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利用超声波促进化学法修复土壤重金属污染效果的研究 第 28 届上海市青少年科技创新大赛二等奖 摘要摘要 摘要摘要 [ 目的] 比较传统化学法和利用超声波与化学法复合处理对土壤重金属污染的修 复效果 [方法] 将采集的土壤样品根居民污水净化再利用循环装置的制作研究 据三种粒径水平(0.25-0.5mm，0.5-1.0mmm，1.0-2.0mm)过筛取样，三种粒径的 土壤均通过人工染毒配置成 Cu2+含量为 1.6g/kg 污染土壤和 Pb2+含量为 51.75g/kg 的污染土壤，分别进行化学法处理及超声波与化学法复合处理。化学 法处理时控制化学试剂种类（水与盐酸）、水土比（5:1 10:1 15:1）两个变量 超声波与化学法复合处理时控制时间（30min、90min、180min）、温度（20℃、 60℃、80℃）以及声能密度（0.3w/cm²、0.6w/cm²、0.9w/cm²）三个变量。比较 两种方法对土壤中 Cu2+和 Pb2+的去除效果。[结果]在化学淋洗处理土壤时，土 壤粒径为 1.0-2.0mm,水土比为 15:1，用盐酸淋洗去除 Cu2+时，去除效果最好， 去除率达到 22.1%。土壤粒径为 1.0-2.0mm,水土比为 15:1，用盐酸淋洗去除 Pb2+ 时，去除效果最好，去除率达到 10.68%。在超声波与化学法复合处理时，控制 水土比 5:1 不变，土壤粒径为 0.25-0.5mm,用盐酸淋洗去除 Cu2+，超声波辐射时 间为 180min,温度为 80℃，声能密度为 0.9w/cm²时，去除效果最好，去除率达 到 84.2%，土壤粒径为 0.25-0.5mm,用去离子水淋洗去除重金属铜，超声波处理 时间为 180 分钟，温度为 80 摄氏度，声能密度 0.9w/cm²时，去除效果最好，去 除率达到 73.9%。而先化学法后超声波处理效果与先超声波后化学法处理效果并 无明显差异。[结论] 超声波与化学法复合处理对土壤中 Cu2+和 Pb2+的去除效果 更明显。超声波与化学法复合处理效果与时间、温度和声能密度呈正相关，利用 超声波可以明显改善化学淋洗法对于小粒径土壤中 Cu2+和 Pb2+的去除效果。 [关键词] 超声波；土壤重金属污染；化学修复效果 【文章中先要对各种处理的总体趋势作出说明，比如随着粒级的增加、随着处理 温度的提高、随着声能密度的增加、去除效果如何变化，单独处理或复合合处理 要分别说明。然后再给出去除效果最佳的条件。这个结果也应该简要反映在摘要 中。也应该在讨论中进行一些必要的讨论】【如果测定时是有三次以上的重复， 表示结果时用（平均值加减标准差）的形式，作图时用点和误差棒共同表示 excel 有此功能】 1 前言前言 前言前言 土壤重金属污染已成为全球范围的重大环境问题。从上个世纪六十年代，日 本的锌、铅冶炼厂排放含镉废水污染河流土壤引发附近居民的骨痛病 ；2009 年 本市康桥血铅案、2010 年福建紫金矿业、2011 年云南曲靖铬渣非法倾倒等重金 属污染事件也造成了附近居民特别是儿童的严重健康 问题，除此而外，国内外还 有大量其他类似相关事件不断被报道。这些事件的发生，引起了全社会的广泛关 注 。时至今日，重金属污染对环境的危害和对人们健康的威胁 以及对经济造成的 影响依然在持续，形势十分严峻 。据有关报道 ，目前我国受重金属污染的耕地面 积 已经占总耕地面积的 1/5 [1] 面对这样严重的污染现状，土壤修复成了一个必 然的和紧迫的选择 对于土壤重金属污染,化学修复作为目前主要修复技术 ，其去除效果主要依赖于 化学淋洗剂本身的化学性质，不能普遍适用于所有重金属离子，且容易造成二次 污染。于是引起了本人的思考：能否借助其他手段来优化化学修复土壤重金属污 染的工艺，提高其去除率，并降低造成二次污染的风险？想到以前在物理课上， 老师讲到超声波方向性好、穿透能力强，易于获得较集中的声能，可以加速