本文基于骨碳这一材料来探究土壤中铅金属污染的修复，对骨碳治理土壤中铅污染的若干影响因素进行了实验和分析。实验改变了骨碳烧制温度和土壤种类，测定不同条件下骨碳释放磷和固定铅的能力大小。实验结果表明，烧制骨碳明显比未烧制的动物骨骼（含有生物磷灰石）效果更好。此外，烧制温度会明显影响修复效果，300℃烧制的骨碳修复效果优于200℃烧制的骨碳。对于不同的含铅土壤，骨碳固定铅的能力为红壤>沙壤>黄棕壤，提高磷的效果为黄棕壤>>红壤>沙壤。综合来看烧制骨碳应用在黄棕壤中的性价比和可行性最高，应用在红壤中的修复效果最显著。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1　材料与方法4
1.1　骨炭和土壤样品的制备 4
1.1.1　骨碳样品的制备 4
1.1.2　土壤样品的采集 5
1.1.3　土壤样品的制备 5
1.2　以红壤、沙壤、黄棕壤为样本验证骨碳处理铅污染能力 5
1.3　土壤中有效铅的提取5
1.4　试剂和仪器5
2　结果与分析6
2.1　骨炭在不同种类土壤中处理铅污染能力的研究6
2.1.1　骨炭在红壤中固定铅的能力6
2.1.2　骨炭在黄棕壤中固定铅的能力7
2.1.3　骨炭在沙壤中固定铅的能力8
2.2　骨炭烧制温度对土壤铅修复的影响10
2.3　骨炭在红壤、黄棕壤、沙壤中铅修复的效果研究10
3　讨论 10
3.1　骨炭不同烧制温度处理铅污染能力的研究10
3.2　骨碳在不同类型土壤中处理铅污染能力的研究10
致谢11
参考文献11
骨碳在不同土壤条件下对铅处理效果的比较研究初探
引言
引言 十八世纪工业革命以来，采矿业的发展使全球大气中的金属浓度和土壤污染大量增加[4]。根据2005年我国首次土壤污染普查结果表明，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，其中重金属铅、铬、锌、镉、汞、砷、铜、镍这8种重金属的超 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
标点位占据了全部无机物超标点位的82.8%，铅金属的点位超标率排行第五位[11]。土壤中过量金属含量的存在可能已对周边的生态系统，地下水环境，农业生产和人类健康产生严重影响[15]。
铅（Pb）是一种机制复杂的、具有高环境风险的重金属污染物。世界各地均有铅污染发生，同时涵盖了农业土壤和工业用地，其具有残留时间长、高度隐蔽性、运输能力低、毒性高、化学反应和生态反应复杂的特点。土壤中的铅金属除了通过食物途径进入人体外，暴露在土壤表面的铅也可能通过呼吸和皮肤吸收进入人体，对人体的消化、血液、神经、泌尿系统都有很大的危害[19]。
铅的生物利用性和生态毒性主要依赖于铅的化学形态，因此稳定化及其他固定化技术是可行的土壤铅金属修复方法之一[25]。该方法能够同时满足修复材料对健康风险的最小化和环境绿色和可持续修复的最大化要求[2]。稳定化及固定化主要是土壤修复剂与土壤污染物经过一系列反应将铅固定在土壤中，如吸附、离子交换和沉淀等物理化学作用，从而形成各种铅化合物，减少污染物的生物活性等特性，从而降低其对环境与人体健康的危害[9]。在铅的化学形态中，残渣态具备最稳定的性质和最低的流动性，铅与磷酸盐形成的残渣态，如磷氯铅矿，已被公认为是最稳定的铅化合物，它会形成结晶矿物，结晶矿物在大多数自然条件下都不会发生反应[16]。治理铅污染时使用磷酸盐与土壤中游离铅形成稳定的残渣态磷氯铅矿，能有效降低土壤中铅金属的生物有效性，达到修复土壤中铅污染的效果[10]。
生物磷灰石（BAp）是一种具有生物炭特性的磷灰石[20]，它是生物骨骼的重要组成部分，一种广泛存在于自然界中的物质[1]。骨碳是生物骨骼的热解产物，主要成分为羟基磷灰石，研究实验表明，对土壤使用骨炭能提供和维持无机营养，同时改善土壤的物理和生化特性，这样一来，加入骨炭就能迅速提高土壤肥力和促进植物生长[6]。此外，还有研究表明，在有骨炭存在的情况下，土壤中的重金属会有更多沉淀产生，这一点主要归功于土壤pH和CEC的增加以及金属络合DOC的吸附[26]。磷灰石也是磷酸盐肥料、磷酸及其他磷相关化学品生产的重要材料，是工业生产中磷的主要来源。将骨碳作为土壤重金属修复剂，可以同时发挥其固定铅和释放磷的作用[21]。骨碳与土壤中的铅可以直接生成稳定的沉淀物[24]，骨碳在土壤中溶解产生磷酸根离子（化学式1），磷酸根离子又会与游离的铅离子结合生成稳定的结晶矿物磷氯铅矿[22]（化学式2）。骨碳也可以通过离子交换来置换土壤中的铅离子，形成稳定的化合物羟基磷酸铅（化学式3）。除此之外，骨碳对重金属离子的吸附作用也有助于修复土壤铅污染。
Ca10(PO4)6(OH)2 + 14H+ → 10Ca2+ + 6H2PO4 + 2H2O 1
10Pb2+ + 6H2PO4 + 2H2O → Ca10(PO4)6(OH)2 2
Ca10(PO4)6(OH)2 + xPb2+ → (Ca10−xPbx)(PO4)6(OH)2 + xCa2+ 3
我国地域广阔，拥有世界罕见的丰富土壤类型。土壤肥力退化、土壤沙化等环境变化都与土壤质地的变化息息相关[13]。在诸多土壤类型中，红壤呈酸性，风化淋溶作用强烈，土层深厚，质地粘重，肥力差；黄棕壤呈碱性，风化淋溶作用较强，水湿条件强，土壤粘度大；沙壤呈碱性，土层深厚，土壤质地轻，肥力高[12]。骨碳具有可吸附重金属的吸附位点，因为土壤中的H+ 离子会与重金属离子竞争骨炭上的吸附位点，所以pH的变化会影响骨炭的吸附性[5]。在酸性土中，骨炭的吸附能力有所降低，但也可以促进铅吸附于土壤中的铁氧化物表面，从而加速铅铁氧化物的形成，使铅在土壤中更加稳定[14]。此外，土壤的保水保肥能力不一致，同样会影响到骨碳在土壤中释放磷和固定铅的能力[3]。探究骨碳在不同类型土壤的条件下修复铅污染能力的不同，方便在将来确定应用骨碳来修复受到铅金属污染的地区。
骨碳的处理方式会使骨碳的物理化学性质发生变化[23]。通常实验条件下处理骨碳的方式较少，处理的骨炭总会存在比表面积较小、孔径分布较宽、吸附选择性能差等不足性，对骨碳改性的研究尚有很大的发展空间[17]。改变骨碳烧制条件，制备纳米材料、磁性材料[8]，骨碳与其他土壤重金属修复剂的联合修复等改性研究逐渐成为骨碳应用研究的发展趋势[19]。本次研究同样对骨碳的烧制温度研究有所涉猎，来探究在不同类型土壤中使用不同温度的骨碳修复铅污染是否存在差异。

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