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核桃炭修复重金属土壤的研究

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摘要：随着工业生产的规模化，农药在农业生产中的不规范使用，生活污水对灌溉用水的污染，农田中的重金属含量逐渐增加。本文采用核桃炭对土壤中重金属进行吸收，并用原子吸收分光光度计测定土壤中重金属含量。并利用生物炭在土壤吸附重金属离子，研究不同量的核桃炭对重金属土壤的吸附性差异，土壤在不同pH值下对重金属离子固定效果的影响，有机富里酸对核桃炭吸附重金属离子效果。土壤中加入核桃炭的比例1：5最佳;pH大于5对Pb、Zn和Cd的影响较大;pH大于6对Cu的影响较大;富里酸加入量3mL吸附性最好。

关键词：核桃炭;重金属;土壤

随着工业生产的发展，高科技在生产生活中的应用，废旧电子产品及电池的粗放型处理，造成土壤中重金属含量增加，同时矿山开采及人们的生活中的废水和废渣也增加了土壤中的重金属的含量，不规范的使用农药加剧了土壤中重金属的含量。一旦土壤遭受重金属污染以后，是难以轻易降解的，而耕地如果遭受重金属污染，基本无法恢复。与此同时，由于土壤之中富含胶体，使重金属不断富集，长此以往，重金属污染会越发严重。随着人类的正常生产与生活等，耕地PH值会发生一定的变化，土壤中重金属含量会因化学反应使其价态与形态都受到不同的影响。除此之外，因土壤重金属污染是无法通过感官进行轻易识别的，因此重金属污染往往是长时间以后才被发现，这使土壤重金属污染治理难度不断加大。重金属土壤的修复性方法有很多，主要包括：客土法、植物修复及物理化学修复。因此对重金属污染的土壤的修复性研究刻不容缓。本文采用核桃炭修复重金属土壤，并找到性价比最高的核桃炭及最适合吸附重金属的条件。

1、实验部分

1.1试验仪器及设备

1.2实验药品

硫酸铜，硫酸锌，硝酸铅，氯化镉，氢氟酸，硝酸，盐酸和高氯酸，均为分析纯，生产厂家为天津福晨化学试剂厂。

1.3重金属土壤的制备

采集东北地区典型的黑土样品，木棍碾碎，自然晾干，过2mm筛备用。模拟重金属土壤的制备，重金属溶液用CuSO4，ZnSO4，Pb（NO3）2，CdCl2。将上述溶液按照一定浓度倒入土壤中，配制成含有不同重金属含量的土壤。其中水土比例1：5，连续搅拌12h，静置48h后移去上清液，将残留土壤自然风干备用。一系列含土壤含量如下表（单位mg/kg）：

1.4实验方法

1.4.1不同用量核桃炭对重金属土壤吸附的影响

称取5份重金属土壤样品各5g，分别加入0.1g，0.2g，0.3g，0.4g，0.5g的核桃炭在常温下混合，静置2小时后，测定土壤中重金属含量。

1.4.2核桃炭对不同pH重金属土壤的吸附性影响

分别称取重金属土壤样品各5g，分别加入核桃炭2g，在常温下混合，调节不同的pH静置48小时后，测定土壤中重金属含量。

1.4.3核桃炭对不同富里酸重金属土壤的影响

称取所有的重金属土壤样品5g，分别加入核桃炭2g，再加入一定量的富里酸，在常温下混合，静置，测定土壤中重金属含量。

1.4.4样品测定步骤

称取土壤样品，置于坩埚中，用少量水冲洗内壁，加入盐酸10mL，电热板加热，加3mL硝酸，5mL氢氟酸，3mL高氯酸，继续加热，待黑色有机物消失后，开盖赶酸。冷却后移至50mL容量瓶，用水定容。测定其重金属含量。

2.结果分析

2.1标准曲线及线性关系

2.2不同用量核桃炭对重金属土壤吸附的影响

核桃炭的加入量在一定程度上影响重金属土壤的吸附，二者成正比例关系，随着核桃炭的加入量的增加，重金属吸附也逐渐增加。

2.3核桃炭对不同pH重金属土壤的吸附性影响

土壤的pH值不同对重金属吸附性也不同，pH过低或过高都不利于重金属土壤的吸附。Cu在pH为5-6之间吸附性最好，Pb在pH为2-4之间吸附性最好，Zn在pH为3-5之间吸附性最好。

2.4核桃炭对不同富里酸重金属土壤的影响

土壤的有机物是土壤肥力的象征，可溶性富里酸属于可溶性有机物，对核桃炭吸附重金属影响很大。其中加入富里酸3mL对Cu和Pb的影响较大，富里酸对Zn的影响较小。

3、结论

综上所述，土壤中加入核桃炭的比例1：5最佳;pH大于5对Pb、Zn和Cd的影响较大;pH大于6对Cu的影响较大;富里酸加入量3mL吸附性最好。

参考文献：

[1]曾爱，?廖允成，?张俊丽，等.?生物炭对塿土土壤含水量、有机碳及速效养分含的影响[J].?农业环境科学学报，2013（5）：1009-1015.

[2]张春燕，?王瑞刚，?范稚莲，?等.?杨树和柳树富集Cd、Zn、Pb的品种差异性[J].?农业环境科学学报，2013，32（3）：530-538.

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[4]周建军，?周