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复合污染黄土异位柱淋洗淋溶组分的光谱特性研究

范春辉  张颖超  杜波  贺磊  王家宏  
【摘要】:土壤污染已成为威胁全球人类生存的重大战略性问题。据统计,中国至少有1/5的耕地受到重金属污染,总面积达2 000万ha。由土壤污染引发的食品安全问题、人类健康问题、生态环境问题愈演愈烈,污染程度有逐年加重的趋势。及时有效地治理污染土壤已成为学者们关注的重点。化学淋洗法是较为有效的污染土壤修复方法,但土壤淋洗过程组分流失现象不可忽视,因为这可能在去除土壤污染物的同时,导致土壤肥力下降、理化属性改变或土壤生态功能的彻底丧失。土壤淋洗过程淋溶组分的光谱特性研究,可以为污染场地修复工程提供决策参考,对于恢复土壤生态功能具有重要的指导意义,但目前来看这方面的研究还略显欠缺。本研究以乙二胺四乙酸(EDTA)为淋洗液,通过异位柱淋洗实验研究铅/镉复合污染黄土淋洗过程中的组分淋失特性,主要包括黄土盐基离子、黄土养分、粘土矿物和有机质。借助X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析淋洗过程对黄土粘土矿物的影响,同时跟踪识别淋洗液中可溶性有机质(DOM)的三维荧光光谱(3D-EEM)特性。研究表明:EDTA对污染黄土的淋洗过程能够造成组分淋失。淋洗过程结束的240min时,EDTA对铅和镉最终淋洗率分别为49.86%和62.25%。盐基离子中的Na离子和黄土养分中的硝态氮最易淋失,淋洗过程对黄土粘土矿物的影响基本可以忽略。反应前期(10min)淋洗液中最先出现的是类富里酸类物质(Eex/em=240~250/320~340,Eex/em=260~290/450~470);到淋洗中期(60min)类胡敏酸类物质荧光峰(Eex/em=290~320/430~490)开始出现,同时类富里酸荧光峰(Eex/em=240/320)有减弱趋势;反应后期(120和240min)荧光峰强度均明显降低,这反映了淋洗液中荧光组分组成特性差异。光谱联用技术可以有效表征污染黄土淋洗过程淋失组分特性差异。

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