發(fā)布時(shí)間：2018-05-02 00:10

  本文選題：重金屬 + 金屬硫化物尾礦��； 參考：《湖南科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：金屬硫化物礦山尾礦污染不同于一般成因的重金屬污染,還存在尾礦中硫化礦物氧化產(chǎn)酸并不斷釋放重金屬的問題。由于氧化作用,硫化物尾礦產(chǎn)生大量含重金屬和硫酸根離子的酸性礦山廢水,對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響,并通過(guò)食物鏈作用對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。生物炭因具有獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì),可以通過(guò)靜電吸附、離子交換、表面絡(luò)合及共沉淀等方式有效降低土壤重金屬的活性和毒性,起到修復(fù)土壤的作用。為控制硫化物尾礦氧化帶來(lái)的環(huán)境影響,本論文以江西銀山礦業(yè)選礦廠尾礦為研究對(duì)象,采用生物炭處理尾礦的方式,抑制尾礦氧化,控制重金屬和硫酸根離子的釋放。并通過(guò)模擬金屬礦山尾礦污染土壤為研究對(duì)象,采用盆栽試驗(yàn)和發(fā)芽試驗(yàn),研究了生物炭施用于尾礦污染土壤,對(duì)植物生長(zhǎng)及吸收土壤重金屬的影響,探討生物炭在金屬硫化物礦山尾礦重金屬污染土壤中的修復(fù)潛力。主要結(jié)論如下:(1)在500℃制備的大豆秸稈生物炭,pH值大于7,表現(xiàn)出堿性。傅立葉紅外光譜分析可知生物炭含有羥基、芳香結(jié)構(gòu)以及酸性含氧官能團(tuán)等,掃描電鏡觀察其表面形貌可知生物炭具有多孔結(jié)構(gòu),微孔數(shù)量多且形狀規(guī)則,比表面積大。(2)通過(guò)對(duì)銅尾礦的理化性質(zhì)進(jìn)行分析,尾礦主要成分有石英、針鐵礦、赤鐵礦與少量石膏、高嶺石等,主要元素有Fe、Al、Si以及少量的S等。通過(guò)對(duì)銅尾礦重金屬總量測(cè)定分析,銅尾礦中總金屬Cu、Zn和Pb含量都很高,Cd含量相對(duì)較低。(3)在淹水條件下的氧化實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,雙氧水作為氧化劑能夠加速尾礦氧化,使尾礦迅速氧化生成大量的Fe~(3+)和SO_4~(2-),且使溶液中重金屬含量明顯增大。在雙氧水加速氧化環(huán)境下,生物炭仍然能發(fā)揮良好的鈍化效果。在自然氧化過(guò)程中,生物炭能夠明顯提高尾礦pH,抑制尾礦氧化,固化重金屬。(4)在干濕交替條件下的氧化實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,在尾礦污染土壤中,生物炭能提高土壤pH,降低土壤體系氧化性,抑制尾礦氧化產(chǎn)酸作用,降低重金屬含量。而生物炭與油酸鈉/硅酸鈉協(xié)同處理在提高土壤pH值、降低氧化性、抑制硫酸根產(chǎn)生及鈍化重金屬效果上都比生物炭單獨(dú)處理效果好。其中,硅酸鈉與生物炭協(xié)同處理土壤pH值最大,油酸鈉在降低硫酸根含量上效果最明顯。在銅尾礦污染土壤組中,對(duì)于提高土壤pH、降低氧化性,抑制重金屬釋放效果生物炭不如油酸鈉和硅酸鈉。而在鋅尾礦污染土壤組中,生物炭對(duì)重金屬釋放的抑制效果比油酸鈉和硅酸鈉好。(5)盆栽實(shí)驗(yàn)和發(fā)芽實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加生物炭能明顯促進(jìn)空心菜生長(zhǎng),其中生物炭對(duì)空心菜根部生長(zhǎng)的影響比莖葉效果更為明顯。空心菜組織中的Cu、Zn、Pb、Cd含量與土壤中Cu、Zn、Pb、Cd濃度呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性。生物炭明顯降低空心菜中Cu、Zn、Pb、Cd的含量,鈍化土壤重金屬作用明顯。生物炭能顯著提高污染土壤pH值,明顯緩解硫化礦物氧化產(chǎn)酸問題。在復(fù)合重金屬污染土壤中,生物炭在減少空心菜植株含重金屬Pb的效果最為顯著。生物炭能減輕尾礦污染土壤對(duì)空心菜種子的毒害作用,提高種子的發(fā)芽率和成苗率。
[Abstract]:The pollution of metal sulfide mine tailings is different from the common cause of heavy metal pollution. There are also the problems of oxidation of sulphide minerals in the tailings and the continuous release of heavy metals in the tailings. The sulphide tailings produce a large number of acid mine wastewater containing heavy metals and sulfate ions, which have serious effects on the surrounding ecological environment and through food. Because of its unique physical and chemical properties, biological charcoal can effectively reduce the activity and toxicity of heavy metals in soil by electrostatic adsorption, ion exchange, surface complexation and co precipitation, and play a role in the remediation of soil. This paper is based on Jiangxi. The tailings of Yinshan mining plant are used as the research object, using biological carbon to treat tailings, to inhibit the oxidation of tailings and to control the release of heavy metals and sulfate ions. By simulating the contaminated soil of the tailings of metal mines, the pot experiment and germination test were used to study the application of biological carbon to the contaminated soil of tailings and the growth of the plants. The main conclusions are as follows: (1) the results are as follows: (1) the pH value of soybean straw bio carbon prepared at 500 centigrade is more than 7, showing alkalinity. The Fu Liye infrared spectrum analysis shows that biological carbon contains hydroxyl, aromatic structure and acid oxygen content officer. The surface morphology of the scanning electron microscope shows that the biological carbon has a porous structure, the number of micropores is large and the shape is regular and the surface area is large. (2) through the analysis of the physical and chemical properties of copper tailings, the main components of the tailings are quartz, goethite, hematite and a small amount of gypsum, kaolinite and so on. The main elements are Fe, Al, Si and a small amount of S. The determination of heavy metals in copper tailings is that the content of Cu, Zn and Pb in copper tailings is very high, and the content of Cd is relatively low. (3) the oxidation experiment under the condition of flooding shows that hydrogen peroxide as oxidant can accelerate the oxidation of tailings, make the tailings oxidize rapidly to produce a large amount of Fe~ (3+) and SO_4~ (2-), and make the content of heavy metals in the solution obvious. Increase. In the environment of hydrogen peroxide accelerated oxidation, biological carbon still can play a good passivation effect. In the natural oxidation process, biological carbon can obviously increase the pH of tailings, inhibit the oxidation of tailings and solidify heavy metals. (4) the oxidation experiment under dry and wet conditions shows that the biological carbon can improve the soil pH in the contaminated soil of the tailings. The oxidation of soil system, inhibiting the oxidation of tailing and reducing the heavy metal content, and the synergistic treatment of biological charcoal with sodium oleate / sodium silicate in improving soil pH value, reducing oxidation, inhibiting the effect of sulphuric acid root production and passivation of heavy metals are better than biological carbon alone. Large, sodium oleate has the most obvious effect on reducing the content of sulphate root. In the polluted soil group of copper tailings, the biological charcoal is not as good as sodium oleate and sodium silicate for improving the soil pH, reducing the oxidation and inhibiting the release effect of heavy metals. In the contaminated soil group of zinc tailings, the inhibitory effect of biological carbon on heavy metals release is better than sodium oleate and sodium silicate. (5) The experiment and germination experiment showed that adding bio carbon could obviously promote the growth of the cabbage, and the effect of biological charcoal on the root growth of the cabbage was more obvious than that of the stem and leaf. The content of Cu, Zn, Pb and Cd in the tissue of the cabbage showed a positive correlation with the concentration of Cu, Zn, Pb, Cd in the soil. Biological carbon obviously reduced Cu, Zn, Pb in the cabbage. The content of Cd is obvious in passivating soil heavy metals. Biological carbon can significantly improve the pH value of contaminated soil and obviously alleviate the oxidation of sulfuric acid in sulphide minerals. In the compound heavy metal contaminated soil, biological charcoal can reduce the effect of heavy metal Pb in the plants of the cabbage. The biological carbon can reduce the toxicity of the contaminated soil to the seeds of the cabbage. The germination rate and the seedling rate of the seeds were improved.

【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X53;X753

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本文編號(hào)：1831586