钒污染土壤基质改良与植物修复技术研究及应用

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1、钒污染土壤基质改良与植物修复技术研究及应用(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：环境学院学科：环境工程研究生：张文杰指导教师:蒋建国教授联合指导教师：凌海波高工二○一七年六月ResearchandapplicationoftheremediationofVcontaminatedsoilwithsoilconditionersandnativeplantsThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegre

2、eofMasterofScienceinEnvironmentalEngineeringbyZhangWenjieThesisSupervisor:ProfessorJiangJianguoJune,2017摘要摘要一系列工业活动造成土壤钒污染较为严重，目前国内外对钒污染土壤的修复技术研究较少。因此，针对土壤钒污染问题，本文提出了土壤基质改良技术。通过对聚丙烯酰胺、海泡石、堆肥污泥、泥炭、腐殖酸、石灰、粉煤灰和膨润土共8种土壤改良剂进行筛选和复配研究，分析土壤改良剂对蔊菜或野苎麻等本土植物生长的影响和土壤性质的影响，筛选出合

3、适的土壤改良剂及改良剂复配方案，并进行中试试验及示范工程等现场试验。主要的研究成果包括：在混配比例为1:1（污染土壤与未污染土壤质量比）和1wt%铁粉固化的条件下，采用以蔊菜为指示植物的盆栽实验，对聚丙烯酰胺、海泡石、堆肥污泥、泥炭、腐殖酸、石灰、粉煤灰和膨润土共8种土壤改良剂进行筛选，并研究了土壤改良剂对蔊菜生长和蔊菜富集转移重金属的影响。结果表明：最好的土壤改良剂为0.02wt%~0.1wt%PAM，1wt%泥炭，1wt%腐殖酸，1wt%堆肥污泥；中等效果的土壤改良剂有海泡石和石灰；最差的土壤改良剂是粉煤灰和膨润土。在土

4、壤改良剂筛选实验结果的基础上，复配出三种土壤改良剂组合方案，分别为：复配方案1，PAM0.02wt%+海泡石1wt%+堆肥污泥1wt%；复配方案2，PAM0.1wt%+堆肥污泥1wt%；复配方案3，PAM0.02wt%+堆肥污泥1wt%+膨润土0.2wt%（复配方案中百分比为钒污染土壤质量百分比）。同时，研究了复配改良剂对蔊菜、野苎麻生长和对蔊菜、野苎麻富集转移重金属的影响。结果表明：复配土壤改良剂1和复配改良剂3对钒污染土壤的改良效果优于复配改良剂2。在实验室研究的基础上，进行钒污染土壤基质改良的现场试验。试验结果表明：复

5、配改良剂2和复配改良剂1处理后植物生物量干重差异不显著，由于海泡石的价格和用量均比膨润土高，故选取复配改良剂2用于示范工程建设。综上所述，复配改良剂（PAM0.02wt%+堆肥污泥1wt%+膨润土0.2wt%）能有效修复钒污染土壤。关键词：钒；土壤；土壤改良剂；示范工程IAbstractAbstractSomehumanactivities(e.g.mining,fuelcombustionandsteelrefining)maycausehundredsofthousandsoftonsofVtobedepositedon

6、land,increasingsoilVconcentrationsandtheinformationconcerningonremediationofV-contaminatedsoilsisavailable.Thus,somesoilconditioners,includingpolyacrylamide(PAM),sepiolite,sludgecompost(SC),peat,humicacid(HAC),lime,flyash,andbentonite,wereusedinthisstudyforamending

7、V-contaminatedsoil.Moreover,theeffectofsoilconditionersonthegrowthofcanolaplantsorwildramieandsoilcharacteristicswasanalyzedforselectingcombinationsofsoilconditionerstobeusedinfieldexperiment.Theresultswereasfollows:Ontheconditionthatthemixedratiobetweencontaminate

8、dsoilanduncontaminatedsoilwas1:1andthemixedsoilwasimmobilizedby1wt%zero-valentiron(ZVI),potexperimentswithcanolaplantswereperformedtoevaluatethee