用TCLP和形態(tài)法評估含磷物質(zhì)修復(fù)鉛鋅礦污染土壤的效果及其影響因素
摘要:在溫室模擬條件下,以P/Pb摩爾比分別為0、0.6、1.2、1.8、3.0、4.0等6個P水平,進(jìn)行了含磷物質(zhì)修復(fù)鉛鋅礦污染土壤的試驗(yàn)。采用毒性淋溶提取法(TCLP)、水溶態(tài)和交換態(tài)提取法評估了過磷酸鈣(SSP)和磷酸二氫鉀(MPP)對鉛鋅礦污染土壤中Pb、Zn的修復(fù)效果。結(jié)果表明,SSP和MPP都顯著(p<0.05)降低土壤交換態(tài)和TCLP態(tài)Pb含量,降低TCLP態(tài)含量的幅度大小順序是:MPP(66%~93%)>SSP(26%~69%)。MPP處理的P水平在0.6、SSP處理的P水平在1.2~1.8區(qū)間時,足以把土壤中TCLPPb的含量降低到國際限制標(biāo)準(zhǔn)(5mg·L-1)以下。MPP對土壤中Zn的TCLP態(tài)含量無顯著影響,而SSP在顯著降低了交換態(tài)含量的同時,微量增加了TCLP態(tài)含量,但都遠(yuǎn)低于國際限制標(biāo)準(zhǔn)(25mg·L-1)。各種形態(tài)Zn(TCLP、水溶性、交換態(tài))的含量均與土壤pH顯著負(fù)相關(guān),說明即使添加了含P物質(zhì)處理,土壤中Zn的活性主要還是受土壤pH控制。上述結(jié)果進(jìn)一步說明了含P物質(zhì)具有顯著降低鉛鋅礦污染土壤的環(huán)境風(fēng)險的作用。
關(guān)鍵詞:毒性淋溶提取法(TCLP),磷,鉛,鋅,土壤修復(fù)
研究表明,礦山尾礦和礦渣導(dǎo)致了采礦區(qū)土壤的重金屬鉛(Pb)、鋅(Zn)積累,并通過塵土和食物鏈危害人體。重金屬在土壤中的活性一直以來是人們研究的重點(diǎn),通常將可以被植物根系直接吸收利用的那部分重金屬稱為活化態(tài)。土壤水溶性和交換態(tài)重金屬是生物可吸收的主要形態(tài),其含量可以間接反映出土壤中重金屬的生物有效性。對于重金屬污染的評價方法有很多,其中毒性淋溶提取法(toxicitycharacteristicleachingprocedure,TCLP)是美國環(huán)保局制定的法定重金屬污染評價方法,具有簡便、快速的特點(diǎn),并且有與之相匹配的國際評價標(biāo)準(zhǔn)。
多數(shù)礦區(qū)退化土壤缺乏有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素,因此多是通過添加有機(jī)廢棄物和無機(jī)添加劑來實(shí)現(xiàn)污染土壤修復(fù)。采用含磷(P)物質(zhì)修復(fù)鉛污染土壤是國內(nèi)外應(yīng)用較多的原位化學(xué)修復(fù)方法之一。該法經(jīng)濟(jì)、有效,并且容易實(shí)施。Zn和Pb具有相似的土壤化學(xué)行為,都可以與P相互作用,生成溶解度很低的磷化合物。雖然曾經(jīng)有關(guān)于含P物質(zhì)對重金屬污染土壤中Pb及其陪伴離子(其它重金屬)毒性影響的報道,但結(jié)論各不相同,存在爭議,且所采用的評價指標(biāo)沒有量化的標(biāo)準(zhǔn)可依據(jù)。因此,采用TCLP國際化標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)來探討含P物質(zhì)修復(fù)中國鉛鋅礦重金屬復(fù)合污染土壤的效果及其可行性是很有必要的。
本研究的目的是:探討不同品種和用量水平的含P物質(zhì)對土壤生物有效性Pb、Zn的影響;把鉛鋅礦污染土壤中重金屬毒性降低到國際限制標(biāo)準(zhǔn)以下所需要的P用量水平。研究結(jié)果可以指導(dǎo)鉛鋅礦污染土壤中重金屬污染修復(fù)工程的設(shè)計和實(shí)施。
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