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低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究

曹斐姝 谢冬燕 陈建平 廖长君 王靖文 唐万鹏 林宏飞 朱红祥

曹斐姝, 谢冬燕, 陈建平, 廖长君, 王靖文, 唐万鹏, 林宏飞, 朱红祥. 低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究[J]. 环境科学研究.
引用本文: 曹斐姝, 谢冬燕, 陈建平, 廖长君, 王靖文, 唐万鹏, 林宏飞, 朱红祥. 低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究[J]. 环境科学研究.
Washing Efficiency and Mechanisms of High-Level Antimony and Arsenic Contaminated Soil by Low-Molecular Organic Acids[J]. Research of Environmental Sciences.
Citation: Washing Efficiency and Mechanisms of High-Level Antimony and Arsenic Contaminated Soil by Low-Molecular Organic Acids[J]. Research of Environmental Sciences.

低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究

基金项目: 国家重点研发计划;国家博士后科学基金面上资助

Washing Efficiency and Mechanisms of High-Level Antimony and Arsenic Contaminated Soil by Low-Molecular Organic Acids

  • 摘要: 为研究土壤淋洗技术对锑矿区周边高浓度锑(Sb)、砷(As)污染土壤的修复效果,筛选生物降解性能良好的淋洗剂,以广西南丹某锑矿区周边高浓度Sb、As污染土壤为研究对象,考察了不同低分子有机酸及淋洗条件(浓度、固液比、淋洗时间和淋洗级数[A1] )对Sb、As淋洗效率的影响,利用Wenzel连续形态提取法比较淋洗前后土壤中Sb、As形态变化,并结合扫描电子显微镜-X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)等分析方法初步探索了淋洗去除土壤Sb、As的反应机理. 结果表明:由于草酸(oxalic acid,OA)具有较强的酸性及还原性,其对Sb、As的淋洗效率最高;且在最佳淋洗条件下,Sb、As淋洗效率分别可达91.18%、97.63%. 高浓度污染土壤中Sb、As主要以铁铝氧化物结合态形式存在,占Sb、As总量的70%以上;OA淋洗后,土壤中结合态、残渣态Sb、As向吸附态Sb、As转化. OA淋洗去除Sb、As的反应机理主要包括三方面:①OA的含氧官能团与Sb、As含氧阴离子竞争土壤颗粒中铁(氢)氧化物表面的吸附位点,发生配位交换,从而解吸出Sb、As;②OA的有机配体吸附在铁(氢)氧化物表面的Fe结构上,生成有机酸与Fe(III)的络合物,破坏矿物表面结构,促进Sb、As的解吸溶解;③通过OA还原作用形成的Fe(II)-S等络合物吸附在土壤颗粒表面,进一步降低Sb、As在土壤中的吸附. 研究显示,在淋洗修复锑矿区高浓度Sb、As污染土壤时,可选用OA作为环境友好型淋洗剂. 虽然低分子有机酸淋洗后土壤有机质、阳离子交换量增加,但土壤酸化明显、剩余重金属生物可利用性增强. 因此,淋洗后的土壤还需结合相应风险管控目标作进一步处理.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-11
  • 录用日期:  2022-09-15
  • 修回日期:  2022-09-12
  • 网络出版日期:  2022-09-15

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