（环境工程专业论文）鼠李糖脂协助下电动修复重金属cd和as污染土壤的研究.pdf

金属c d 总去除率为3 8 8 4 ，其中可渗透反应墙的对去除率的贡献比为8 6 7 1 ，证明了 电动修复+ 可渗透反应墙可实现重金属富集到去除的过程。 低浓度( 1 0c m c ) 和高浓度( 1 6 0c m c ) 的鼠李糖脂溶液均会导致重金属c d 的富 集效率下降，富集倍数分别为2 3 7 和2 2 5 。此外，阴极添加剂的鼠李糖脂溶液的酸碱度 以及碱性鼠李糖脂溶液的不同添加方式对重金属c d 都有着相似地迁移富集规律和富集 量。但以p h = 4 8 ，浓度为2 0c m c 的鼠李糖脂溶液作为预处理剂，重金属c d 并未出现富 集现象，而是迁移到阴极电解池中，使去除效率达到了4 9 2 7 。 2 ) a s 污染土壤修复中，鼠李糖脂溶液形成的胶束能够增大土壤固相氧化物表面与 砷负阴离子之间的静电斥力，抑制其在酸性条件下被氧化物专性吸附，同时，还可提高 电渗迁移效率。 碱性鼠李糖脂溶液( p h = 1 0 ) 无论作为土壤预处理还是阴极添加剂都能提高电动修 复重金属a s 效率，其去除率分别达到了2 3 7 6 和2 8 5 3 。但作为阴极添加剂酸性的鼠 李糖脂溶液( p h = 4 1 8 ) 降低了重金属a s 的电动去除效率，最大去除率也仅有8 9 3 ， 酸性条件下作为阴极添加剂鼠李糖脂的浓度对重金属a s 的去除率未有显著的影响。 酸性鼠李糖脂溶液( p h = 4 8 ) 作土壤预处理剂能够在整个土壤修复区域的5 8 ( 靠 近阴极侧) 处富集重金属a s ，其富集程度约为初始值4 0 1 2 9m gk g 。1 的2 1 7 倍。 3 ) c d 和a s 复合污染土壤中，重金属c d 2 + 与h 2 a s 0 4 - 在强酸性的条件下可形成带 正电荷的c d ( h 2 a s 0 4 一) + 离子化合物，在酸性和碱性的条件下可分别形成c d ( h 2 a s 0 4 ) 2 和c d h a s 0 4 沉淀化合物。重金属a s 可在鼠李糖脂溶液作用下通过c d 2 + 的架桥作用形成 不带电荷的可溶性络合物。 碱性的鼠李糖脂( p h = 1 0 ，2 0 c m c ) 做为阴极添加剂能同时增大复合污染土壤中重 金属c d 、a s 的去除效率，c d 、a s 总去除率分别为5 8 和1 9 6 3 。因此，在碱性鼠李 糖脂溶液的作用下，电动修复同时去除重金属c d 、a s 是可行的。 鼠李糖脂作为土壤预处理添加剂使重金属c d 的去除率降至2 9 3 1 之间，酸性鼠 李糖脂溶液( p h = 4 8 ，2 0 c m c ) 无论作为土壤预处理还是阴极添加剂均未能提高重金属 a s 的去除效率，其去除效率均在4 以下。 关键词：电动修复；重金属；生物表面活性剂鼠李糖脂 r h a m n o l i p i de n h a n c e de l e c t r o k 工n e t i cr e m e d i a t i o n o fc da n da sc o n t a m 【n a t e ds o i l s a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h es e r i o u sp o l l u t i o n ，h e a v ym e t a lc o n t a m i n a t e ds o i li nc h i n a , h a sc a u s e d at h r e a tt ot h ep u b l i ch e a l t ha n ds o c i a ls t a b i l i t y t h e r e f o r e ，t h e r ei sap r e s s i n gn e e dt od e v e l o p e f f e c t i v ea n de c o n o m i c a lr e m e d i a t i o nm e t h o d ss u i t a b l ef o rt h eh e a v ym e t a lc o n t a m i n a t e ds o i l e l e c t r o k i n e t i cr e m e d i a t i o ni s p r o p o s e da sav e r yp r o m i s i n gt e c h n o l o g y ，h o w e v e r ，i ti s h a n d i c a p p e di ni t sw i d e l yu s e ，b e c a u s e o f t h ea d d i t i v eo f s e c o n dp o l l u t i o na n ds o i le c o l o g i c a l d a m a g e i nt h er e s e a r c h sf o rh e a v ym e t a l , t h es o i lp o l l u t i o np r o b l e mc a u s e db yh e a v ym e t a lc d 、 a sw h i c he x i s t e da sc a t i o na n da n i o ni ns o i l ，r e s p e c t i v e l y , h a v ea l w a y sb e e nc o n c e r n e d ，d u et o t h e i rd i f f e r e n c e so f c h e m i c a l p r o p e r t i e s ，t h e r e a r e r a r e l y r e s e a r c h sa b o u tr e m o v a l s i m u l t a n e o u s l yo fc d - a si ns o i l t h u s ，i ti so fg r e a ta c a d e m i cv a l u ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e f o rt h er e s e a r c ho fm e c h a n i s ma n dr e m o v a le f f i c i e n c yo fs o l v e n te n h a n c e de l e c t r o k i n e t i c r e m e d i a t i o no fm u l t i p l eh e a v ym e t a lc o n t a m i n a t e ds o i l t h eb i o l o g i c a ls u r f a c t a n tr h a m n o l i p i dw a su s e da d d i n gs o l v e n tt oi m p r o v ee l e c t r o k i n e t i c r e m e d i a t i o ne f f i c i e n c yi n t h i sp a p e r , a n dw h i c hw a sc o n d u c t e dt oe l e c t r o k i n e t i cr e m e d i a t i o no f c d 、a sa n dc d - a ss p i k e ds o i lw i t ht h eh e l po f e n v i r o n m e n tf r i e n d l yb i o s u r f a c t a n tr h a m n o l i p i d ， w h i c hw e r eu s e da se l e c t r o l y t ec o n d i t i o n i n ga n dp r e t r e a t m e n tu n d e rd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n s ( i o c m c 一1 6 0 c m c ) a n dp hc o n d i t i o n s ( p h = 4 8 ，1 0 ) ，a n do nt h e s eb a s e s ，t h em o b i l i t y m e c h a n i s mo fc d 、a sa n dc d a si nt h ep r e s e n c eo fr h a m n o l i p i dw e r ed i s c u s s e d ，a n di nt h e c a s eo fc dr e m e d i a t i o n s ，t h ep r bf i l l e dw i t hf l a s ha s hc e r a m i s i t ea sa d s o r b e n tw a sp l a c e di n t h eb i g g e s te n r i c h m e n ts e c t i o n , a n dt h ep o s s i b i l i t yo fr e m o v a lo fh e a v ym e t a lb y e k - p r b ( e l e c t r o k i n e t i cr e m e d i a t i o n - p e r m e a b l er e a c t i v eb a r r i e r ) w a se x p l o r e d b a s e do nt h e r e s u l t so b t a i n e dt h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n sw e r ed r a w n ： 1 ) t h ec dr e m e d i a t i o nt e s ts h o w e dt h a tr h a m n o l i p i dc a nf o r mn e g a t i v e l yc h a r g e d m c o m p l e x e sw i t hc d ，p r e v e n t i n gi tf r o mp r e c i p i t a t i n gi na l k a l i n ec o n d i t i o n sa n dm i g r a t i n gt o a n o d e i na d d i t i o n ，t h ec dw a se n r i c h e di nt h e5 8 ( n e a rt h ec a t h o d e ) o fs o i lm a t r i x ，a n dt h e l a r g e s te n r i c h m e n tf a c t o rw a s4 41 t i m e so ft h ei n i t i a lv a l u e3 6 5 6 3m gk g q ( p h = lo r h a m n o l i p i da st h ec a t h o d ea d d i t i v e ) t h em o d e r a t er h a m n ol i p i dc o n c e n t r a t i o n s ，i nt h er a n g eo f 2 0c m c - 8 0c m c ，h a v eav e r y g o o dc a p a c i t yt oi n c r e a s ec da c c u m u l a t i o n s ，t h ee n r i c h m e n tf a c t o ro fo v e r4c a nb ea c h i e v e d t h ep r bw i t h3 9f l ya s ha st h ea d s o r b e n tc a nf u r t h e rr e m o v et h ea c c u m u l a t i o no fc di n e n r i c h e ds e c t i o n ，c a u s i n gad e c r e a s ef i o m4 15t oo 5 8 t h et o t a l3 8 8 4 r e m o v a lo fc dw a s r e a c h e d ，o fw h i c h8 6 7 1 w a sr e m o v e db yp r b i ti sd e m o n s t r a t e dt h a tt h er e m o v a lo f e n r i c h m e n th e a v ym e t a lc a nb ec a r r i e do u tb ye k - p r b l o wc o n c e n t r a t i o n ( 1 0c m c ) a n dh i g hc o n c e n t r a t i o n ( 1 6 0c m c ) r h a m n o l i p i dc a nl e a d t oad e c r e a s eo fc de n r i c h m e n t ，a n de n r i c h m e n tm u l t i p l er e a c h e dt o2 3 7a n d2 2 5r e s p e c t i v e l y f u r t h e r m o r e ，d e s p i t eo f t h ep ho f r h a m n o l i p i d a sc a t h o d ea d d i t v ea n dd i f f e r e n tw a yo fa d d i n g i tt os o i l ，t h es a m et r e n d sw e r ef o u n di ne n r i c h m e n tr e g u l a r i t ya n da c c u m u l a t eq u a n t i t y h o w e v e r w i t hr h a m n o l i p i d ( p h = 4 8 ，2 0 c m c ) a sp r e t r e a t m e n t ，h e a v ym e t a lc dm i g r a t e dt o c a t h o d ei n s t e a do fe n r i c h i n gi nt h es o i l , a n dt h er e m o v a le f f i c i e n c yw a s4 9 2 7 2 ) i na sr e m e d i a t i o ne x p e r i m e n t ，t h es o l v e n tf a c i l i t a t e dd e s o r p t i o no fa sf r o mt h es u r f a c e o fs o i lp a r t i c l e s ( i r o na n dm a n g a n e s ea n da l u m i n u mc o m p o u n d s ) b yi n c r e a s i n gt h er e p u l s i o n e l e c t r o s t a t i c ，a n di m p r o v et h em i g r a t i o no f a sb ye l e c t r o o s m o s i s t h er h a m n o l i p i di na l k a l i n ec o n d i t i o n ( p h = 1 0 ，2 0c m c ) i m p r o v e dt h ea sr e m o v a l e f f i c i e n c y , t h ev a l u ew a sa b o u t2 3 7 6 ( s o l v e n ta sp r e - t r e a t m e n t ) a n d2 8 5 3 ( s o l v e n ta s c a t h o d ea d d i t i v e ) h o w e v e r , a c i d i cr h a m n o l i p i dd e c r e a s e dt h er e m o v a le f f i c i e n c ya n dt h e l a r g e s tv a l u ew a so n l y8 9 3 ，t h er h a m n o l i p i dc o n c e n t r a t i o n su n d e ra c i d i cs i t u a t i o nh a v en o s i g n i f i c a n te f f e c to nr e m o v i n ga sf i o ms o i l b e s i d e s ，w h e nt h er h a m n o l i p i d ( p h = 4 8 ，2 0c m c ) w a ss a t u r a t e dw i t hs o i l ，t h e r ei sa n e n r i c h m e n to fa sf o u n di nt h e5 8 ( n e a rt h ec a t h o d e ) s o i l ，a n dt h ea c c u m u l a t e dq u a n t i t yw a s 2 1 7t i m e s 3 ) i nc d a st e s t s ，c d 2 + c a nf o r map o s i t i v e l yc h a r g e di o no fc d ( h 2 a s 0 4 一) + w i t hh 2 a s 0 4 一u n d e rs t r o n ga c i dc o n d i t o n a n da ta c i d i ca n db a s i cc o n d i t i o n ，f o r m i n gc d ( h 2 a s 0 4 ) 2a n d c d h a s 0 4o f p r e c i p i t a t i o nc o m p o u n d s ，r e s p e c t i v e l y 。t h em o b i l i t ym e c h n i s mo f c d a si st h a t t h er h a m n o l i p i dp r o v i d sb m d m gs i t e sf o rt h ec dc a t i o n so nt h eb i o s u r f a c t a n t ，w h i c hc o u l d c o n s e q u e n t i a l l yb i n dm o r ea st h r o u g hm e t a l - b r i d g i n gm e c h a n i s m s ，a n dt h e r e f o r e ，f o r m i n ga c o m p l e x e sw h i c h c a nb es o l u b l ei nt h es o i ls o l u t i o n t h ea l k a l i n er h a m n o l i p i dc a u s e da ni n c r e a s ei nt h ea sr e m o v a le f f i c i e n c y , a n dt h e s o l v e n ta sac a t h o d ea d d i t i v e ( p h = lo ，2 0 c m c ) c a ns i m u l t a n e o u s l yi n c r e a s et h er e m o v a l e f f i c i e n c yo fc da n da s ，w h i c ha r e 58 和19 6 3 r e s p e c t i v e l y t h e r e f o r e ，i ti s f e a s i b l et o c o n d u c te l e c t r o k i n e t i cr e m e d i a t i o no fc da n da sa tt h es a m et i m e w h e nt h er h a m n o l i p i dw a ss a t u r a t e dw 曲s o i l ，t h ec dr e m o v a ld e c r e a s e dt oi nt h er a n g e o f 2 9 3 0 ，a n dt h er e m o v a le f f i c i e n c i e so f a sw i t ht h eh e l po f a c i d i cr h a m n o l i p i d ( p h - = 4 8 ， 2 0 c m c ) w e r ea l lb e l o w4 k e yw o r d s ：e l e c t r o k i n e t i cr e m e d i a t i o n ；h e a v ym e t a l ；b i o s u r f a c t a n tr h a m n o l i p i d v 符号说明 意义 阳离子交换容量 电导率 斯特恩电势 z e t a 电势 修复前土壤中重金属含量 修复后土壤中剩余重金属含量 e k - p r b 电动修复可渗透反应墙 x 单位或量纲 c m o lk g 。1 g se m - 1 m g k g 1 m g k 分1 待 唧 呱 q c 鼻：李糖脂恸嘞下电动修复 金属c d 和a s 污染土壤的研吏 1 1 引言 第一章绪论 土壤是人类赖以生存的物质条件，是社会经济发展最基本的物质基础，也是整个地 球生态环境的重要组成部分。近2 0 年来，随着工农业经济的迅猛发展，含重金属的废 弃污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。污染后的土壤不但会直接导致农 产品减产和品质下降，而且可通过多种途径直接或者间接的危害人体健康。据国土资源 部普查数据显示，目前全国耕种土地面积的1 0 以上已受重金属污染，约有1 5 亿亩。 据估算，全国每年因重金属污染的粮食高达1 2 0 0 万吨，造成的直接经济损失超过2 0 0 亿元【1 1 。此外，蔬菜及肉类食品的重金属污染现象也日益严峻。而作为食物链末端人类 的人体健康也遭受到了严重的威胁。自2 0 0 1 年以来，重金属污染已经导致全国各地陆 续出现“癌症村”，据环境保护部统计，2 0 0 9 年环保部接报的1 2 起重金属、类金属污染 事件，致使4 0 3 5 人血铅超标，1 8 2 人镉超标，引发3 2 起群体事件【2 】。重金属污染已经 给人们的生活带来重大隐患，并进入集中爆发期。因此，如何解决过去发展积累、遗留 下来的重金属土壤污染问题，已经迫在眉睫。 1 2 重金属在土壤中的基本理化性质以及危害 土壤是保持和传导物质( 水、气、溶质) 和能量( 热量) 的介质。其本身是一个多 孔的三相共存系统，土壤中有气相( 空气) 、液相( 水) 、固相( 矿物质、有机物质) 。 土壤液相是指土壤水分，实际上是土壤溶液；土壤气相是指存在于土壤中的各种气体， 其成分组成接近于大气的成分；土壤固相部分是土壤的骨架，一般称为土壤基质。 土壤中的固相主要包括土壤矿物质和有机质。土壤矿物质的元素组成很复杂，元素 周期表中的全部元素几乎都能从土壤中发现，但主要有l o 余种，包括氧( o ) 、硅( s i ) 、 铝( a 1 ) 、铁( f e ) 、钙( c a ) 、镁( m g ) 、钛( t i ) 、钾( k ) 、钠( n a ) 、磷( p ) 、 硫( s ) 以及一些微量元素如锰( m n ) 、锌( z n ) 、铜( c u ) 、钼( m u ) 等等。其中 氧( o ) 和硅( s i ) 和是地壳中含量最多的两种元素，分别占了4 7 和2 9 ，铁( f e ) 和铝( a 1 ) 次之，四者合计共占地壳重量的8 8 7 。所以，在组成地壳的化合物中，极 大多数是含氧化合物，其中以硅酸盐最多，其次为结构比较简单、水化程度不等的铁、 锰、铝和硅的氧化物及其水合物。此类矿物质在风化过程中不仅会产生数量巨大的土壤 1 囊李翱 脂恸勘下电动修复。t 金属c d 和a s 污蔡土壤的研竞 细粒，而且还会分别在矿物质内部和外部产生永久电荷和可变电荷，从而形成无机胶体， 进而使土壤溶液变成胶体溶液。此外，土壤固相中的动、植物残体也会随着时间的推移 被土壤微生物分解，形成含有各种官能团的有机质，从而形成有机胶体或是各种大分子 量的有机酸。 进入土壤系统中的重金属会经过一系列的物理化学反应，如：吸附脱附、溶解沉 淀、氧化还原、络合螯合等过程，与土壤中的各种矿物质以及有机质结合在一起，或 是以游离的带电离子存在于土壤胶体溶液中。由于重金属本身性质的差异，其在土壤环 境改变的情况下会表现出不同的物理化学行为。 目前来说，我国土壤的重金属污染以p b 、z n 、c d 、c u 、n i 、h g 、舡、c r 等污染 为主【3 。】。因此，本文在前人研究成果的基础上依据上述八种重金属在土壤中存在形态 以及理化性质的差异，将其分为阳离子型、阴离子型重金属以及复合离子型。 1 2 1 阳离子型p b 、z n 、c d 、c u 和n i 重金属污染物 1 2 1 1p b 、z n 、c d 、c u 和n i 在土壤中的基本理化性质 重金属p b 、z n 、c d 、c u 和n i 主要以m 2 + 二价阳离子的形式进入土壤体系中【8 ， m 2 + 可与n 0 3 一、c l 一、s 0 4 2 - 、p 0 4 3 。、s 2 - 、o h 一、c 0 3 2 - 等阴离子络合或是沉淀，同时， m 2 + 还可与与可溶性的有机质进行络合和鳌合。此外，土壤中带负电荷的胶体也会通过 静电引力或是共价键、配位键吸附m 2 + ，土壤矿物( 铁、锰的氧化物或氢氧化物、层状 硅酸盐矿物边缘裸露的铝醇( a 1 0 h ) 、硅烷醇( s i o h ) 等基团以及有机质中的各种官能团( 土 壤腐殖质中的羧基、酚羟基) 也会通过共价键、配位键的形式对m 2 + 进行专性吸附。 对于m 2 + 在土壤中的吸附，研究者【3 1 根据吸附方式的不同将其分为专性吸附和非专 性吸附两类。由静电引力所引起的吸附为非专性吸附，由价键结合引起的吸附为专性吸 附。当土壤溶液的p h 减小，即矿含量增大时，m 2 + 离子的静电吸附平衡会被打破，致 使其从胶体或是土壤矿物表面上脱附下来，如下所示： i 壶蓑l 二三：+ 4 日+ l 壶芸i - i ：+ c u 2 + + z n 2 + 此外，h + 还可以溶解一些像碳酸盐此类弱稳定性的重金属沉淀【4 】，释放所结合的重金属 m 2 + 。而对于被土壤矿物质以及有机质所专性吸持的重金属m 2 + ，加入螫合剂以及有机 酸和表面活性剂等溶剂都可以与其竞争络合重金属m 2 + ，形成水溶性络合物进入土壤溶 液。 2 广西大掌硕士学位论文 鼠李糖脂协助下电动修复t 金属c d 和a s 污染土壤的研竞 1 2 1 2p b 、z n 、c d 、c u 和n i 等重金属危害 重金属p b 吸收后即进入肝脏，一部分由胆汁排到肠内，随粪便排出体外，另一部 分进入血液。血液中铅初期分布在各类组织里，其中以肝脏含量最高，以后以不溶的磷 酸铅化合物沉积在头发、骨头等处。急性铅中毒者的临床表现为恶心、呕吐、腹绞痛和 便秘等胃肠道症状。工业生产和生活中常见的铅中毒为慢性中毒，中毒患者的早期症状 为乏力，口中有金属味，关节、肌肉酸痛，接着发生神经衰弱以及腹痛综合症，随着病 情的发展，还会产生感觉和运动神经传导速度减缓，出现腹绞痛、贫血、尿蛋白、腕下 垂以及肾功能改变等现象。 人体长期摄入过量的z n 不仅会抑制铁的利用，致使铁参与的造血机制发生障碍， 而使人体发生顽固性缺铁性贫血，诱发人体产生铜缺乏，从而导致脑组织萎缩、心肌细 胞氧化代谢紊乱、低色素小细胞性贫血、单纯性骨质疏松等一系列的生理功能性障碍。 此外，长期服用硫酸锌可引起恶心、呕吐、上腹部不适等消化道反应，重者可致胃溃疡、 出血、甚至穿孔。而硫酸锌对人的最小致死量为5 0m gk 分1 体重。有人一次摄入8 0 1 0 0 m g 即可中毒，儿童更为敏感。 c d 的化合物毒性极大，而且属于积蓄性，引起慢性中毒的潜伏期可达1 0 3 0 年之 久。镉的慢性中毒可引起肾小管重吸收功能障碍为主的肾损害。镉的急性吸入中毒主要 影响呼吸系统，急性口服中毒以胃肠道症状为主。c d 对人体和生物体均是非必需的元 素，它主要通过污染的食物进入人体。c d 在人体内可进入骨质取代部分钙，引起骨骼 软化和变形，严重者引起自然骨折甚至死亡，这是镉中毒引起“骨痛病”的典型症状。c d 还可能造成肾炎、高血压、肺气肿等病症。此外，还发现镉有致突变、致癌和致畸的作 用。 植物受c u 毒会使光合作用减弱，叶色褪绿，引起缺铁，抑制生长，导致减产。例 如，水稻和春花作物受c u 毒后，植株黄化，明显矮化，不分蘖，根系细侧根多，软弱 无力。当人体内铜过剩时可引起肝豆状核变性等疾病，儿童时期表现为慢性肝病症状， 青少年时期又出现神经系统症状，表现有慢性肝病或肝硬化、反复发作原因不明的溶血、 神经症状、精神异常、眼角膜周边出现棕褐色或绿色环等。此外，铜中毒时还可发生血 红蛋白降低，血清乳酸脱氢酶升高以及脑组织病变等。 n i 及其化合物对人类最常见的损害是n i 接触性皮炎，发病率较高。镍皮炎的基本 损害是在暴露部位皮肤出现红斑、丘疹、丘疱疹，并伴有剧痒，脱离接触后一般在l 2 广西大掌硕士学位论文 鼠李糖脂协助下电动修复t 金属c d 和a s 污蔡土壤的研吏 月内自愈在停止接触和皮炎愈后，仍然长期保持皮肤的敏感性。n i 有致癌和致畸作用， 在妊娠期，人对n i 的吸收增加，n i 在胎儿中会产生积蓄，因此，在妊娠期应避免接触 n i 。此外，n i 还可能会引发尿结石等症状。 1 2 2 阴离子型缸重金属污染物 1 2 2 1a s 在土壤中的基本理化性质 砷是一种类金属，同时具有金属和非金属性质。但由于其性质与重金属非常相似， 故将其列入重金属。自然界中的重金属砷主要分为无机、有机两种形态【l o 】。经研究发现， 无机砷的毒性大于有机砷，其中三价无机砷的毒性是五价无机砷的6 0 倍，是甲基砷( 如 一甲基砷酸和二甲基砷酸) 毒性的7 0 倍，而砷甜菜碱( a s b ) 和砷胆碱( a s c ) 通常则被认为 毒性很小或基本无毒性。毒性顺序依次为：a s ( i i i ) a s ( v ) q 了基砷酸( m ) 二甲基砷 酸( d m a ) 甜菜碱( a s b ) 或砷胆碱( 舳c ) l lq 3 。 重金属砷主要以无机化合物的形式存在于土壤中，大量研究表明，土壤中的无机 砷一般不会转化为有机砷1 0 ，14 1 。土壤中的a s 主要以无机含氧酸盐的阴离子形式存在， 因此，可以和土壤中的某些阳离子f e 2 + 、f e 3 + 、a 1 3 + 、c a 2 + 等离子络合或是形成沉淀【15 1 ， 同时，还可被土壤矿物质以及胶体吸附。因此，重金属砷一般积累在土壤表层，不易向 下移动。与阳离子型重金属污染物不同的是a s 在土壤中还能够发生氧化还原反应，而 改变其自身的价态，进而影响其在土壤中的吸附、迁移以及生物毒性f 16 1 。 在土壤溶液化学中，重金属a s 对酸碱性以及氧化还原条件的变化非常敏感。在氧 化性( p e + p h 8 ) 的土壤溶液中，砷酸离子是主要存在形式。当p h 1 2 时，a s 0 4 3 - 为主。在还原性土壤溶液中( p 唧h 6 0 时，粘土矿物对汞 的吸附量达到最大值【2 9 1 。总之，对于不同的土壤和土壤物质，除腐殖质对汞的吸附量受 p h 影响较小外，大部分都是在p h4 5 6 5 范围内达到汞吸附最大值，部分随p h 断续 升高有下降的现象。 ( 2 ) h g 重金属危害 有机汞化合物的毒性比无机汞化合物更强，其中甲基汞毒性最大，危害最普遍。h g 虽然是一种累积性毒物，但人体对h g 具有一定的排泄能力。试验表明，成年人每天摄 入0 0 2 5m g 的甲基汞，由于人体排泄能力使之不会在身体内累积，但若摄入量超过人体 的排泄能力，会在体内累积。日本的水俣病，就是在大脑中累积了甲基汞，损害脑组织 所致。甲基汞是一种神经类毒素，具有脂溶性，能在生物体组织内的脂类物质中积聚。 此外，部分甲基汞侵入中枢神经系统，引起脑动脉硬化，其症状有语言失常、情绪波动、 肢体麻木、听觉失灵刺痛等。 在人体其他组织中的金属汞，可能被氧化成离子状态，而转移至肾中积累起来【2 5 1 。 广西大掌硕士掌位论文 置李糖脂协助下电动修复l 金属c d 和a s 污染土壤的研竞 人体受汞慢性中毒的临床表现，主要为神经性症状，有头晕、头痛、肢体疼痛以及麻木、 运动失调、肌肉震颤等。吸入大量的汞蒸汽会引起急性汞中毒，其症状为肾炎、肝炎、 尿毒症和蛋白尿等。这类疾病有较高的死亡率和严重的后遗症，还可通过母体遗传给婴 儿。 1 3 重金属污染土壤修复进展 1 3 1 土壤修复技术简介 土壤修复技术是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。目前重金属污 染土壤修复技术的种类颇多，按修复方式可分为两类：原位( i n s i t u ) 修复和异位( e x s i t u ) 修复3 0 1 ，按修复原理大致可分为物理方法、生物方法以及化学方法三大类3 1 1 。尽管分类 不同，但这些修复技术都是根据重金属在土壤中的基本物理化学性质来制定的，基本原 理主要为两方面：1 ) 固化稳定作用( i n u n b o i l i z a t i n o ) ，通过改变重金属在土壤中的存 在形态，使其固定和稳定，降低其在环境中的迁移性以及生物可利