铜存在形态对其从土壤向地下水沥滤的影响研究

• 作 者: 韩雪
• 机 构: 南开大学
• 出 处: 南开大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 铜 环境污染 土壤迁移转化 地下水沥滤 淤泥溶出

铜是一种普遍存在的元素，对植物和动物具有重要的生理功能。但是大量含铜废渣、废水排入环境造成了对环境的污染和危害。铜在环境中的行为和作用，如活动性、生物可利用性、毒性等，取决于其形态而不是总量。因此，以铜的形态分析为基础，进行铜在环境中迁移转化行为的研究具有重要意义。
本文首先采用批量平衡方法进行了铜在土壤中的吸附-解吸行为研究。研究表明，土壤对铜的吸附分为开始的快速吸附和平衡后的慢速吸附两个阶段。土壤有机质含量的升高能增加对铜的吸附量，被吸附的铜只有一小部分被解吸下来。通过土壤添加铜后恒温培养的老化实验进行了加入时间和有机质含量对铜可利用态的影响研究，表明在相同的铜污染水平下，有机质提高了土壤对铜的吸持能力，随加入时间的延长，土壤可解吸态和生物可利用态铜减少。
其次，参照美国环保局的TCLP和SPLP固体废弃物淋出程序进行了天津电解铜厂污水处理池淤泥的批量沥出实验，并且通过柱淋滤方法及Tessier的连续提取法，进行了动态淋溶下淤泥的铜溶出和形态转化研究。结果表明只有在大量H+或有机螯合剂存在下，淤泥中的铜才会大量溶出，一般环境条件下，淤泥中所含的铜对周围环境是安全的。柱淋滤实验后，淤泥中铜各形态含量发生了变化，但是铁锰氧化物结合态仍占主要部分。
最后，模拟高浓度含铜废水污染土壤和淤泥堆放情况下，利用模拟土壤柱进行了在不同淋溶条件下铜在土柱中的迁移行为研究。结果表明施加于土壤的铜溶液及淤泥中溶出的铜仅有很小部分随淋溶液淋出，土壤柱分层进行铜含量检测表明进入土壤的铜基本被土壤滞留在表层，进入土壤的铜不会随淋溶液向下大量迁移。淋滤后淤泥的形态分析表明，铁锰氧化物结合态铜向可移动态的转化是造成上层土壤铜含量升高的主要原因，其转化部分是淋出液中铜的主要来源，“无水期”促进了淤泥中有机结合态和残渣态铜的释放。