半干旱矿区蒙脱石基人工藻结皮的构建及其固铅机制

作者：毕玉晶; 周克强; 夏令^*; 宋少先; 朱江; 胡勇

来源：金属矿山, 2023, (11): 91-100.

DOI：10.19614/j.cnki.jsks.202311009

• 蒙脱石
• 藻
• 人工藻结皮
• 铅污染
• 矿区修复

基于半干旱铅矿区水分匮乏、地表退化、铅污染等极端环境问题,构建蒙脱石基人工藻结皮旨在稳定表土层,防止地表侵蚀,同时固定基质铅,避免尾矿铅浸出威胁生态安全。本研究采用藻(Microcoleussteenstruppi)与蒙脱石(MT)在铅基沙土上构建人工藻结皮,通过观察人工藻结皮的形貌变化,同时监测藻结皮的生物学指标变化,获得蒙脱石促进蓝藻增殖的最佳投入量。通过粒度、Zeta电位、SEM-EDS、铅化学形态、FTIR、XRD分析,探究人工藻结皮对基质铅的固定能力及解毒机制。结果表明,M500中蓝藻的长势最好,其藻丝密度较M0大大提高。第62d,最佳处理组M500的叶绿素a含量为M0的1.9倍。基质铅可分布于藻丝、胞外聚合物和蒙脱石上。第62d,最佳处理组M500的总固铅量为231.97μg/cm2,为M0的1.2倍。在固铅阶段,蒙脱石促使弱酸可交换态、碳酸盐结合态的铅化合物转化为更稳定的有机结合态、残渣态的铅化合物。根据表征,人工藻结皮促使基质铅转化为溶解度极低的碱式碳酸铅和碱式磷酸铅。因此,蒙脱石基人工藻结皮扩充了其对基质铅的固定效果,并通过降低铅的生物可利用性达到机体解毒的功效。本研究首次提出一种粘土型人工藻结皮治理铅污染土壤的新方法,并揭示了人工藻结皮的固铅机理,为半干旱铅污染矿区生态修复提供了绿色科学的治理手段,对绿水青山工程实践具有重要的理论和实践意义。

• 单位
  武汉理工大学