重金属的影响从表1可看出随着土样号的增大即距矿区距离的增加,上虞某污染土壤中的全铅全锌含量急剧下降,而其全铜全镉含量也随距离明显降低.这主要是堆在山腰的铅锌矿尾砂经长期风化和雨水的淋洗而使重金属积累在附近土壤,进而向矿区四周土壤慢慢迁移,从而导致矿区附近土壤中重金属含量高,四周土壤重金属含量低的现象.12个土样中全铅含量最高达到了16362mg・kg-1,全锌含量最高达到了971mg・kg-1,而该地区的全铜、全镉含量最高值也分别达到了134mg・kg-1,518mg・kg-1.由此可见,供试土壤的Cu、Zn、Pb、Cd含量大大超出我国土壤环境质量二级标准限值(土壤全Cu50mg・kg-1、全Zn200mg・kg-1、全Cd013mg・kg-1、全Pb250mg・kg-1)[12],此矿区的Cu、Zn、Pb、Cd污染已相当严重,导致生态系统的破坏,引起自然条件的变化,并限制植物2土壤生态系统良性循环.表1 供试土壤基本理化性质Table1 The basic properties of the soil samples土样号p H(H2O)全氮/g・kg-1有机碳/g・kg-1全铜/mg・kg-1全锌/mg・kg-1全铅/mg・kg-1全镉/mg・kg-1 151450173121610387116362518 2513901551213974989811413 34193116925141345685278318 4513411131913834653711313 55162019319161015251995217 6513101852215892741042311 751620195161897116826214 851480184151486147543210 94183113624146293374213 106152115527116796189116 11712711451514768693111 12716501771118617785016212 TCL P试剂1与试剂2的相关性研究由表2可看出,试剂与重金属的有效量存在明显的相关性,试剂2提取的重金属有效态含量普遍高于试剂1,这表明试剂2较试剂1有更好的提取重金属的能力.这可能是因为试剂2的酸性强,所以对某些结合态的重金属溶解度也较试剂1大,也就是说提取液的酸性强弱与提取的重金属的有效量相关.本试验说明了TCL P法用于评价土p H大于5时,应该用试剂2提取重金属.图1是TCL P试剂1与试剂2提取不同重金属的相关性图,经方差分析,试剂1与试剂2在0101水平极显著相关.图1中A(Cu)的相关系数为01997,B(Zn)的相关系数为01992,C(Pb)和D(Cd)的相关系数分别为11000和01998.可见2种试剂表2 TC LP 提取土壤重金属有效态量/mg ・kg -1Table 2 Concentrations of heavy metals in extractant solutions (fluid 1and fluid 2)by TCL P/mg ・kg -1土样号有效铜有效锌有效铅有效镉试剂1试剂2试剂1试剂2试剂1试剂2试剂1试剂2127±01230±011129±015134±0161367±1141389±111 1.9±011 2.2±011224±01226±01196±017115±0131126±0191129±018 1.6±011 1.8±011333±01335±012104±011108±011513±017526±012 1.1±011 1.2±012421±01124±01189±01394±011345±014381±0120.95±012 1.1±011525±01227±01191±011105±012127±012134±0120.91±0110.94±011618±01120±01173±01276±01395±011109±0110.84±0110.88±012722±01123±01156±01157±01172±01187±0110.73±0110.77±011817±01119±01351±01355±01146±01349±0110.57±0120.59±011911±01213±01242±01143±01139±01140±0130.54±0110.58±0111010±01112±01126±01129±01219±01122±0110.51±0110.55±01111911±011913±01325±01228±011916±01210±0120.41±0110.45±01112812±012817±01121±01223±011614±012616±0110.44±0110.47±011提取铅的含量最为显著相关,其次为镉、铜和锌.这主要是因为2种试剂的酸性不同,缓冲不同,所以对不同重金属的浸提能力也不同,从而导致了2种试剂间的相关性存在差异.图1 试剂1与试剂2提取重金属的相关性Fig.1 The correlation between concentrations extracted by fluid 1and fluid 2213 TCL P 试剂1、试剂2提取的重金属含量分别和重金属总量的关系图2为试剂1与试剂2与全量的相关系图,经方差分析,试剂1与试剂2提取出来的重金属含量与全量在0101水平存在极显著相关.图2A (Cu )中,试剂1、试剂2提取的有效态含量与全量的相关系数分别为01947,01924.图2B (Zn )中,试剂1、试剂2提取的有效态含量与全量的相关系数分别为01965,01959.图2C (Pb )中,试剂1、试剂2提取的有效态含量与全量的相关系数分别为01986,01988.图2D (Cd )中,试剂1、试剂2提取的有效态含量与全量的相关系数分别为01961,01956.可见,试剂1、试剂2提取的有效态铅含量和土壤中总铅量最为显著相关,其次为锌、镉和铜.图2 试剂1与试剂2分别提取的重金属含量与全量的关系Fig.2 The correlation between concentrations of heavy metals extracted by fluid1or fluid2and total concentration214 TCL P提取的重金属含量与国际标准的比较表3为供试土壤用TCL P法提取的重金属值与TCL P法国际标准的比较,发现大部分土壤超标,即铅锌矿周围土壤已严重污染.其中受铜、锌、铅、镉污染的土样数分别为8个,11个,12个和10个.由此可看出此矿区附近土壤中铅锌污染最为严重,镉为其次,铜污染最轻.这主要是上虞的铅锌矿采矿历史悠久,采矿产生的矿渣未经处理露天堆在山上,在雨水的淋洗作用下,使得矿区尾砂中的重金属向四周土壤逐步迁移,从而导致矿区及其周围数千亩土壤受到污染.并在9、10、11、12这几个土样点采取蔬 表3 土壤重金属值与TC LP法国际标准的比较/mg・kg-1Table3 The comparison between the concentrations measured by TCL P and international standards/mg・kg-1土样Cu Zn Pb Cd1>15>25>5>0152>15>25>5>0153>15>25>5>0154>15>25>5>0155>15>25>5>0156>15>25>5>0157>15>25>5>0158>15>25>5>0159<15>25>5>01510<15>25>5>01511<15≥25>5<01512<15<25>5<015国际标准值[9]15255015菜,经全量分析(表4),发现蔬菜中的铅和镉含量严重超标,表明矿山开采对周围地区的生态环境和食品安全已经造成危害,从而将会影响人体健康.表4 蔬菜中的重金属浓度与国家食品标准的比较(干重)/mg・kg-1 Table4 The comparison between the concentrations of heavy metals in vegetables and concentrations of heavy metals set by China NationalFood Standards(dry weight)/mg・kg-1土样Cu Zn Pb Cd9312321711010119101301931111591911017412112917100141国家标准[13～16]1010201001201053 结论(1)通过对测定结果的分析和生态环境风险评价表明,上虞的铅锌矿区周围存在严重的污染,全铅含量最高达到了16362mg・kg-1,全锌含量最高达到了971mg・kg-1,而该地区的全铜、全镉含量最高值也分别达到了134mg・kg-1,518mg・kg-1.而用TCL P提取后,提取液中的重金属的浓度亦远远高于国际标准,其中铜有8个土样超标,锌有11个,镉有10个,而铅12个土样全部超标.(2)用TCL P法提取土壤中的重金属表明试剂2提取重金属的有效态能力普遍高于试剂1,并且两者之间存在一定的相关性.(3)TCL P提取液中的重金属浓度与全量之间存在一定的关系.(4)用TCL P法评价重金属的生态环境风险是一个新的尝试,仍需进一步深入探讨.参考文献:[1] 何勇强.废矿还耕的环境问题与对策[J].环境天地,1995,8:12～13.[2] 胡学玉,贺纪正,高彦征,刘凡.矿区土壤复垦与酸性矿水的控制[J].跨世纪土壤环境保护战略,2002,3:135～140.[3] 任天志.持续农业中的土壤生物学指标研究[J].中国农业科学,2000,33(1):68～75.[4] 王秀丽,徐建民,谢正苗.重金属铜和锌污染对土壤环境质量生物学指标的影响[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2002,28(2):190～194.[5] 南京农业大学主编.土壤农化分析(土壤农化专业用)[M].北京:农业出版社,1986.[6] 鲁如坤主编.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,1999.[7] Chang E E,Chiang P parisons of metal leachability forvarious wastes by extraction and leaching methods[J].Chemosphere,2001,45:91～99.[8] Guy Mercier,Josee Duchesne.A simple and fast screening testto detect soils polluted by lead[J].Environmental 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纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用
纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用【摘要】文章简要分析了重金属对土壤造成的污染，并通过一系列针对纳米羟基磷灰石治理重金属土壤的研究实例，论证了纳米羟基磷灰石在治理重金属污染土壤中的重要作用。
【关键词】纳米羟基磷灰石；重金属污染；治理伴随着生态环境问题的深化，土壤重金属污染形势也日趋严峻，现阶段针对土壤重金属污染而展开的研究和治理，已经成为生态环境治理中的重点内容。
在此背景下，大量土壤污染的治理方法纷纷涌现，其中包括应用纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤的治理，以下对该方法的应用情况进行深入分析。
一、重金属对土壤造成的污染（一）重金属土壤污染特点大部分重金属属于过渡性元素，具有过渡性元素的共同特征即电子层结构，正是因为这一点导致重金属对土壤产生的化学反应凸显出以下几种特点：①作为一种中心离子，重金属可以接受大多数简单分子以及阴离子的独对电子，从而生成配位络合物。
简单来说，就是重金属在水中的溶解度增大，扩大了其污染范围；②重金属还具备可变价态，能够在特定幅度内产生氧化还原反应，并且针对具有不同价态的重金属，会产生不同程度的毒性和活性；③重金属处于土壤环境中，较容易产生水解反应，从而形成毒性氢氧化物造成污染。
（二）重金属土壤污染危害重金属主要通过以下几种方式造成土壤污染：①通过外界环境变化而进行传播污染，包括在土壤中施加添加剂、酸雨等，加强了重金属的活性以及其对生物产生的有效性，促进了植物对重金属的吸收，进而对人体和动物产生危害；②通过暴露的土壤间接对人体和动物产生危害；③借助雨水的渗透作用，浸入土壤深层从而对地下水造成污染。
二、纳米羟基磷灰石在重金属污染治理中的应用（一）纳米材料在环境污染治理中的应用纳米实际上是一种度量单位，一纳米等于百万分之一毫米，也就是一毫微米。
而作为纳米材料来讲，其主要由纳米粒子组合而成。
通常情况下，纳米粒子是指尺寸为一至一百纳米之间的细小结构，正是由于其具备尺寸小且大表面等特殊性效果，因此将其独有的特点集中展现出来，譬如：导电、熔点、光学、磁性、导热等等，一般情况下纳米材料的各项特点与其整体所表现出来的性质有所不同。
纳米羟基磷灰石对镉的吸附解吸及对镉污染土壤修复研究
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纳米羟基磷灰石修复硫铁矿区镉锌复合污染土壤的效果研究
Effect Assessment of Nano-hydroxyapatite for Remediation of Cd and Zn Contaminated Soil inPyrite Areas作者： 杨放[1,2,3];毛志强[2,3];李阳[1,2,3];吴扬[2,3];廖禄云[2,3];王承俊[2,3];张恒[2,3];施泽明[1]作者机构： [1]成都理工大学地学核技术四川省重点实验室,四川成都610059;[2]四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质队,四川成都610072;[3]四川省天晟源环保股份有限公司,四川成都610072出版物刊名： 长江流域资源与环境页码： 1216-1223页年卷期： 2020年 第5期主题词： 纳米羟基磷灰石;Cd;Zn;硫铁矿;土壤修复摘要：选取典型硫铁矿区周边受Cd和Zn复合污染黄壤为研究对象,采用淋溶试验和老化试验,探索添加羟基磷灰石对土壤中重金属生物有效性以及形态分布的影响,羟基磷灰石添加比例(w/w)设置为0%(CK)、1%(P1)、3%(P3)和5%(P5)。
结果表明:(1)添加羟基磷灰石能够显著提高淋滤液的pH值,明显降低土壤中Cd和Zn淋失量,P1、P3和P5与CK的Cd累积淋失量(120μg)相比可分别降低74.2%、85.0%、92.0%,与CK的Zn累积淋失量(16.7 mg)相比可分别降低79.4%、92.1%、97.9%;(2)添加羟基磷灰石能够显著提高土壤pH值,P1、P3和P5的pH值分别比CK升高了0.64、0.85、1.20个pH单位;(3)添加羟基磷灰石能够显著降低土壤有效态Cd和Zn(0.025 M HCl提取),相较于CK,P1、P3和P5的有效态Cd含量可分别降低74.2%、96.8%、98.4%,有效态Zn含量可分别降低68.1%、96.6%、99.5%;(4)添加羟基磷灰石能够显著降低土壤可交换态和碳酸盐结合态Cd和Zn含量,增加土壤中残渣态Cd和Zn含量,从而促进Cd和Zn向非活性态转化。
纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究
纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究随着我国经济的快速发展,多种具有潜在毒性的重金属进入人类生存的环境,引起农用土壤重金属污染及其导致的土壤生产能力下降、农产品质量降低等问题备受关注。
施用改良剂是修复重金属污染农用土壤的有效方法之一。
含磷材料可用于稳定化土壤重金属,而纳米颗粒具有比表面积大、反应活性高、吸附性能强等优点,在环境修复中渐渐受到重视。
粉煤灰、石灰、人造沸石等因其吸附性能好、来源范围广、材料价格低等优点也倍受研究者亲睐。
本文将纳米羟基磷灰石(nano-HAP)等多种土壤改良剂应用于修复重金属污染农用土壤,研究改良剂对重金属复合污染农用土壤的稳定化效果,通过溶液吸附实验和室内培养实验,研究nano-HAP对土壤吸附解吸重金属离子的影响和污染土壤作物生长的影响。
主要研究结论如下：1)以富阳重金属污染农用土壤为对象,该土壤Cd含量为6.025 mg/kg, Cd含量严重超标,同时也存在一定的Cu、Zn、Pb污染。
本文采用nano-HAP、石灰、粉煤灰和人造沸石四种改良剂修复该污染土壤,结果显示,改良剂施加均能显著提高土壤pH值,影响程度大小为：粉煤灰>人造沸石>石灰>nano-HAP,且都能有效降低土壤水溶态和生物有效态Cu、Cd、Zn、Pb含量。
其中,nano-HAP对治理Cd、Pb污染土壤的效果较好,施加量为5%时,Cd、Pb生物有效态含量分别可降低64.7%和94.8%。
粉煤灰对治理Cu污染土壤的效果较好,施加量为5%时,Cu生物有效态含量可降低31.6%。
石灰对治理Zn污染土壤的效果较好,施加量为5%时,Zn生物有效态含量可降低79.9%。
改良剂的施加均能促进土壤中重金属形态由可交换态、碳酸盐结合态向铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态转变。
从上述研究可知,由于富阳污染土壤主要为Cd污染土壤,因此与其他改良剂相比,nano-HAP更适用于改良该污染土壤。
纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用研究的开题报告
纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用研究的开题报告一、研究背景及意义重金属是指具有较高的相对原子质量和密度的金属元素，如铅、镉、汞等，在工业生产过程中会污染土壤和水体，对环境和人体健康造成严重威胁。
目前，传统的重金属污染土壤治理方法主要有采用生物修复和化学修复技术，但存在治理周期长、成本高等问题。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物性质，被广泛应用于环境污染治理中。
纳米羟基磷灰石是一种新型的纳米材料，具有较大的比表面积和吸附能力，在重金属污染土壤治理中具有广阔的应用前景。
因此，本文旨在探究纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用研究，提供新思路和新方法，为环境保护事业做出贡献。
二、研究内容和方法本文主要研究纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用，研究内容包括以下几个方面：1.纳米羟基磷灰石的制备和表征本文将采用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石，并通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）等分析手段对其进行表征。
2.纳米羟基磷灰石对重金属的吸附特性研究采用模拟重金属污染土壤的方法，研究纳米羟基磷灰石对不同重金属离子（如铅、镉、铬等）的吸附效果，并探究其吸附机制和影响因素。
3.纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤的修复效果研究采用田间试验的方法，研究在不同施用量和处理时间下，纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤的修复效果，并评估其治理效果和经济效益。
三、研究预期结果本文通过纳米羟基磷灰石的制备和表征，探究其对重金属的吸附特性和吸附机制，研究纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用效果，预期取得以下结果：1.成功制备纳米羟基磷灰石，并对其进行表征和分析；2.研究纳米羟基磷灰石对不同重金属离子的吸附效果和影响因素；3.评估纳米羟基磷灰石在田间的修复效果和经济效益，探究其在重金属污染土壤治理中的应用前景。
四、研究进度安排第一年：完成纳米羟基磷灰石的制备和表征，研究其吸附特性和影响因素；第二年：开展田间试验，探究纳米羟基磷灰石在重金属污染土壤治理中的应用效果；第三年：总结研究成果，撰写论文并进行答辩。
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