淹水-落干条件下FeMnMg-LDH对污染底泥中砷迁移转化的调控研究OACSCD

水库消落带因受到交替淹没与暴露的问题,其底泥As释放、迁移和转化受到影响,此外,腐殖酸(HA)作为底泥的主要有机成分,其对As的作用机制尚存在争议,因此通过钝化剂来稳定底泥中的As,对底泥资源化利用具有重要意义。采用改进的共沉淀法制备FeMnMg-LDH,在人工培养的As(Ⅴ)污染底泥上模拟淹水和落干试验,同时考虑HA的影响,以FeMnMg-LDH作为钝化剂对消落带地区的底泥进行稳定化处理,研究As的形态转化特征及浸出毒性变化,并分析两者的相关性。结果表明:淹水条件下HA促进As向上覆水体释放且HA水平越高释放量越多,60 mg·kg^(−1)和250 mg·kg^(−1)污染底泥向上覆水体释放的As质量浓度最高分别可达4.81×10^(3)μg·L^(−1)和1.22×10^(4)μg·L^(−1),添加FeMnMg-LDH后有效抑制As由底泥向上覆水体释放;随FeMnMg-LDH添加水平的增加,淹水和落干条件下60 mg·kg^(−1)污染底泥中弱酸提取态砷(MASF-As)百分比降至0.06%和0.07%,250 mg·kg^(−1)污染底泥中MASF-As百分比均降至0.13%,MASF-As向更稳定的形态转变;随FeMnMg-LDH添加水平的增加,底泥中As的浸出质量浓度逐渐降低,稳定化效率逐渐升高,60 mg·kg^(−1)和250 mg·kg^(−1)污染底泥在淹水期稳定化效率高达到76.0%和74.1%,在落干期高达75.9%和73.3%;落干期底泥中As的浸出毒性风险高于淹水期;淹水及落干条件下HA的添加影响FeMnMg-LDH对污染底泥中As的稳定化作用,表现为正效应。相关性分析结果表明,由于淹水过程中底泥向上覆水体释放As,部分底泥As的浸出毒性与MASF-As和可还原态砷(RF-As)的相关性不显著;落干条件下底泥As的浸出毒性与MASF-As呈正相关,与RF-As呈负相关。综上所述,FeMnMg-LDH材料在消落带As污染底泥钝化修复工作中,具有一定的实践意义。