【摘 要】
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土壤是生态系统的重要组成部分,而土壤中重金属镉的污染较为严重,通过食物链影响人体健康。本文以成本低廉的凹凸棒与生物炭为原料,制备复合材料钝化剂治理土壤中的镉污染并探讨其修复机理,对于开发环境友好型重金属钝化材料和土壤重金属污染修复具有重要的意义,也有利于扩大凹凸棒土和生物炭的应用范围。本文采用多种品类凹凸棒土和生物炭作为原料并进行筛选,以凹凸棒土为无机载体,将Fe2+/3+离子和生物炭通过化学沉淀
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“西南典型有色金属选冶渣场及影响区分级分区综合防治技术体系研发及模式构建”（编号:2019YFC1803500）; 国家重点研发计划项目“有色金属选冶渣场影响区污染风险评估与信息管理平台”（编号:2019YFC1803504）; 四川省科技厅重点研发项目“基于固废资源化利用的农田土壤重金属复合污染钝化剂开发、钝化修复机理及效果示范研究”（编号:2018SZ0298）; 干热河谷
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土壤是生态系统的重要组成部分,而土壤中重金属镉的污染较为严重,通过食物链影响人体健康。本文以成本低廉的凹凸棒与生物炭为原料,制备复合材料钝化剂治理土壤中的镉污染并探讨其修复机理,对于开发环境友好型重金属钝化材料和土壤重金属污染修复具有重要的意义,也有利于扩大凹凸棒土和生物炭的应用范围。本文采用多种品类凹凸棒土和生物炭作为原料并进行筛选,以凹凸棒土为无机载体,将Fe2+/3+离子和生物炭通过化学沉淀法负载在凹凸棒土表面,制备改性复合材料;采用多种表征方法例如:场发射扫描电子显微镜、X射线衍射分析、傅里叶红外光谱分析和Zeta电位分析等方法对材料进行表征分析;研究了重金属镉在固液界面的迁移转化规律,对吸附动力学行为（如:伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、Weber and Morris模型和Elovich模型）,等温吸附曲线（Langmuir、Freundlich和D-R模型）进行模型拟合;通过淋溶柱和盆栽实验进行淋溶特性和生物有效性进行研究,研究复合材料在实际情况下对土壤中重金属镉的修复钝化效果,以植物中的镉含量、土壤p H、阳离子交换量和有机质等作为修复钝化效果的评价指标,为修复土壤中的镉污染提供重要的依据。研究主要结论有:当生物炭与凹凸棒土比例为1:10时,制备的复合材料对镉的吸附率最高。通过FESEM、XRD和FTIR分析可知,生物炭和Fe2+/3+成功负载在凹凸棒土表面,且吸附后重金属Cd与表面Fe结合形成稳定共价键;对复合材料吸附Cd的过程进行动力学模型拟合,结果符合伪二级动力学模型,表明吸附过程以化学吸附为主,最大吸附量为39.9 mg/g;等温吸附模型的拟合结果符合Langmuir模型,表明吸附过程主要是材料表面单层吸附;且吸附后材料的解吸率接近于零;在外源镉污染土壤中施加3%复合材料,对土壤中Cd的钝化效果达到最佳;植物中镉含量降低89.3%,植物鲜重提高514%,植株高度提高34.6%。
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