制酒废弃物淋洗修复镉污染土壤研究

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化学修复技术是去除土壤重金属污染、降低土壤重金属含量的最佳途径之一。本研究选用了葡萄酒制酒废弃物和石榴酒制酒废弃物提取液(提取剂均为氯化钾溶液、硫酸铵溶液和醋酸铵溶液)为淋洗剂,以时间、pH、制酒废弃物浓度和液土比为试验条件,单次和多次振荡淋洗试验为研究方式,进行土壤镉污染的去除效果研究,筛选出最优条件并验证。以期为制酒废弃物用于镉污染土壤的场地修复工作提供理论基础与应用依据。主要研究结果如下:(1)同一试验条件下,葡萄酒废弃物的氯化钾提取液(WWSK)对镉污染土壤的去除效果最好,其次是葡萄酒废弃物的硫酸铵(WWSS)提取液,最差的葡萄酒废弃物的醋酸铵提取液(WWSC),但前两者的差异较小,因此,氯化钾与硫酸铵适合用作葡萄酒废弃物淋洗镉污染土壤的提取剂。WWSK的淋洗镉污染土壤的优化淋洗条件为,淋洗时间240分钟、pH为4、葡萄酒废弃物浓度15 gL-1、液土比15:1、振荡次数为三次:WWSS的优化淋洗条件为淋洗时间120分钟、pH为2、葡萄酒废弃物浓度60 gL-1、液土比10:1、振荡次数为四次;WWSC的优化淋洗条件为淋洗时间360分钟、pH为2、葡萄酒废弃物浓度15gL-1、液土比15:1、振荡次数为三次。(2)同一试验条件下,三种石榴酒废弃物提取液淋洗污染士壤镉的去除效果变化趋势是,石榴酒废弃物的氯化钾提取液(PWSSK)>石榴酒废弃物的硫酸铵提取液(PWSSS)>醋酸铵提取液(PWSSC),但前两者的差异较小,因此,氯化钾与硫酸铵适合用作石榴酒废弃物淋洗镉污染土壤的提取剂。PWSSK的淋洗镉污染土壤的优化淋洗条件为,淋洗时间120分钟、pH为3、石榴酒废弃物浓度60 gL-1、液土比5:1、振荡次数为四次;PWSSS的优化淋洗条件为淋洗时间60分钟、pH为2、石榴酒废弃物浓度60 gL-1、液土比10:1、振荡次数为四次;PWSSC的优化淋洗条件为时间120分钟、pH为2、石榴酒废弃物浓度15 gL-1、液土比20:1、振荡次数为四次。(3)优化条件下,六种组合淋洗剂的Cd去除率均较相对应常规条件下的明显提升,增幅为8.12%-558.1%,其中WWSK与PWWSK的增幅最大。与常规条件下的单次淋洗震荡相比,WWSK与PWWSK的Cd去除率分别增加49.31%、145.89%;与常规条件下的最优淋洗震荡次数相比,WWSK与PWWSK的Cd去除率分别增加15.56%、8.12%。因此,氯化钾对制酒废弃物能很好地提取其中的可溶性有机物,氯化钾与制酒废弃物中的可溶性有机物形成的组合液体淋洗剂适宜于土壤镉的淋洗修复。(4)优化条件下,各制酒废弃物提取液振荡淋洗镉污染土壤后,降低了全镉、尤其是非残渣态镉特别是交换态镉的含量,降低了交换态镉占全镉的比重,相对提高了残渣态镉占全镉的比重,对土壤中残留的镉起到了固化的作用,从而达到淋洗修复镉污染土壤的目的。
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