含重金属土壤强化模拟试验的方法研究

2019-08-06谭烁熊定鹏翟德勤杨子轩

节能与环保 2019年6期

文_谭烁熊定鹏翟德勤杨子轩

1.中电建水环境治理技术有限公司 2.云南省环境科学研究院（中国昆明高原湖泊国际研究中心）

在工业生产中，部分企业将含有重金属的废水、废渣直接排放到河流中，或是堆放在空地上，重金属元素不易分解，除了会对生态环境造成破坏外，还能够通过食物链的富集作用，最终危害人类健康。近年来，各地重金属污染并导致中毒的新闻屡见不鲜，重金属污染的治理得到了各方面的共同关注。本文提出的一种含重金属土壤强化模拟试验方法，能够准确表明在不同复合维度下探究固化稳定化处理后含重金属土壤中重金属的释放规律，为判定此类土壤是否可以重新利用提供了参考借鉴，具有较强实用应用价值。

1 含重金属土壤强化模拟试验步骤

1.1 样品采集

选取某处受到重金属污染的地块，分别从同一地块中，采集不同批次的土壤样品，充分混合后，将养分等分为3份，并分别存储到密封玻璃罐内，带回实验室。将3份样品从玻璃罐内倒出，并在室温环境下让土壤样品自然晾干。同时使用小孔径的纱网，将晾干后的样品进行筛选，目的是筛除样品土壤中搞得杂草、树根、石块等。将筛选所得的土壤样品，倒入玛瑙研钵中，充分进行研磨，形成粉末。将样品取出，放在烘干箱内，将温度调至120℃，持续5min。完成烘干后取出。使用孔径为100目尼龙筛进行筛选，将最终所得样品存放于聚氯乙烯带中，以备试验使用。

1.2 性质分析

在实验室环境下对所得样品依次进行性质分析，主要包括以下几项：①测定土壤pH值。先用标准溶液检查pH计的精度。然后称取10g土壤样品，倒入烧杯中。用量筒两区30ml蒸馏水，倒入烧杯中，轻轻摇晃或使用玻璃棒搅匀。将所得混合液放置20min，然后使用pH计测量。三份样品均按照上述操作完成测量，并对应做好记录。②测定土壤导电率。按照上述步骤，制取混合液。静置30min后，取上层的土壤浸出液，然后使用电导仪测定电导度。将电导度带入到电导率计算公式，计算出土壤导电率。

1.3 模拟实验

结合上述试验，了解含重金属土壤的性质，然后在此基础上继续进行强化模拟试验。具体步骤为：取3个处理罐，贴上标签，对应的将3份土壤样品倒入处理罐，试验温度控制在25～35℃。模拟降雨的pH值范围控制在4～8，模拟光照强度以年平均光照强度为基准，分别提供1倍、2倍、3倍作为试验模拟光照强度。分别进行三次不同维度的强化模拟试验，并两两作为对照。本次试验为期300～500d，每隔15～25d进行一次取样，分析样品中重金属含量。将测量结果绘制成曲线，直观的观察样品土壤重金属的变化情况。

2 含重金属土壤强化模拟对照试验

2.1 试验一

本次试验在恒温房中进行，温度恒定为25℃；使用流量计控制模拟降雨，模拟降雨量为单点最大雨量；模拟降雨所用水的pH值为4，向蒸馏水中加入盐酸溶液调节pH值；光照强度为本地年平均值，使用UV灯光照射实现。本次试验周期为300d，每隔15d进行一次取样，测定样品渗滤液的量。将渗滤液收集起来，并以渗滤液为标本，测定重金属含量。

在整个试验周期内，累计获得样品20份，结果如表1所示。可以发现，固化稳定化处理后样品土壤中铜、铅、锌、镉、镍、铬的析出率分别是0.83%、0.76%、0.37%、0.11%、0.33%、0.16%。

表1 复合维度试验结果

2.2 试验二

本次试验在恒温房中进行，温度恒定为30℃；使用流量计控制模拟降雨，模拟降雨量为单点最大雨量；模拟降雨所用水的pH值为6，向蒸馏水中加入盐酸溶液调节pH值；光照强度为本地年平均值的2倍，使用UV灯光照射实现。本次试验周期为400d，每隔20d进行一次取样，测定样品渗滤液的量。将渗滤液收集起来，并以渗滤液为标本，测定重金属含量。

在整个试验周期内，累计获得样品20份，结果如表2所示。可以发现，固化稳定化处理后样品土壤中铜、铅、锌、镉、镍、铬的析出率分别是0.89%、0.75%、0.43%、0.16%、0.41%、0.19%。

表2 复合维度试验结果

2.3 试验三

本次试验在恒温房中进行，温度恒定为35℃；使用流量计控制模拟降雨，模拟降雨量为单点最大雨量；模拟降雨所用水的pH值为8，向蒸馏水中加入氢氧化钠溶液调节pH值；光照强度为本地年平均值的3倍，使用UV灯光照射实现。本次试验周期为500d，每隔25d进行一次取样，测定样品渗滤液的量。将渗滤液收集起来，并以渗滤液为标本，测定重金属含量。

在整个试验周期内，累计获得样品20份，结果如表3所示。可以发现，固化稳定化处理后样品土壤中铜、铅、锌、镉、镍、铬的析出率分别是0.93%、0.81%、0.55%、0.15%、0.46%、0.21%。

表3 复合维度试验结果

3 技术优势

结合多次强化模拟试验，总结技术优势主要体现在以下几个方面：①各变量均能够实现智能控制，包括试验稳固、模拟降雨量、雨水PH值等，减少了人为调节操作可能存在的误差影响，从而进一步提高了试验结果的精确性和客观性。此外，智能控制还可以在保证取得预期试验效果的前提下，尽可能的减少材料和药剂的使用量，在节能方面也有较为明显的优势。②整个试验的步骤较少，操作方便。主要包括取样、装罐、多维度试验、化验分析等步骤，各个步骤都比较容易在常规试验环境下完成，对试验仪器的依赖程度不高。③试验结果精确度高，样品测量结果与现实情况十分接近，试验结果可以直接作为重金属土壤后续处理的参考依据。