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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤基半焦对重金属土壤中铬和镉的原位钝化及作用机制分析
  • 73
  • 作者

    陈东享朱佳媚刘冰倩岳晓明

  • 单位

    中国矿业大学化工学院

  • 摘要
    在我国积极推进煤炭清洁高效利用背景下,亟待解决低阶煤热解半焦的有效利用问题。同时我国重金属污染土壤治理已上升为国家安全战略。以乌鲁木齐和石河子煤为原料经热解制得半焦,将其作为铬和镉污染土壤的钝化材料。利用热重分析得到两种煤样热解的特征温度;采用N2等温吸附对半焦的孔隙结构进行了表征。通过重金属浸提试验,研究了半焦钝化剂作用时间和添加量对单一及复合污染土壤中,重金属有效态含量的影响。研究结果表明,乌鲁木齐煤基半焦具有较适宜重金属钝化的表面特征,孔径主要集中在1.8 nm~4.0 nm,单位面积酸性和碱性官能团数量较多,分别为0.0026 mmol/m2和0.0164 mmol/m2;当其添加量为5%、粒径300 μm~500 μm、与土壤作用时间90 d的条件下,铬和镉的生物有效态含量分别下降了78%和21%。相比于单一污染土壤,竞争作用使得复合污染土壤中铬和镉的钝化效果略有下降。此外,土壤中添加半焦后,土壤的pH值保持在稳定的弱碱性范围内,其有机质含量和阳离子交换量均有提高,改善了土壤的理化性质,可增强土壤肥力。研究成果可为重金属污染土壤的规模化治理提供理论指导。
  • 关键词

    土壤修复煤基半焦重金属有效态

  • 文章目录
    0 引言
    1.实验部分
    1.1实验原料
    1.2表征方法
    1.3 铬和镉污染土壤的钝化实验
    1.4土壤分析方法
    1.4.1基本理化性质
    1.4.2土壤铬和镉有效态含量测定
    2结果与分析
    2.1煤热重分析
    2.2半焦的孔隙结构性质
    2.3半焦对铬和镉污染土壤的钝化效果
    2.4土壤理化性质的变化
    2.5半焦钝化铬和镉的机制
    3.结论
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