然而土壤环境污染受多方面因素的影响,污染类型复杂多样,一些传统单一的修复剂对受污染土壤修复的效果不明显[16],而有机-无机复合型阻控剂以其中一种材料为基体、另一种材料作为增强体,将有机材料与无机材料以某种方式结合起来,形成一种兼备有机、无机材料的各自优点的新型材料,材料间可以通过相互协同提高吸附性能、化学稳定性、亲水性能等。顾巧浓等[17]采用不同钝化剂模拟修复重金属污染土壤,发现不仅腐殖质+石灰组合有利于提高土壤肥力和土壤持续利用,且石灰和腐殖质+石灰复配组合处理对重金属稳定效率均较好;茹淑华等[18]对土壤中Cd和Pb的钝化效果研究发现,有机-无机复合钝化剂钝化效果优于有机、无机单一钝化剂。吴烈善等[19]通过利用硫酸铵、腐殖酸、石灰、过磷酸钙及其复配组合对污染土壤中的重金属进行快速钝化处理实验发现,2%腐殖酸+2%石灰的稳定效果最佳,对Pb、Cd、Cu、Zn的稳定效率分别达98.49%、99.40%、95.86%、99.21%,同时又可以起到沃土的作用。刘维涛等[20]研究发现,施加不同的改良剂后,大白菜根部和地上部中不仅生物量有一定程度的增加,Cd和Pb含量也显著降低(p<0.05);并且施用改良剂可升高土壤的pH值、降低土壤中的有效态Cd,其中加入石灰+鸡粪+过磷酸钙(T8)后,土壤pH值增加了2.49,投加石灰+鸡粪+过磷酸钙(T8)后,土壤中有效态Cd的含量达到最小值1.95 mg·kg-1,比未加入改良剂(T1)处理下的Cd 有效态含量降低了43.80%。Carrasquero-Dura´n 等[21]采用添加方解石的蚓粪来处理废水中Pb发现,其最大吸附量可达到113.6mg·g-1,且其表面−COOH离子化在其对Pb的吸附中发挥了重要作用。可见,天然矿物及有机材料均可对重金属的迁移行为进行有效控制,研发有机无机复合型阻控剂对提高土壤重金属的迁移能力及降低重金属生物有效性具有重要的理论及实际意义。
目前国内外对于畜禽粪便的研究仍停留在某一阶段,大量的粪便废弃物堆积,没有得到有效的处理,进而浪费宝贵资源,因此,高效且低成本的修复技术是治理重金属污染亟需解决的难点。本研究选择蚓粪与纳米氧化钙及其复合物作为研究对象,针对土壤普遍存在的Pb、Cd污染的现状,拟以蚓粪、纳米氧化钙为原料通过复配方法获得复合阻控剂,并通过吸附-解吸试验、时间动力试验、pH影响试验等研究蚓粪、纳米氧化钙及其复合型阻控剂对重金属的去除特性差异,对比分析蚓粪、纳米氧化钙及其复合型阻控剂对土壤重金属Pb、Cd的吸附解吸特性及去除效果,以期为有机-无机阻控剂的利用开发,土壤重金属Pb、Cd污染的安全阻控提供必要的理论参考。
2. 材料与方法
2.1 蚓粪-nCaO复合型阻控剂的制备
从一定渠道购买足量的蚓粪与纳米氧化钙,置于阴凉处风干、磨碎、碾压、过筛(100目),于45℃烘48h后密封、备用,以免蚓粪中的水分对实验造成干扰。将蚓粪、纳米氧化钙按比例混合,具体分为蚓粪100%(标记为V)、蚓粪95%+纳米氧化钙5%(标记为VN1)、蚓粪90%+纳米氧化钙10%(标记为VN2),其中,后两组进行混合时,需将蚓粪和纳米氧化钙置于玛瑙研钵中,充分研磨,使其混合均匀,避免对实验造成误差。
2.2 吸附-解吸试验
2.2.1 Pb、Cd储备液配制
用Pb(NO3)2与Cd(NO3)2·4H2O配制Pb、Cd储备液,用含有0.01mol·L-1的背景电解质 NaNO3定容。使用时吸取10mL100g·L-1的Pb、Cd储备液,定容至100mL,将Pb、Cd的储备液稀释为10g·L-1的中间液,现配现用。
NaNO3的配制:称取1.6998g NaNO3于小烧杯中,用超纯水溶解,于2000mL容量瓶中定容至刻度(浓度为0.01mol·L-1),调至溶液pH为5.0±0.05,备用。 有机无机阻控剂对Pb、Cd的吸附特性及差异(3):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205500.html