赤泥改性颗粒修复材料及其对铅锌污染土壤原位稳定化地研究

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：2竺t～L-十～[Q月旦日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩

2、印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。储虢辫翩签雅蹶一年上月型日摘要利用氧化铝工业废渣——赤泥的潜在胶凝性，通过改性和添加造粒辅米-：Pfn表面活性剂等，常温下转鼓造粒制备赤泥基颗粒和赤泥一磷复合颗粒，并应用于铅锌污染土壤的原位稳定化修复。这是针对赤泥资源化利用的一种有益创新。通过在实验室开展模拟污染土修复试验、矿区重金属污染土壤盆栽试验、土柱淋溶实验和土壤中磷扩散试验；采用X射线衍射微区分析、扫描电子显微镜分析、原子吸收分光光度计分析等相结合的检测方法，对制

3、各颗粒的组成和结构、土壤理化性质、重金属的含量和形态变化、有效磷的溶释扩散进行了研究。本论文的主要研究内容和创新点如下：1．改善赤泥胶凝性能，赤泥原料(RM)凝结性差，水灰比0．5时，赤泥初凝时间为15．75h，终凝超过48h，不能满足造粒成型要求。通过#I-力D胶凝材料，粉磨、煅烧赤泥原料，调节水灰比等手段对其胶凝性能进行改性研究。采用赤泥粉料过0．150mm筛，添加5％水泥，5．10％石膏，水灰比O．5时，常温下可控制凝结时间2h内。2，赤泥颗粒的制备与改良比较了不同造粒设备和工艺条件下制备的赤泥颗粒的性质。通过调节外加胶凝剂用量，添加造粒辅料和表面活

4、性剂，确定常温下转鼓造粒制各赤泥基颗粒(PL)：赤泥原料粉(<0．15mm)通过转鼓造粒机在水灰比0．5条件下进行颗粒化造粒，胶凝材料水泥和石膏分别采用5％，秸秆粉末(

5、。I旱两种栽种条件下的原位稳定化修复效果，并分析对土壤环境和植物生长的影响。施用赤泥原料(粉)和赤泥颗粒(PL)均能在修复初期有效减少离子交换态铅(Pb—I)。但施用赤泥原料(粉)在修复15d后Pb—I反而持续增多，而施用赤泥颗粒修复15d后，对Pb．I持续钝化效果明显，其最大降幅(模拟污土中)为94．50％。施用赤泥颗粒对土壤pH的影响小：施用1％和5％，相比施用赤泥原料(粉)的土壤pH分别下降9．76％和13．63％。土壤含水率在20％～25％，施加5％PL对500mg／kg模拟铅污染土进行修复，离子交换态铅(Pb—I)和碳酸盐态铅(Pb．II)含量最

6、大降幅分别为94．50％和45．95％。残渣态铅(Pb—V)含量增加48．46％。施用赤泥颗粒对矿区污染土壤修复，离子交换态铅、锌降幅最大为44．79％，100％(即未检出)。残渣态铅、锌含量最大增幅72．26％，45．54％。赤泥原料通过添加辅助剂改性成赤泥颗粒后，能使碱性物质包覆在水化产物的晶格或晶格间隙中，从而缓释OH一。这一新的赤泥修复材料不仅保留了赤泥原料较强的吸附性能，也能有效促进污染土壤中各形态重金属持续向稳定的残渣态转化。4．赤泥．磷复合颗粒的制备和修复应用在赤泥基颗粒对铅锌污土稳定化修复应用基础上，进一+步添加可溶和难溶磷酸盐，制成改良赤

7、泥．磷复合颗粒(PK和PCA)。赤泥．磷复合颗粒缓解了因赤泥而引起的土壤pH值增加，同时促进了对矿区土壤中铅锌的稳定化。施加5％含磷6．80％赤泥颗粒PK4，对铅的化学转化促进最显著，其中残渣态铅(Pb—V)增加达81．26％，有机结合态(Pb．VI)，铁锰氧化态(Pb．III)，碳酸盐态(Pb．II)分别减少78．74％，85．62％，73．46％。控制赤泥．磷复合颗粒中可溶性磷含量1．70％，可保证植株正常生长并能有效抑制韭菜对铅的吸收，抑制率高达86．88％。土柱淋溶实验中，添加可溶磷在早期磷淋出量最高，为25．89mg／L。而添加颗粒PK4的试验组

8、中5-20d内水溶磷持续释放优势明显，高出添加可溶磷处理下23．3