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土壤铅固定化利用磷矿
池文玲1，强尼蓝2新雄房3
1大叶大学，台湾，鹏; 2谭恭大学，台湾，鹏; 3环境保护
南投县，台湾，鹏
（作者为通信，电子邮件：cwlin@mail.dyu.edu.tw，传真：886-4-8511347，电话：886-4-8511339）
（收稿2003年5月13;接受21 2004年8月）
摘要：铅（Pb）磷酸盐化合物是高度不溶性的和在污染土壤形成将有助于铅固定化。当前研究的目的是评估铅通过典型的台湾受污染农田土壤磷矿石的各种治疗方法的固定化，并确定在外地应用阳离子磷矿使用的最佳用量。被污染的土壤样品，每个都包含铅浓度为346毫克1873年KG-1是从附近的陶瓷产品生产厂耕地收集。这两个批次的固定化实验和原位修复是用磷矿添加剂完成。间歇实验的结果表明，该磷矿有效降低铅0.1 M盐酸提取，用后反应8天的最小压下的33-97％，对于初始铅浓度高达1873年毫克千克-1。盐酸萃取的铅具有更大的磷矿加载另外的2天反应后没有降低。有人还发现，反应时间比已经加入磷矿石量对铅固定化的影响较小。从在原位修复实验结果表明，土壤萃取的铅减少了93％（平均;范围85.2-97.2％），这是与批研究的结果媲美。 （平均值，范围5.96-6.76）;整治后此外，土壤pH值从6.25提高到7.2（范围6.92-7.53的意思）。基于盐酸萃取Pb含量和添加的磷酸盐岩的量，获得了各种线性数线性回归曲线。这些预测方程已用于现场应用。我们的现场结果表明，磷矿石有一个潜在的经济高效地在台湾治疗铅污染土壤。
关键词：固定化，铅污染的土壤，磷矿石
1.简介
铅污染是很大的环境问题，由于铅对人体健康的影响。铅浓度在未被污染的土壤的范围从2至200mg千克-1（林赛，1979）。在台湾的自然土壤铅浓度的上背景水平平均18毫克公斤-1（0.1N盐酸萃取Pb含量）和50毫克公斤-1（总铅含量）（Chen和黄，1992）。在台湾，土壤通常被认为是污染的铅时，其总铅浓度超过100毫克公斤-1根据台湾1992年除了环境保护的Ad-职事公布的报告，铅的清理标准为120毫克公斤-1在0.1N盐酸萃取铅含量的基础上应当注意的是，一些研究人员（Chen等）。
池文玲等
1992;刘，1998;萨，1998）报告说，0.1 M盐酸提取物含量的比值AQUA铅含量王水在他们调查的土壤在台湾范围从26.1到55.5％。因此，120毫克公斤-1标准用HCl约为216-460毫克公斤-1使用王水（林，2002）。
关于250公顷污染的重金属农业土壤都是由台湾（EPA-ROC）的环保总局在2002年，这些土壤的确定，最高的铅含量高达11400毫克公斤-1（0.1 M盐酸萃取Pb含量）（辽，1998年）。作为这种严重铅CON-污染的结果，相当多的关注和资源被集中在莱米迪-阿婷铅污染土壤。根据土壤及地下水污染整治法2001by EPA-ROC，当到河谷土壤铅含量超过1000毫克公斤-1（EPA-ROC，2001）整治行动被认为是。对污染土壤修复当前的技术通常是昂贵的和/或不能永久防止有毒元素进入到生物圈。因此，作为爱特纳 - 略去修复技术，在与磷矿修订污染土壤铅的原位固定已收到了极大关注，在过去几年里（Ma等，1995;张等，1997）。此方法是基于从不稳定土壤铅形式与加入固体磷酸盐矿物如磷酸盐岩的重新动作形成地球化学稳定磷酸铅矿物。铅磷酸盐具有低溶解性，幅度一般几个数量比类似的碳酸盐和硫酸盐不易溶解。由于其低水溶性的（Ksp = 10minus;71.6），据信磷酸酯浸出和径流的问题将不会关心（Ma等人，1995）。开口-豪威尔和Caporn（1996）也表明治疗具有高度可溶性P可以提高P-诱导富营养化的风险。因此，少可溶性磷，如磷矿可降低这样的风险。对于土壤铅转化为更稳定的磷氯铅矿（较少可生物利用形式）的技术是很容易通过加入磷酸盐岩的土壤实现。这可以通过的磷酸盐化学物质或矿物栽培混入土壤来完成。在用磷酸添加剂，以减少土壤铅的生物利用度，增加长期稳定受污染场地的铅固定化领域的应用已被曹等证明。 （2002）和Eusden等。 （2002）。曹和他的同事表明铅固定化一个长期稳定性，并建议用磷矿结合的 H3PO4应用可以用于原位铅固定化提供一个适当的补救方案。
这项工作的目的是为了进一步调查利用磷矿石作为土壤添加剂在台湾铅污染场地来固定土壤不稳定领先。治疗的有效性，通过用磷酸盐岩铅污染土壤以分批研究反应，并检查提取铅CON帐篷评估。基于在土壤中的可提取铅含量和在实验室控制的条件下加入的磷矿石的量，经验曲线通过回归分析OB不引起。这些预测方程可用于现场应用。
土壤铅固定化利用磷矿
2。材料和方法
2.1。土壤污染
由铅在200平方米的区域污染附近的陶瓷产品植物研究地点位于南投县。根据史料记载，陶瓷制品等行业在这一领域自1960年以来运作有人SUS-存在意外的农业土壤被废陶瓷（即铅）污染。因此，选择在南投网站粘质土壤这项研究。在这个网站进行了土壤污染的铅，用0.1N盐酸可提取铅浓度响起，ING从192-2193毫克公斤-1（平均931.5毫克公斤-1）表层土壤（0-15厘米）和51.1-835毫克KG-1（平均513.6毫克公斤-1）底土（16-30厘米）。这些浓度已经达到120毫克公斤-1（0.1N盐酸萃取）临界中毒浓度。可林（2002）发现对研究区的更多细节。土壤样品与钢取样器采集（样品面积为20平方厘米）从表土和底土在陶瓷前制品厂的工业用地。土壤样品进行空气干燥，地面用研钵和研杵橡胶，并通过20目尼龙筛过筛。 1的水比：1（梅特勒 - 托利多MP 220 pH计）采用玻璃电极在土壤测定土壤pH值。土壤有机毡之三是由沃克利黑湿式燃烧法（Page等人，1982）。利用罗兹的方法进行了检查的阳离子交换量（CEC）（Page等人，1982）。
2.2。培养实验研究
在这项研究中，批烧瓶实验被用来评估使用磷矿粉末从污染土壤固定铅的可行性。此外，加入的磷酸盐岩粉和温育时间为铅固定化所需的量的估计。污染土壤的样品，含有346，1144年和1873年毫克公斤-1是从污染场地收集铅浓度。来自台湾的化肥公司获得磷矿粉AP-合股污染土壤作为金属固定添加剂。在使用之前，所述矿物是通过100目筛（孔径0.15毫米）通过。这种矿物的主要成分为51.5％的CaO和42.7％P2O5。在磷酸盐岩杂质包含氟化物（2.67％），二氧化硅（2.09％），锌（0.12％），铅（0.06％），铬（0.04％），和Ni（0.02％）。矿物pH值是7.6。总共将100克污染土壤与混合0，5，10，20，并在含有1的250mL烧瓶中40加入磷酸岩粉末的（0，5，10，20，和40％）：1重量/瓦特土壤与水的比例。将悬浮液水平地以180rpm连续地振摇，并在室温彩画-TURE孵育。在三个重复1.0克土（绝干基准）的子样本中8天的反应时间被定期绘制的盐酸萃取的铅含量的测量。
环境保护局-鹏等
2.3。铅在土壤中提取
使用环境保护局-鹏方法NIEA S326.60T- 0.1 M盐酸萃取过程（环境保护局-鹏，1994）测定土壤中的金属含量。风干土壤和100ml的0.1M HCl中的一克置于250毫升烧瓶中。每个烧瓶以180rpm振荡1小时，并通过42的什么样的号滤纸过滤土壤悬浮液。滤液进行分析，铅浓度系统蒸发散采用火焰原子吸收光谱（AA，Perkin-Elmer公司3300）确定。实验坯，标准溶液，并加标样品用于分析质量控制。在土壤中提取铅的百分比回收率是主要不引起80-120％的范围内，并为检测限（MDL）的方法为5.17毫克千克-1的分析铅。
2.4。 FIELD修复研究评价
采样是在一个200平方米的铅污染现场进行。土壤样品按照分层采样设计，其中个体样本的距离从2-4米不等取。的采样点的总数是九，和土壤从四个深度（0-15厘米，16-30厘米，31-45厘米，46-60厘米）采样。铅的初始浓度使用0.1按照环境保护局-鹏方法NIEA S326.60T M盐酸萃取得到确定。
3。材料和方法
3.1。土壤的收集和鉴定三个农业土壤具有不同pH值从中国山东（雏形土土，CS），吉林（软土土，MS）和江西（老成土，美国）收集。土壤被风干，通过2毫米筛过筛。 （5土溶液1）振荡1小时后，土壤pH值在0.01M氯化钙确定。溶解的有机碳：使用碳分析仪（Elementar公司VARIO TOC中，德国）测定（DOC，1 5土壤Milli-Q水5小时），并用激光粒度分析仪分析颗粒尺寸（Beckman Coulter公司，美国） 。对于总砷，钙，磷，土壤中在105℃8小时（环境快递，美国）一个热块上使用USEPA方法3050B消化。而使用的0.5M的NaHCO 3的非酸性土壤（MS和CS）和0.03M的NH4Fe0.025 M盐酸酸性土壤（US），购Ca和作为由0.05M的（NH 4）2 SO 4溶液萃取有效磷萃取（1 ：25土溶液4小时）（梅农等人，1989;策尔等人，2001）。砷和Ca分别通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS的NexION 300，珀金埃尔默，USA）和原子吸收光谱法（AAS，PE于AAnalyst 900T，USA）测定。全磷浓度通过修饰钼蓝法测定
3.2。实验装置
土壤用砷酸掺入（ASV; Na2HAsO4 $ 7H2O，SigmaeAldrich，90％）和PR（8％P和24％的Ca，为Ca10（PO 4）6F2CaCO3，PCS磷酸盐，白色弹簧，佛罗里达）如下：1）的控制， 2）1.5％PR，3）50毫克公斤1 ASV，和4）1.5％PR和50mg公斤1 ASV。以促进更好的植物生长，土壤是用石英和5％的有机物质的混合（Xu等人，2014）。
使用前，年龄在一个月加标土壤。他们被带到了50％，持水能力，并与曝气部分打开存储在塑料袋（每袋2.5千克）。激发场干湿周期，土壤储存在黑暗的房间中，加入Milli-Q水用于土壤每周。根据先前的研究中，作为可用性老化一个月（Liang等，2014年）后是稳定的。与5E6复叶和光伏电站中〜高15 cm的轻轻洗净去吸收土壤最小化和移植到中年的土壤。所有的植株在温室下的16小时，350毫摩尔M 1的1的光密度的光光照生长，平均25℃的温度和70％相对湿度（Xu等人，2014）。蕨类植物进行每3天浇灌用Milli-Q水和随机重排。
3.3。在土壤和植物总砷，钙，磷含量的比较分析
90天的生长后，光伏电站收获并连接到PV根土壤进行仔细清除。土壤和洗涤光伏样品随后48小时（LABCONCO自由区6加上，USA）中冷冻干燥。土壤研磨并筛分至2毫米，而光伏根和叶状用液氮研磨。植物和土壤样品用USEPA方法3050B消化总量作为使用ICP-MS浓度。
调查钙，磷的光伏增长，钙浓度在土壤和植物中的潜在作用是通过原子吸收光谱法分析，分光光度法确定为前雇主 - ously描述的磷浓度（UV 2550，日本岛津）。
3.4。在土壤和植物砷形态
对于作为形态在土壤中，1M正磷酸和0.5M抗坏血酸用于提取作为（Giral等人，2010）。大约需要0.2克样品加入到含有30毫升提取SOLU-灰的50mL小瓶中，随后在热闭塞系统消化在105℃（环境快递，USA）10分钟。在3760克10分钟离心后，收集上清液并用0.22毫米过滤器过滤。将过滤的溶液稀释至50毫升并如形态使用高效液相色度甜蜜素含量分析法（HPLC;沃特斯2695，USA）中加上的ICP-MS。
对于作为PV组织形态，该程序是基于对张某等人。 （2002）。简言之，〜50毫克样品，超声波由5毫升甲醇/水溶液萃取（体积/体积frac14;1：1）在冰浴中2小时。以避免由于变换，冰浴中重新每隔30分钟，在该小瓶中混合30秒。经过两次为拔牙和三重冲洗（每漂洗5毫升），将上清液进行混合，稀释，过滤，然后分析其形态使用HPLC-ICP-MS。
3.5。统计分析
数据分别存在作为与标准误差一式三份的平均值。使用的双向分析测定显著差异
368 Y.-H. Han等/ 149光化（2016）366e372
方差（ANOVA）通过Tukey多重比较检验，在使用GraphPad，棱镜P 0.05（Resease 6.0，美国）。用Origin程序（8.5版，USA）的单变量线性回归进行相关分析。
3.结论
基于这些结果，可以得出下面结论：
1，提取土壤铅含量显示具有磷矿ADDE量重大负相关关系。然而，土壤铅的萃取性朝与加到土壤磷矿的增加量渐近值减小。
2.对于在土壤中提取pb的一个给定的百分比减少，较高的初始Pb含量需要磷矿添加更大的量。
3.回归结果与实验数据的有利匹配，并且这些预测方程是有用的预测工具，可用于未来的应用得到进一步的发展，尤其是在其他pb的污染公畜。
使用磷酸盐岩作为添加剂
- 实验室规模的实验已经表明，PB的多达97％被固定在土壤中。当前场的研究结果还表明磷矿该应用程序导致污染的土壤可以明显降低提取土壤铅和提升污染场地的土壤的pH值。这两个上面给出的结果是土壤环境有益的，包括最终降低药害和暴露于高浓度的PB在表土与人类健康的危害。
-
类似Lessl和马（2013年），三种土壤具有不同pH值在本研究中使用。然而，它们的性质是不同的。虽然他们使用含有25.5e129毫克公斤1象三只作为污染土壤，在这项研究中的土壤是含12.5e15.5毫克公斤1如（表1）农业土壤。此外，具有gt;81％的砂的土壤被Lessl和马（2013）
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