弱酸性水田土壤介質(zhì)中鎘鉛的吸附、解吸行為研究

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1、弱酸性水田土壤介質(zhì)中鎘鉛的吸附、解吸行為研究　　[摘要]以吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)、吸附熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)、解吸實(shí)驗(yàn)研究土壤對重金屬吸附、解吸規(guī)律的研究。吸附動力學(xué)模型擬合結(jié)果表明，修正的Elovich模型能較好地描述Cd、Pb在水田土壤中的吸附動力學(xué)；熱力學(xué)模型擬合結(jié)果表明，重金屬在溶液中的吸附解吸存在著一個平衡點(diǎn)，溶液濃度小于平衡點(diǎn)時，通常表現(xiàn)為解吸，相反表現(xiàn)為吸附，平衡點(diǎn)濃度的大小受土壤性質(zhì)等因素制約?！　關(guān)鍵詞]土壤鎘鉛吸附解吸　　[中圖分類號]X820.3[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]2095-3437（2013）14-0142-048　　近年來，土壤重金屬污染問題已益突顯，土壤中重金屬的遷移

2、受到人們廣泛的關(guān)注。大量研究表明，在水環(huán)境中相當(dāng)部分重金屬都結(jié)合在顆粒態(tài)上，土壤通過對重金屬的吸附作用，將重金屬蓄積于土壤中，對水質(zhì)來說是一個凈化過程，而土壤本身成為潛在污染源。重金屬離子在土壤上的吸附-解吸反應(yīng)等是重金屬物理-化學(xué)遷移的主要形式，也是重金屬在土壤環(huán)境中遷移的最重要形式。這種遷移的結(jié)果，決定了重金屬在土壤環(huán)境中的存在形態(tài)、富集狀況和潛在危害程度。通過土壤對重金屬吸附、解吸規(guī)律的研究，了解重金屬在土壤中的物理化學(xué)行為，不僅有助于闡明重金屬在土壤中的移動及其植物有效性，而且可為制定土壤重金屬的環(huán)境容量，防治重金屬污染的控制措施等提供理論依據(jù)。本研究選擇了污染較為嚴(yán)重的兩種重

3、金屬Cd和Pb，并選擇受鉛鋅礦廢水影響最大的土壤類型-水田，且水田中受污染嚴(yán)重的剖面弱酸性土壤為研究對象，在實(shí)驗(yàn)室條件下，對Cd和Pb在弱酸性介質(zhì)中的吸附釋放特征進(jìn)行研究?！　∫?、材料與方法　?。ㄒ唬┕┰囃寥馈　∵x擇廣西某廢棄鉛鋅礦受廢水影響最大的水田剖面弱酸性土壤A層（0～20cm）和I層（160～180cm）土壤進(jìn)行研究。供試土壤的理化性質(zhì)如表1所示?！　”?供試土壤理化性質(zhì)單位：mg/kg（pH、OM、CEC除外）　　■　　（二）實(shí)驗(yàn)試劑　　1.配制0.0lmol?L-1的NaNO3溶液?！　?.配制以0.01mol?L-1的NaNO3溶液為背景溶液的Cd（NO3）2溶液?！　?

4、.將配好的Cd、Pb系列溶液的pH值調(diào)至5.5?！　。ㄈ?shí)驗(yàn)方法　　1.吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)　?。?）在9個150mL干凈的塑料瓶中分別稱取土壤2.50g，并分別加入50mL含Cd（1mg?L-1）的溶液。　?。?）置于恒溫振蕩器上，在T=（25±1）℃溫度條件下分別振蕩吸附5min、10min、30min、1h、3h、5h、12h、24h、48h，振蕩速度為120r?min-1?！　。?）以4200r?min-1的轉(zhuǎn)速離心5min，取上清液，測定Cd的含量。8　?。?）用含Pb（10mg?L-1）溶液替換含Cd（1mg?L-1）溶液，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。測定上清液中Pb的含量?！　?.吸附熱力

5、學(xué)實(shí)驗(yàn)　　（1）在9個150mL干凈的塑料瓶中分別稱取土壤2.50g，并分別加入50mL不同濃度的含Cd溶液?！　。?）置于恒溫振蕩器上，在T=（25±1）℃溫度條件下分別振蕩吸附24h，振蕩速度為120r?min-1，然后靜止1h。　?。?）以4200r?min-1的轉(zhuǎn)速離心15min，取上層清液，測定上清液中Cd的含量?！　。?）將溶液換成含Pb溶液重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。測定上清液中Pb的含量。　?。ㄋ模┙馕鼘?shí)驗(yàn)　　1.稱取土壤0.010、0.050、0.10、0.30、0.50、1.0、5.0、10.0、20.0g于9個150mL干凈的塑料瓶中，分別加入0.0lmol?L-1的NaNO3

6、溶液50mL。　　2.置于恒溫振蕩器上，在T=（25±1）℃溫度條件下分別振蕩吸附24h，振蕩速度為120r?min-1，然后靜止1h?！　?.以4200r?min-1的轉(zhuǎn)速離心15min，測定上清液中Cd及Pb的含量?！　《?、結(jié)果與討論　　（一）鎘鉛的吸附動力學(xué)特征　　圖1與圖2是Cd與Pb在水田土壤中的吸附動力學(xué)曲線?！　　觥　D1Cd在水田土壤中的吸附動力學(xué)曲線8　　■　　圖2Pb在水田土壤中的吸附動力學(xué)曲線　　從圖1及圖2可知，Cd、Pb在土壤中的吸附迅速，Cd在實(shí)驗(yàn)開始的1h內(nèi)基本達(dá)到吸附平衡，而Pb在實(shí)驗(yàn)開始的3h內(nèi)也基本達(dá)到吸附平衡，12h后土壤對Cd、Pb的吸附量變化不

7、大。Cd、Pb在土壤中的吸附均出現(xiàn)了快吸附與慢吸附這兩個過程，這與前人的研究成果類似。究其原因，Cd、Pb的吸附受到土壤表面吸附位點(diǎn)數(shù)量的限制所致。吸附反應(yīng)初期土壤對重金屬的吸附位點(diǎn)數(shù)目較多，吸附反應(yīng)速率較快，而隨著時間的延長，土壤中的可吸附點(diǎn)位逐漸被重金屬占據(jù)，空余吸附點(diǎn)位越來越小，吸附速率逐漸降低，直至吸附飽和。需要指出的是，由于實(shí)驗(yàn)土壤中原本就含有較大量的Cd、Pb、Zn、Cu等重金屬元素，多種重金屬共存時，重金屬之間吸附解吸是相互聯(lián)系的