超声波强化萃取污染土壤重金属的研究

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1、Ultrasound-EnhancedExtractionofHeavyMetalsfromContaminatedSoilsbyQIUQiongyaoAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceEnvironmentalScienceCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHu

2、nan410004，P．R．CHINASupervisorProfessorLIA0BohanMay,2014中南林业科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：研谪吨)口，中年士月≯二日中南林业科技史学

3、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密瓯(请您在以作者签名：歼办蝎wJ中年r月沈臼摘要由于对化学反应的特殊加速作用，超声波在环境污染修复方面的应用己成为研究热点。本论文研究了在振荡、超声波强化和超声波强化+振荡3种萃

4、取条件下去离子水、HCl和EDTA对污染土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的萃取效果以及差异。采用正交实验方法，研究了萃取剂(HCl和EDTA)浓度、固液比、超声波作用时间、超声波功率、萃取次数这5个因素对土壤中4种重金属元素萃取效果的影响，选出最优实验条件，并采用BCR连续提取法，分析了采用最优条件萃取前后污染土壤中4种重金属不同形态的含量变化。主要结果如下：(1)0．05mol·L以HCl和0．05mol-L。1EDTA对污染土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的萃取能力远远高于去离子水对污染土壤中这4种重金属的萃取能力；但是在单次提取时，ED

5、TA和HCI均会使土壤中Pb、Cu和Zn酸可提取态含量升高。(2)超声波强化显著缩短了土壤重金属萃取所需的时间，用0．05mol·L。HCl和0．05mol·L_EDTA作为萃取剂，超声波强化萃取10min能达到与振荡萃取2h相似的重金属去除效果。超声波作用10min，HCl对土壤Pb、Cd、Cu、Zn的去除率分别为30．54％、76．73％、17．59％和19．37％，EDTA对4者的去除率分别为78．05％、79．25％、43．07％和21．74％。超声波不会改变重金属与去离子水和EDTA这两种萃取剂的亲和程度大小，只是提高了重金

6、属从土壤中释放及其与萃取剂结合的效率。(3)超声波强化HCl萃取土壤中重金属的最优条件为：HCl浓度100mmol·L～，固液比1：5，超声波作用时间20min，超声波功率5％，萃取3次。此时，污染土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的去除率分别为80．91％、82．19％、49．40％和51．93％。超声波强化EDTA萃取土壤中重金属的最优条件为：EDTA浓度20mmol·L～，固液比1：20，超声波作用时间5min，超声波功率1％，萃取3次。此时，污染土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的萃取率分别达到78．02％、74．20％、51．59％和3

7、3．36％。(4)萃取液浓度是影响土壤重金属超声波强化萃取效率的重要因素，随着HCl和EDTA浓度的升高，4种金属的去除率升高。超声波强化萃取不仅能有效去除以酸可提取态、碳酸盐结合态和有机结合态存在的重金属，也有助于有效去除以残渣态存在的重金属。本实验中，在超声波强化HCI萃取最优实验条件下，土壤中残渣态Pb、Cd、Cu、Zn的去除率分别达到74．92％、82．64％、42．82％和56．37％。在超声波强化EDTA萃取最优实验条件下，土壤中残渣态Pb、Cd、Cu、Zn的去除率分别达到64．00％、56．76％、44．73％芹1：I3

8、8．60％。在超声波作用下，100mm01．L。1的HCl萃取效果略高于20mm01．LJ的EDTA。关键词：重金属；土壤；超声波；萃取；形态分析；HCI；EDTAABSTRACTDuetoit'sspecialacce