土法炼锌区废渣重金属固定研究剖析.pdf

生态环境学报 2009, 18(3): 899-903 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 土法炼锌区废渣重金属固定研究 1,2 1* 2,3 2 1 1 敖子强 ，严重玲 ，林文杰 ，瞿丽雅 ，窦扬扬 ，叶娟 1. 厦门大学生命科学学院，福建 厦门 361005 ；2. 贵州省环境科学研究设计院，贵州 贵阳 550002 ； 3. 韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041 摘要：黔西北土法炼锌形成大量的废弃地，废渣重金属Zn 、Pb 和Cd 全量分别为：7 521、5 365 和53.4 mg·kg-1 ，废渣的pH 值为8.53 ，当地的背景土壤的pH 值为5.39。重金属污染是当地面临的主要问题，同时也是土地复垦需要考虑的首要问题， 目前来说防止重金属的迁移扩散显得尤其必要。用优级纯硝酸调控废渣的pH 值检验pH 值降低时废渣重金属释放程度；用 碱石灰、活性炭、粉煤灰和有机质对重金属进行吸附；野外用碱石灰、纯碱和烧碱在土法炼锌区对废渣释放的重金属进行吸 附。结果发现废渣重金属Pb 、Zn 和Cd 随pH 值降低而释放，Cd 和Zn 的释放量较大，pH 值是影响重金属迁移扩散的重要 因子；碱石灰、活性炭、粉煤灰和有机质对重金属吸附能力的比较得出碱石灰的吸附效果最好；野外实验进一步发现碱石灰 固定重金属稳定性好、吸附性强。黔西北土法炼锌区有大面积的喀斯特地区分布，碱石灰来源广，用作废渣重金属释放的固 定材料相对经济实用。 关键词：土法炼锌区；重金属；吸附；碱石灰 中图分类号：X753 文献标识码：A 文章编号：1674-5906 （2009 ）03-0899-05 土法炼锌区的土壤和废渣中的重金属不断向 多，并Cd2+与CO 2-结合生成难溶于水的CdCO 。 3 3 周围扩散，扩大了污染的范围，因而寻求一定的方 施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤 pH 值，促使土 法将重金属固定下来成为目前土法炼锌区面临的 壤中Cd、Cu、Zn 等元素形成氢氧化物或碳酸盐结 重要问题。施用改良剂可降低土壤中重金属的水溶 合态盐类沉淀[7-9]。通过几种常见易得到的吸附剂的 性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物 比较选出效果好又经济实用的吸附剂，进行废渣的 体、微生物和水体的能力，减轻它们对生态环境的 pH 调控以及野外实验，最后确定较好的吸附剂， 危害[1] 。该技术关键在于选择经济有效的改良剂， 为土法炼锌区重金属的固定提供科学依据。 常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅 1 材料和方法 酸盐和促进还原作用的有机物质，不同改良剂对重 污染土壤和废渣样品采自黔西北赫章县妈姑 金属的作用机理不同，向土壤中投放硅酸盐钢渣对 镇的新关寨。该县土法炼锌已有300多年的历史， Cd、Ni 、Zn 离子具有吸附和共沉淀作用[2-3]。水田 至2000年，已有1 000多个土法炼锌“马槽炉” 的规 土壤中的 Cd 能够以磷酸镉的形式沉淀；沸石是碱 模[10] 。研究表明矿渣、土壤和沉积物中Pb 、Zn 、 金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体，含有大量的 Cd大大超过背景值[10-11] ，对生态环境污染严重。 三维晶体结构和很强的离子交换能力，从而能通过 污染土壤中全量Zn 、Pb和Cd分别为：353 mg/kg 、 离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有 279 mg/kg