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汞作为一种剧毒重金属,可以存在于大气、水体、土壤及生物体内,会对环境和人类造成极大的危害。我国每年排放的汞约占全球1/3,对环境的影响不可忽视,特别是汞赋存于土壤中带来的危害,因此对汞污染土壤的修复治理已经成为了当务之急。本实验利用来源广泛、价格低廉的转炉钢渣、火电厂粉煤灰、FeS及其复配组合试剂对汞污染土壤进行稳定化处理,针对转炉钢渣和火电厂粉煤灰进行安全性分析,并做改性处理,得到高效率修复汞污染土壤的稳定化试剂,对比处理前后的稳定化试剂表征;根据稳定化效率及其后期毒性浸出效果筛选出稳定化效率最高的单一试剂和复配组合试剂,探究稳定化修复前后土壤中汞的各种形态含量变化及其稳定化修复机理;探究稳定化时间、稳定化温度及土壤有机质含量对钢渣和粉煤灰修复含汞土壤的影响。本论文得到的主要结论如下:(1)钢渣和粉煤灰浸出毒性实验表明这两种废渣无毒性,对环境友好,物理化学性质较稳定,适合用于汞污染土壤的修复使用;(2)矿物钢渣和粉煤灰经过酸、纳米改性后,通过SEM、BET对其结构、比表面积、活性指数等进行测试和表征,结果表明改性后两种矿物层间距发生变化,活性指数和比表面积显著增大,孔道变多且孔隙变大,矿物表面有较多活性吸附位点,能够高效率吸附土壤中的重金属汞;(3)采用FeS、钢渣、粉煤灰和自制改性材料试剂处理汞污染土壤,得到稳定化效果为:酸纳米改性钢渣/酸纳米改性粉煤灰>酸纳米改性钢渣/FeS>酸纳米改性粉煤灰/FeS>酸纳米改性钢渣>FeS>酸纳米改性粉煤灰>纳米改性钢渣>纳米改性粉煤灰>酸改性钢渣>酸改性粉煤灰>钢渣>粉煤灰;在单一试剂实验中5%酸纳米改性钢渣稳定效果最好,在复配试剂实验中2.5%酸纳米钢渣+2.5%酸纳米改性粉煤灰稳定效果最好,分别能达到99.89%和99.94%,整个摩尔比范围土壤浸出液汞含量均低于GB 5085.3-2007规定的汞限值0.10 mg/L(土壤汞的毒性浸出值为28.163 mg/L),FeS试剂过量投入会导致可交换态汞含量增高,因此需要注意稳定剂的投入量;(4)稳定化过程土壤中汞的各种形态有很大变化,可交换态汞和可还原态汞含量显著降低,可氧化态汞含量变化不大,残渣态汞含量显著升高,修复后的土壤中汞的生物迁移性显著降低,对环境的潜在危害大大减小;稳定化处理后土壤中汞的形态大部分由可交换态、可还原态和可氧化态转化为残渣态,其含量高达75%以上,汞的生物有效性显著降低;(5)由XRD图分析得出,修复后的土壤中有HgS、Hg(OH)2、Hg2(OH)2等物质生成,表明实验稳定化修复汞污染土壤是通过化学反应、物理吸附、化学吸附、离子交换吸附等作用实现的;(6)土壤浸出液中汞浓度随着修复时间的增加逐渐降低,在稳定化10d后趋于平稳,根据实际修复应用考虑改性钢渣和改性粉煤灰修复含汞土壤的最优稳定化时间为10 d;在5～35℃范围内,土壤浸出液中汞浓度随着温度的升高逐渐降低,根据实际修复环境的应用选取最优稳定化温度为35℃;在土壤修复过程中加入土壤有机质(玉米秸秆)对酸纳米改性钢渣的稳定化修复有抑制作用,但对酸纳米改性粉煤灰的稳定化修复有促进作用,建议可以在适当范围内(土壤质量分数的4%以上)添加一定量的土壤有机质。