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活性炭在礦區土壤重金屬治理中的應用
文章作者:韓研網絡部 更新時間:2020-4-3 16:16:26

  在有些偏僻地區的采金工藝是以傳統方式進行的,沒有好的規劃技術和臨時設備。這種傳統的金礦開采工藝是通過使用汞(Hg)來完成的,汞可以將金礦與沙子,泥漿和水結合并分離出來。除此之外,這個過程也可以通過使用硼砂來完成。在相當長的一段時間內排放到溝渠中的重金屬廢物的積累可能會危害環境。為了克服這種傳統的金礦開采方法所造成的污染,我們嘗試進行旨在降低土壤中重金屬強度的研究。我們利用椰殼制成的活性炭作為一種簡便,好用和環保的治理方法。在這項研究中,測試活性炭吸附金礦區附近的重金屬廢物。

  圖1:研究流程圖。

  土壤樣品采集

  這項研究是在小型土壤上進行的,然后將其注入含有重金屬的礦山廢料中。使用27.5厘米x10厘米x20厘米的水族箱制作土壤模型,每5厘米要釘一次。該釘塞提供了空間,并使重金屬廢物更容易吸收到土壤中。每天注入多達5毫升的重金屬廢物,直到其積累多達200毫升。然后將土壤模型分為兩個區域:區域A和區域B。區域A的表層土壤被施加了活性炭,而區域B被留下(圖2和圖3)。每天都用蒸餾水稀釋微型土壤,以保持土壤濕度。

  圖2:注入重金屬廢物的土壤樣品。

  圖3:區域A留有活性炭,而區域B留有。

  活性炭和測試樣品的處理

  SEM-EDS測試使用了三個樣本,即A區域樣本,B區域樣本和原始土壤樣本。分析了這三個樣品。尋找的參數是充當污染物的重金屬元素。該測試的結果顯示了土壤中存在的元素的質量百分比。掃描電鏡是一種用于表面觀察的工具,其焦點深度大于光學顯微鏡,可以直接觀察復雜的表面而無需復制。SEM圖像顯示出樣品的形態狀態,顯示出大小不規則的團塊。同時,EDS分析非常適合揭示樣品中的化學元素和化合物。EDS的元素映射將為對象表面上的每個元素賦予不同的顏色,并定量分析每個元素的百分比。

  實驗結果分析

  根據SEM-EDS測試,原始土壤樣品,A區樣品和B區樣品中存在的元素如圖4,圖5和圖6所示。由于汞易于氧化,B區樣品中大量元素O被稱為氧化影響。這表明傳統金礦開采過程確實使用汞將沙子和泥漿分離出金礦。

  重金屬可分為兩種,重金屬和非重金屬

  重金屬:諸如生物所需的鋅,銅,鐵,鈷,錳和硒,但是如果過量會產生毒性

  非重金屬:像Hg,Cd,Pb,Sn,Cr(VI)和As一樣,都是有毒金屬。這種重金屬會對人體健康產生不利影響。這些化合物本質上不會受到破壞,也不會轉變為其他形式。

  已知土壤樣品中含有重金屬,其中包括Fe,Cu,Zn,Hg和Pb。區域A中的銅成分低于區域B,該條件表明活性炭吸收了土壤中的金屬含量。同時,EDS測試結果中未列出其他重金屬的含量,這是因為與樣品中所含的其他元素相比,重金屬的含量較低。但是,元素映射圖顯示,B區土壤樣品(圖6)中的重金屬含量(例如Hg和Pb)非常高,然后是A區土壤和原始土壤樣品(圖4和圖5)。

  圖4:原始土壤樣品的元素圖。

  面積A土壤樣品(圖5)是被重金屬廢物污染并涂有活性炭的區域,已知重金屬含量低,甚至低于原始土壤樣品的含量。從重金屬元素(Fe,Cu,Zn,Hg和Pb的顏色指示)可以看出,B區域土壤樣品(圖6)中被重金屬廢物污染的區域已知重金屬含量很高。(如圖6所示)。檢測到更多顏色指示符,意味著樣品包含更多元素。

  圖5:有放置活性炭的A區土壤樣品。

  根據元素映射圖像的結果,已知A區土壤樣品中的重金屬(Fe,Cu,Zn,Hg和Pb)含量小于B區土壤樣品和原始土壤樣品。這種情況表明,用椰殼制成的活性炭可以很好地修復土壤中的重金屬。

  圖6:B區土壤樣品(被重金屬廢物污染)的元素圖。

  總結得出根據SEM-EDS測試的結果和所做的分析,可以得出結論,椰殼活性炭是一種有用的材料,可作為土壤中超標重金屬的修復劑。這樣就可以將小型研究應用于金礦地區和周圍環境,以減少重金屬廢物造成的負面影響。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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