有机酸对针铁矿和膨润土吸附Cd2+、Pb2+的影响

用平衡吸附法研究了不同浓度的有机酸（乙酸、酒石酸和柠檬酸）对针铁矿和膨润土吸附Cd^2＋、Pb^2＋的影响。结果表明：（1）低浓度（〈0．6mmolL^-1）有机酸促进供试矿物吸附Cd^2＋和Pb^2＋，随着有机酸浓度增加，吸附逐渐被抑制。高浓度（〉1．0mmolL^-1）有机酸对Pb^2＋吸附的抑制作用比对Cd^2＋的强。有机酸浓度的变化对针铁矿Cd^2＋、Pb^2＋吸附率的影响大于对膨润土的。（2）不同Cd^2＋浓度下，有机酸对膨润土Cd^2＋吸附强度的影响大于针铁矿。加入高浓度Cd^2＋（8．0mmolL^-1）时，低浓度有机酸对膨润土吸附Cd^2＋的促进作用比加入低浓度Cd^2＋（0．4mmolL^-1）时明显，高浓度有机酸对膨润土吸附Cd^2＋的抑制作用与低浓度Cd^2＋时相近。（3）低浓度有机酸（〈0．6mmolL^-1）时，酒石酸、柠檬酸对针铁矿吸附Cd^2＋的促进作用大于乙酸，而它们对膨润土吸附Cd^2＋的促进作用相似；在三种有机酸高浓度（〉1．0mmol L^-1）时，针铁矿对Cd^2＋的吸附都趋于稳定，而柠檬酸对膨润土吸附Cd^2＋的抑制作用比乙酸和酒石酸的明显。不同种类有机酸下，矿物对Pb^2＋吸附率大小的变化基本一致。     

几种有机酸对恒电荷和可变电荷土壤吸附Cu2+的影响

以恒电荷土壤(黄褐土和黄棕壤)和可变电荷土壤(红壤和砖红壤)为供试材料,研究了乙酸、草酸、酒石酸和柠檬酸对土壤吸附重金属铜离子(Cu2 )的影响。结果表明,在相同酒石酸浓度下,土壤对酒石酸的吸附量依次为黄棕壤(2 1 8mmolkg-1) >红壤(15 4mmolkg-1) >砖红壤(9 5mmolkg-1) ,土壤吸附有机酸后负电荷量增加,相同条件下增幅为砖红壤>红壤>黄棕壤;无有机酸配体时,供试土壤对Cu2 的吸附量为黄褐土>黄棕壤>砖红壤>红壤;加入有机酸时,随有机酸浓度增高,土壤对Cu2 的吸附一般表现为“峰”形曲线,峰所对应的有机酸浓度因有机酸类型而异,且随土壤可变电荷性质增强而增高;土壤吸附有机酸后对Cu2 的次级吸附不同于有机酸与铜共存时的竞争吸附,且因土壤性质表现迥异。这些结果意味着在存在有机酸配体的根际环境中,恒电荷土壤与可变电荷土壤对Cu2 的吸附明显不同,并将影响重金属离子在根际的转化与有效性     

陪伴离子对土壤胶体吸附Cu2+和Pb2+的影响

采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西 4种典型土壤胶体吸附Cu2 、Pb2 的影响。结果表明 :在各阴离子体系 ,同一土壤胶体对Cu2 、Pb2 吸附百分数达到 5 0 %时对应的pH(pH50 )值呈现 :Cl->SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根 >NO- 3的趋势 ,表面络合常数logKintM 的大小次序与此相反 ;专性吸附特征值 (n值 )反映了吸附过程专性吸附与电性吸附比例的大小 ,其值大小表现为 :NO- 3>Cl- >SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根的趋势     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0~5.0的范围内,Cd2 的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH>5.0,Cd2 的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度(≤10-3mol/L)限制了Cd2 解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd2 的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度(>10-3mol/L)时极大地促进了Cd2 的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

不同pH、电解质浓度条件下草酸对针铁矿吸附Cd(II)的影响及机制

用吸附平衡法研究了不同草酸浓度、体系pH对针铁矿 (G)吸附Cd2+的影响与机制以及电解质 (KNO3)浓度对针铁矿、草酸化针铁矿 (G+40 )吸附Cd2+的影响差别及原因。结果表明 ,低浓度草酸 (1mmolL-1 )促进Cd2+的吸附 ;高浓度草酸 (1mmolL-1/sup )抑制Cd2+的吸附。已吸附在针铁矿表面的草酸对Cd2+ 吸附的影响与液相中草酸的影响不同 ,这主要与草酸引起的针铁矿表面电荷性质的变化、草酸在固液两相间的分配、草酸与Cd2+的配合作用和竞争作用有关。电解质 (KNO3)浓度对针铁矿和草酸化针铁矿吸附Cd2+的影响明显不同 ,随KNO3 浓度的提高 ,针铁矿的Cd吸附率由 44.5%增至 95%以上 ,而草酸化针铁矿吸附率由 29%降至6.2% ,这主要决定于二者的电荷零点 (PZC)和体系pH变化的不同。     

Pb2+胁迫下黑麦草对外源有机酸的响应机制

为探讨根系分泌有机酸对植株吸收富集Pb2+的影响,土壤Pb2+含量为500mg/kg的条件下,设计外源有机酸类型为草酸、冰乙酸、丙二酸、酒石酸和苹果酸,其浓度均为1,3,5,6,7mmol/kg。在模拟日光温室中采用盆栽根袋法对黑麦草生长发育指标,根际与非根际土壤理化性质及黑麦草吸收富集效果进行分析。研究得出,外源有机酸能够在一定程度上促进黑麦草地上部分和根系干物质量的增加,黑麦草根系对Pb2+的吸收富集效果大于地上部分,有机酸的加入活化了土壤中的Pb2+,促进了植株对Pb2+的吸收富集。黑麦草根际土壤pH、Eh值和Pb2+残留量均小于非根际。酒石酸、苹果酸和丙二酸既不影响黑麦草植株生长,又可有效增加其对Pb2+的吸收富集,主要是增加地上部分对Pb2+的吸收富集;冰乙酸可显著活化土壤中的Pb2+。     

羟基磷灰石对铅锌矿区土壤吸附Zn2+、Cd2+的影响

为探究羟基磷灰石(HAP)对矿区土壤重金属的固化效果,采用吸附试验,研究施加HAP的铅锌矿区土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的动力学吸附和等温吸附效果。结果表明:土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随Cd~(2+)、Zn~(2+)初始浓度的增加而增加;在酸性条件下,其吸附量随pH上升而上升;准二级动力学方程能很好地描述两者的吸附过程,土壤吸附能力随HAP的添加量增大而增强;在Zn—Cd共存体系中,当初始浓度为20mg/L时,土壤对Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附无明显差异,2种金属离子竞争力度小,随着初始浓度上升,竞争明显,对Zn~(2+)的最大吸附量能达到单一体系中的79%～87%,而Cd~(2+)的最大吸附量只有单一体系中的57%～72%,Zn~(2+)的竞争力优于Cd~(2+),Zn~(2+)对Cd~(2+)吸附产生严重的抑制。综上可知,HAP能提高矿区土壤的吸附性能,在Zn、Cd污染土壤中,更能提升土壤对Zn~(2+)的吸附固持能力。     

恒电荷土壤胶体对Cu2+ 、Pb2+ 的静电吸附与专性吸附特征

供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附强度用pH50 值表示 ,其大小次序为 :土 >黄绵土、黑垆土 >黄褐土。离子强度实验和表面络合反应机制证明恒电荷土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附含有专性吸附 ,n值可作为判断专性吸附与静电吸附比例的特征值 ,低pH值时 ,以水解 -络合吸附为主 ;高pH值时 ,以水解 -络合与沉淀吸附为主。静电吸附和专性吸附的比例与pH有关 ,各土壤胶体专性吸附百分数大小为 :黄褐土 >土 >黑垆土 >黄绵土。不同土壤胶体在同一介质中对Cu2 、Pb2 的固有络合常数logKintM 值及固有络合ΔG m 负值大小次序与吸附强度大小一致。在定pH定浓条件下 ,考虑离子之间的相互作用时 ,土壤胶体对重金属离子的吸附过程可用BDM等温式描述。供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 专性吸附ΔG m 的大小与固有络合ΔG m 接近且大小次序也一致。     

低分子有机酸对土壤中重金属的解吸及影响因素

研究了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸对矿区土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的解吸行为,并探讨了介质pH值对其解吸土中重金属的影响。振荡解吸试验结果表明四种低分子有机酸对供试污染土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有一定的解吸能力。由于土壤中重金属有效态含量较低,各重金属的解吸率都不高。在对Pb和Cd的解吸中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸≈苹果酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸≈苹果酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸≈苹果酸>草酸。低分子有机酸随浓度的增加,其解吸能力提高。低分子有机酸对重金属的解吸量随pH值的降低而增加。     

酒石酸对黏粒矿物上酸性磷酸酶吸附及活性的影响

采用平衡批处理法,研究了模拟根系分泌物——酒石酸溶液的浓度(0~80 mmol L-1)、pH(2.5~7.0)对酸性磷酸酶在针铁矿、高岭石及黄棕壤和砖红壤胶体(<2μm)上的吸附及比活性影响。结果表明,当酒石酸浓度由0 mmol L-1(作为对照)升高至80 mmol L-1时,酸性磷酸酶在供试土壤胶体和矿物表面的吸附量先急剧降低(0~5mmol L-1之间),后逐渐达到平衡;以羟基化表面为主的针铁矿对酸性磷酸酶的吸附百分率受酒石酸浓度的影响最大,吸附百分率从对照的96.2%降至80 mmolL-1酒石酸浓度时的33.7%,其他以层状铝硅酸盐矿物为主的供试土壤胶体和高岭石则受影响较小,吸附百分率从对照的76.3%~60.6%降至80 mmol L-1酒石酸浓度时的56.2%~41.6%。酸性磷酸酶在酒石酸体系中的最大吸附pH点均在该酶的等电点酸侧,这可能与酒石酸对矿物表面的电荷性质改变有关;酒石酸体系中,针铁矿上酸性磷酸酶的比活性远高于其它供试土壤胶体,该酶的最适比活性点随胶体类型的不同而无变化或有所高移。     

磷和柠檬酸共存对高岭石和针铁矿吸附铅的影响

通过平衡吸附试验及矿物电动电位(Zeta电位)的变化分析,研究了磷(P)和柠檬酸(CA)共存对针铁矿和高岭石吸附铅的影响。结果表明:(1)针铁矿和高岭石对铅的吸附量随柠檬酸浓度的升高呈现"峰形"曲线变化,铅吸附量达到峰值的柠檬酸浓度均为0.5 mmol L~(-1),不同浓度磷存在下柠檬酸对矿物吸附Pb2+量有不同程度增加。(2)随着磷添加浓度的增加,两种矿物对铅吸附量均呈增加趋势,磷添加浓度分别为1 mmol L~(-1)和0.6 mmol L~(-1)时,针铁矿和高岭石吸附铅量达到平衡;当处理中添加不同浓度柠檬酸,两种矿物均表现为对铅的吸附量增加,且随着柠檬酸浓度增加促进铅吸附的作用增强,说明在磷及试验浓度柠檬酸存在下促进了矿物对铅的吸附。(3)高岭石体系中,加入磷或(和)柠檬酸后,Zeta电位-pH曲线向负值方向位移,降低程度大小顺序为1.0 mmol L~(-1) P+0.5mmol L~(-1) CA0.5 mmol L~(-1) CA1.0 mmol L~(-1) P,说明高岭石表面增加的负电荷也部分增加了其对铅的电性吸附;添加磷和柠檬酸处理针铁矿的Zeta电位显著降低,且随着体系pH的升高其Zeta电位没有明显变化,表明磷和柠檬酸均主要是通过吸附到针铁矿表面而增加对铅的专性吸附。     

Effect of organic acids on the adsorption of copper,lead, and zinc by goethite

The adsorption of Cu, Pb, and Zn by synthetic goethite was studied in the absence and presence of oxalic, citric, and glutamic acids at different pH values. It was shown that, in the absence of an acid, the content of adsorbed metals increased with the increasing pH. The content of adsorbed cations at constant pH values decreased in the sequence: Cu > Pb > Zn. The simultaneous addition of metal cations and organic acids to the goethite suspension increased the content of the adsorbed elements. The oxalic and citric acids had similar effects on the adsorption of copper and lead in the studied pH range. The metal: acid concentration ratios significantly affected the adsorption of the heavy metals by goethite. An increase in the metal adsorption was observed to a certain metal: acid ratio, which was followed by a gradual decrease. The adsorption of the metals by goethite also depended on the properties of the metal cations and the organic ligands. The observed tendencies were attributed to the complexation of heavy metals with organic acid anions and the simultaneous sorption of acids at positively charged sites on the goethite surface with the formation of mineral-organic compounds, which significantly modified the surface properties of the mineral. The study of the effect of increasing lead concentrations in the solution on the copper adsorption by goethite in the absence, in the presence, and at the addition of an oxalic acid solution to the goethite suspension one hour before the beginning of the experiment showed that lead decreased the adsorption of copper in all the treatments. The possible mechanisms of the processes occurring in the system were considered.     

有机酸对高岭石, 针铁矿和水铝英石吸附镉的影响

Effects of organic acids （oxalic, acetic, and citric） on adsorption characteristics of Cadmium （Cd） on soil clay minerals （kaolinite, goethite, and bayerite） were studied under different concentrations and different pH values. Although the types of organic acids and minerals were different, the effects of the organic acids on the adsorption of Cd on the minerals were similar, i.e., the amount of adsorbed Cd with an initial solution pH of 5.0 and initial Cd concentration of 35 mg L^-1 increased with increasing concentration of the organic acid in solution at lower concentrations, and decreased at higher concentrations. The percentage of Cd adsorbed on the minerals in the presence of the organic acids increased considerably with increasing pH of the solution. Meanwhile, different Cd adsorption in the presence of the organic acids, due to different properties on both organic acids and clay minerals, on kaolinite, goethite, or bayerite for different pHs or organic acid concentrations was found.     

水洗处理对秸秆生物质炭吸附解吸Cd2+和Pb2+的特性影响

水洗处理在不影响生物质炭性质的前提下,可以去除附着在其表面的热解副产物,从而保证对重金属离子的去除能力。以小麦和玉米秸秆为原料,比较两种秸秆类生物质炭对溶液Cd2+和Pb2+的吸附解吸特点及其水溶性盐分含量的影响。结果表明,小麦和玉米秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附过程均更好地符合准二级动力学方程和Langmuir方程。小麦秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量达12.82 mg g?1和9.91 mg g?1,为玉米秸秆吸附量的1.31 ~ 1.76倍和1.06 ~ 1.53倍。洗脱水溶性盐分可以降低生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附,水洗后小麦秸秆和玉米秸秆生物质炭对Cd2+的最大吸附量分别降低42.36%和60.13%,对Pb2+的最大吸附量分别降低29.47%和62.72%。水洗处理提高了两种秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的解吸率,其中小麦秸秆生物质炭提高幅度较大,由原来对Cd2+的解吸率为1.84% ~ 13.05%提高到7.88% ~ 20.19%,对Pb2+的解吸率为1.57% ~ 11.82%提高到6.34% ~ 16.94%。因此,可溶性盐分在秸秆生物质炭吸附Cd2+和Pb2+的过程中具有重要作用,该研究结果将为制备高效修复重金属污染土壤的生物质材料提供技术支撑。     

有机酸对几种土壤胶体吸附解吸镉离子的影响

用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例     

不同氧化物硼负载体吸附锰离子的特性研究

以人工合成针铁矿（Goethite，简写为G），水锰矿（Manganite，简写为M），经硼砂处理的吸附态针铁矿（简写为Ad—B-G），吸附态水锰矿（简写为Ad—B-M），经硼酸处理的包被态针铁矿（简写为Oc—B—G），包被态水锰矿（简写为Oc-B—M）等6种氧化物为研究对象，在等温条件下，用吸附平衡法研究了6种硼负载体对Mn^2＋的吸附解吸行为。结果表明，吸附Mn^2＋能力：Oc—B—G〉Ad—B—G〉G；Ad—B—M和Oc—B—M吸附Mn^2＋量最大，M吸附能力最弱。6种硼负载体Mn^2＋吸附量随pH升高而增加,但铁氧化物和锰氧化物之间有差别。不同形态锰氧化物吸附Mn^2＋前后溶液pH变化不同，吸附等量Mn^2＋离子时，Ad—B—M向溶液中释放H^＋量最多，Oc—B—M最少。上述结果说明，硼的参与不仅可改变氧化物吸附Mn^2＋离子的行为，而且对反应体系的影响也不尽相同。     

Removal of Cu2+ and Cd2+ from Aqueous Solution by Bentonite Clay Modified with Binary Mixture of Goethite and Humic Acid

Pre-modification of bentonite clay with goethite, humic acid, and a binary mixture of goethite and humic acid reagents increased its cation exchange capacity from 95 to 105.32, 120.4, and 125.8 meq/100 g of bentonite clay, respectively. The effective pre-modification of bentonite clay with goethite, humic acid, and goethite–humic acid reagents was confirmed from their Fourier transform infrared spectra which suggested that modification was effective on the AlAlOH and Si–O sites for goethite and humic acid modification and AlAlOH for goethite–humic acid modification. The presence of 0.001 M NaNO₃ electrolyte increased the adsorption capacity of bentonite clay. Temperature was observed to favor the adsorption of Cu²⁺ and Cd²⁺ onto both the raw and modified bentonite clay samples. The goethite–humic acid-modified bentonite gave the best adsorption capacity of ≈10 and 16 mg/g at 30 and 50°C, respectively, for both metal ions. The inner sphere complexation mechanism was suggested for the adsorption of both metal ions onto the modified adsorbents. Modifying bentonite clay with a binary mixture of goethite and humic acid reduced the selectivity of bentonite clay for either Cu²⁺ or Cd²⁺. Preadsorbed goethite and humic acid on bentonite clay will further reduce the mobility of heavy metal ions in soils and in aquatic environments.