Cu2+、Zn2+复合条件下Cd2+在陕西5种土壤中的吸附

通过平衡吸附的方法,研究了Cd2+在单一及与Cu2+、Zn2+复合条件下,在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并通过多重相关分析探讨了其吸附机制.结果表明,在20、30℃条件下,Cd2+在各供试土样中吸附等温线总体上呈H或L型等温线形式,黑垆土对Cd2+总是吸附最强,而砂土的吸附总是最弱;Cd...     

镉在土壤中吸持等温线及模拟研究

研究了重金属镉在黄绵土、黑垆土、土娄土、黄褐土、黄棕壤、黄壤和渭河砂土上的吸附特征。结果表明 ,供试土壤镉吸持能力为石灰性土壤 >砂土 >酸性土壤 ,黄棕壤显著大于黄壤。在试验浓度范围内 ,镉在土壤中吸持的最佳模型为 Henry模型。黄壤 Cd2 +吸持过程为放热反应 ,黄棕壤的热效应不明显 ,其余土壤为吸热反应 ;p H对 Cd2 +吸持有显著影响 ,是这 3类土壤吸持 Cd2 +能力产生差异的主导因素 ;粘粒对镉吸持也有一定的影响     

几种土壤K-Ca交换特征及热力学函数的研究

应用平衡方法对黄褐土、塿土、黑垆土的K-G交换特征及热力学函数进行了初步研究,结果表明:黄褐土对K~+的亲和力相对较小;塿土、黑垆土对K~+的相对亲和力较强,且其交换等温线分别在X_k~l等于0.46和0.41处出现拐点,说明其粘粒表面存在着两种对K~+结合能不同的吸附位。3种土壤对K~+的选择性为:塿土≥黑垆土>黄褐土,选择系数变化的总趋势是随固相吸附K~+的摩尔分数增加而减小,随温度的升高而下降。3种土壤K-Ca交换的热力学函数△G°、△H°和 △S°均为负值,表明3种土壤对K~+均有一定的亲和力,交换反应为放热过程。从△G°、△H°和△S°的绝对值大小来看,3种土壤对K~+的偏好和结合的稳定程度为:塿土>黑垆土>黄褐土,这与其对K~±的选择性结论一致。     

Pb(Ⅱ)在天然土壤纳米颗粒上的吸附-解吸:pH和离子强度的影响

选择提取自四种典型土壤的天然纳米颗粒作为吸附材料,研究了p H及离子强度(IS)对Pb(Ⅱ)在四种天然纳米颗粒上的吸附-解吸的影响,旨在为有效地控制土壤铅的环境行为提供依据。结果表明:在低p H时,四种土壤纳米颗粒Pb(Ⅱ)吸附量随p H的增大而增大,当p H5后吸附量达到最大且趋于稳定。相同初始浓度下,四种吸附材料对Pb(Ⅱ)的吸附能力依次为黄绵土纳米颗粒塿土纳米颗粒风沙土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒。且四种土壤纳米颗粒的吸附量与离子强度(IS)有关,当IS为0.01 mol·L~(-1)Na Cl时,Pb(Ⅱ)吸附量最大,而0.1 mol·L~(-1) Na Cl时吸附效果最差,吸附在低IS时形成内表面络合物,高IS时形成外表面络合物。Pb(Ⅱ)解吸率随p H的增大而减小,p H为3时解吸率最大,p H5后四种土壤纳米颗粒的解吸率降低。在不同IS的解吸液中,IS越大Pb(Ⅱ)的解吸率越大,解吸液为蒸馏水时解吸率最小。四种土壤纳米颗粒解吸率大小顺序为风沙土纳米颗粒塿土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒黄绵土纳米颗粒。     

酸度对胡敏酸与镉和锌离子络合反应的影响

用离子交换平衡法研究了不同pH下胡敏酸与锌、镉单独及复合存在下形成络合物的稳定性及配位数.结果表明:在Zn2+,Cd2+单独存在时,络合反应的稳定常数及配位数随着pH值的增大而增大;相同pH条件下,Zn2+和胡敏酸络合物的稳定常数及配位数大于Cd2+.在Zn2+,Cd2+复合存在时,pH的变化与胡敏酸络合金属离子的稳定常数及配位数没有明显依存关系;与单独存在时相比,在pH 3.5和pH7.0时,Zn2+,Cd2+和胡敏酸络合物的稳定常数和配位数都减小;而在pH 5.0时,Cd2+和胡敏酸络合物的稳定常数和配位数都增大,Zn2+和胡敏酸络合物的稳定常数和配位数都减小.     

长链两性修饰土对Cd2+的吸附动力学

以两性表面修饰剂十八烷基二甲基甜菜碱(Bs-18)修饰的(土妻)土土样为研究对象,在Cd2+单一条件和与苯酚共存的复合条件下,通过不同的速度参数研究了修饰土样对Cd2+的吸附动力学特征,并对吸附机制进行探讨.结果显示.在20℃和40℃温度下单一、复合两种处理的条件下,不同修饰比例BS-18修饰土样的各速度参数均大于未修饰土样,且总体上均随着修饰比例的增加而增大,表明修饰可以显著加快填土土样对Cd2+的吸附速度;吸附反应分为快速反应和慢速反应2个阶段,总反应平均速度Vt由快速吸附反应速度Vf和慢速吸附反应速度Vs共同决定;温度升高,单一处理Cd2+的总反应平均速度基本不变,复合处理则下降;加入苯酚可以加快Cd2+的总反应平均速度,40℃时则表现为抑制效应.cd2+吸附速度的描述以双常数方程动力学模型为最佳模型,模型参数A、B值可以用来描述吸附速度的大小.     

不同有机酸对2种污染土壤Cd和Zn的浸提效果

选用4种低分子天然有机酸(柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸)和人工合成的有机酸EDTA(乙二胺四乙酸)作为浸提剂,分别在5种浸提浓度(0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0mmol/L)下对采自广东省乐昌市的2种铅锌矿废水污染的土壤(分别为中性土壤和酸性土壤)进行浸提试验,比较不同有机酸对土壤重金属Cd和Zn的浸提效果。结果表明,4种天然有机酸浸提的Cd量和Zn量与浸提浓度均呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系。在较高浸提浓度(10.0mmol/L)下,对中性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸苹果酸草酸酒石酸;对酸性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸苹果酸草酸;对中性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸酒石酸草酸苹果酸;对酸性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸≈苹果酸草酸。土壤酸碱度对酒石酸浸提土壤Cd和Zn的影响较大,酸性条件有利于提高酒石酸对土壤Cd和Zn的浸提率。     

草酸与pH对矿物吸附Cd(Ⅱ)的影响及机制

用吸附平衡法研究草酸、pH对针铁矿、三羟铝石、三水铝石、高岭石吸附Cd2+的影响及机制。结果表明,供试矿物对Cd2+的吸附量为:针铁矿>高岭石≥三羟铝石>三水铝石。草酸对Cd2+吸附的影响呈峰形曲线变化,低浓度的草酸(小于1或1.25mmol·L-1)促进矿物对Cd2+的吸附;高浓度的草酸(大于1或1.25mmol·L-1)抑制Cd2+的吸附。不同pH下,草酸浓度对Cd2+吸附率的影响明显不一样,体系pH(pH<6)低时,草酸可促进Cd2+吸附,这种促进作用随pH升高而减弱,当pH>7时,草酸则抑制Cd2+的吸附。这主要与吸附体系中矿物表面性质的改变、Cd2+的存在形态、草酸在固液相间的分配有关。     

硅素物质对水稻土吸附镉的影响研究

采用等温吸附试验,研究了硅素物质对水稻土吸附镉的影响,结果表明:随着硅素物质的加入,相同起始浓度下土壤的吸附量逐渐增大,换言之,由于吸附剂中硅素的加入,Cd2+大量吸附于吸附质表面,导致吸附剂浓度降低。但是在外加Cd2+浓度相同时,加入硅酸钠与加入钢渣后所得吸附结果又有很大差别;供试土壤对Cd2+最大的吸附量Qm和b值均随温度的升高而增加,并且随硅素物质的增加而增加;随温度增加,Cd2+吸附数量增加,土壤对Cd2+的吸附结合能呈增加趋势,Cd2+被吸附的更牢固。     

东南景天种植及对土壤重金属锌和镉的去除研究

土培试验研究了东南景天在土壤中的种植,研究发现,东南景天对土壤中高含量重金属Zn、Cd有很强的忍耐、吸收和累积能力。东南景天是一种新的Zn、Cd超累积植物,为去除土壤中重金属Zn、Cd提供了一种切实可行的办法。结果表明:单一Zn胁迫下,东南景天根中Zn含量随着土壤中Zn浓度的增加而增加,东南景天茎和叶中Zn含量随着土壤中Zn浓度的增加呈先增加后减小趋势,Zn体内的分配为根茎叶,Zn在东南景天根茎叶中的富集系数和迁移系数较高,显示东南景天对Zn具有较强的富集能力和转运能力。单一Cd胁迫下,东南景天根中Cd含量随着土壤中Cd浓度的增加先增大后急剧减小,Cd在东南景天根中的富集系数和迁移系数较高,但Cd在东南景天茎和叶中的富集系数和迁移系数较低,吸收的Cd多累积在根部,向地上部分运输的量较少。体内的分配为根茎叶。同时,在Zn、Cd双重胁迫下的东南景天的生长是劣于同浓度下单一Zn或Cd胁迫下的生长。     

红壤,黄棕壤吸附磷酸根后对Cu^2＋次级吸附动力学

用流动法研究黄棕壤、红壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋次级吸附的动力学。结果表明Ｃｕ＾２＋的次级吸附可用一级速率方程描述。黄棕壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋吸附反应的速率下降；红壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋吸附的快反应速率下降，而慢反应速率增加。升高Ｃｕ＾２＋浓度可能造成吸附反应机理的改变。竞争性阳离子Ｃｄ＾２＋和Ｚｎ＾２＋的存在降低了Ｃｕ＾２＋次级吸附反应速率。升高温度，Ｃｕ＾２＋次级吸附反应速率增加。土壤     

草酸对镉污染土壤油葵生物量及土壤酶活性和镉形态的影响

探究草酸浓度与施入时间对Cd污染土壤酶活性、Cd形态及油葵生物量的影响。采用盆栽试验,以油葵为供试植物,研究了不同草酸施用浓度(1、2、3、4、5 mmol·kg~(-1)和6 mmol·kg~(-1))和施入时间(出苗后20、30、40、50 d)对土壤酶活性、油葵干物质量及土壤Cd形态的影响。结果表明,施用草酸提高了土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,比CK分别提高4%～84.4%和2%～147%。草酸提高了油葵地上部分及根干生物量,比CK处理分别提高7%～126%和11.4%～139%;施用2～3 mmol·kg~(-1)浓度草酸,地上部和根干质量较高,在出苗后30～40 d时施入草酸,地上部和根干质量较高。草酸降低了土壤可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度;施入2～3 mmol·kg~(-1)浓度草酸,土壤可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度较低,在出苗后30～40 d时施加草酸,可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度较低。在油葵出苗后30 d时施入4 mmol·kg~(-1)浓度草酸,土壤Cd去除率最高,相比CK提升89.2%;草酸可有效提高油葵修复Cd污染土壤能力,具有一定的应用潜力。     

用酒石酸等有机酸清洗镉锌、镉镍复合污染土壤

针对受镉锌复合污染的A区土壤和受镉镍污染的B区土壤, 借鉴BCR分级提取的思路, 设计了用醋酸、柠檬酸、酒石酸及琥珀酸四种有机酸与草酸组合两步振荡清洗工艺, 去除土壤中环境风险较大的重金属形态, 并比较了单独用柠檬酸、酒石酸振荡清洗的效果, 探讨了超声波对酒石酸清洗的强化作用。结果表明:先用0.1 mol·L^-1柠檬酸或酒石酸振荡清洗16 h,再用0.2 mol·L^-1草酸振荡清洗16 h的两步清洗法对2种土壤目标重金属去除率最高;单独用0.1 mol·L^-1酒石酸振荡清洗2 h对A区Cd、Zn和Ca的清洗率分别为30.74%、25.59%和15.86%,对B区土壤Cd、Ni和Ca的清洗率分别为47.36%、6.89%和23.92%.酒石酸能有效去除目标重金属, 同时洗出的常量元素Ca较柠檬酸少, 是较理想的清洗剂。超声波(功率400 W,频率20 kHz)可以强化酒石酸对重金属的清洗效果, 超声30 min对2种土壤目标重金属的清洗率与单独用酒石酸振荡清洗2 h相当。     

低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu2+的影响

为探讨低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响,探明蒙山茶园土壤中铜的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为对象,通过超声波分散法、沉降-虹吸法等提取土壤团聚体,采用批实验法研究了低分子量有机酸(柠檬酸、苹果酸、草酸)对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:茶园土壤原土及各粒径土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附量均随着Cu~(2+)浓度的增加而增加,而随低分子量有机酸加入浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,受到土壤团聚体比表面积、游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质等的影响,吸附量大小顺序为(0.002 mm)粒径组0.053~0.002 mm粒径组原土2~0.25 mm粒径组0.25~0.053 mm粒径组;应用Langmuir、Freundlich、Temkin三种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了显著水平(P0.05),其中Langmuir方程的拟合效果最佳;低分子量有机酸对土壤吸附Cu~(2+)的影响先表现为促进作用,随着加入量的增加转为抑制作用,柠檬酸、苹果酸浓度在0~1 mmol·L~(-1),草酸浓度在0~0.1 mmol·L~(-1)能促进土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附,而柠檬酸、苹果酸浓度1 mmol·L~(-1),草酸浓度0.1 mmol·L~(-1)时却抑制其吸附,柠檬酸、苹果酸为0.5 mmol·L~(-1)时吸附量达到最大。综上可知,低分子量有机酸对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响受有机酸种类、浓度及土壤团聚体大小的综合作用。     

不同有机酸对石灰性土壤镉污染修复效应研究

【目的】 研究不同有机酸和滴灌技术结合对土壤镉污染的修复效应。【方法】采用盆栽试验,将有机酸溶液分时期滴入土壤中,测定玉米和小白菜土壤的不同形态镉含量。【结果】不同分子量有机酸对小白菜土壤镉修复效果为柠檬酸>酒石酸>草酸>黄腐酸,玉米为柠檬酸>草酸>黄腐酸>酒石酸。混合酸与单施有机酸中,对小白菜土壤镉修复效果为酒石酸>草酸+黄腐酸>酒石酸+黄腐酸>草酸>黄腐酸,玉米为草酸>黄腐酸>草酸+黄腐酸>酒石酸>酒石酸+黄腐酸。硝酸浸提有机肥对玉米和小白菜修复效果均较好。【结论】在小白菜土壤中,单施柠檬酸与单施酒石酸修复效果较好,玉米为单施柠檬酸和单施草酸修复效果较好;有机肥硝酸浸提液对两种作物修复效果均较好。     

生物质炭对土壤吸附Zn2+-DEP复合污染溶液中Zn2+的影响

为研究施用生物质炭后土壤对重金属-邻苯二甲酸酯（PAEs）复合污染物的吸附效果,选取猪炭和法国梧桐Platanus orientalis炭,采用批量吸附试验,并初步探究其动力学和热力学吸附机理。结果表明:猪炭（PB）和法国梧桐炭（POB）均可促进土壤对重金属-PAEs复合污染溶液中锌离子（Zn2+）的吸附,且随生物质炭施加量的增加更加明显,其中相较不加生物质炭的处理,施加质量分数为2% PB可使饱和吸附量提高31.61%,是施加质量分数为2% POB的5.90倍。动力学吸附行为可采用准二级动力模型较好描述,主要吸附过程包括液膜扩散和颗粒内扩散。热力学吸附过程为自发的吸热反应,并以氢键作用力为主。此外,DEP为典型的PAEs,其添加可促进土壤对溶液中Zn2+的吸附。     

不同母质发育水稻土对Cd、Pb吸附解吸特性及其影响因子分析

为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表明,两种土壤对Cd2+的吸附用Langmuir、Freimdlich模型均有较好拟合,相关系数在0.95以上;而Pb2+的吸附则用Freimdlich模型拟合较好,相关系数在0.99以上。随着溶液中Cd2+、Pb2+含量的增大,红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量增大;解吸量亦随吸附量的增加而增加。红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为2871.34 mg/kg和4353.69 mg/kg,10914.65 mg/kg和14249.07 mg/kg;最大解吸率分别达到3.12%和2.43%,1.02%和0.33%。紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量大于红壤,解吸率低于红壤;同等浓度下,红壤、紫色土对Pb2+的吸附量高于Cd2+。研究表明土壤粘粒、有机质、CEC含量是影响红壤、紫色土吸附解吸差异的主要因素。     

土壤pH、有机质和含水氧化物对镉、铅竞争吸附的影响

采用一次平衡法（振荡16h）研究了土壤pH值、有机质和含水氧化物（以晶质氧化铁和非晶质氧化铁为代表）对Cd^2＋、Pb^2＋在水稻土上竞争吸附的影响。结果表明，pH值是影响土壤吸附Cd^2＋、Pb^2＋的主要因素，土壤对金属离子Cd^2＋、Pb^2＋的吸附量随pH值的增大而增加。土壤pH值为5．0和6．5时，对Cd^2＋、Pb^2＋的吸附量分别达到最大。当土壤去除有机质后，土壤对Cd^2＋、Pb^2＋的吸附均降低，与对照相比，分配系数Kd,cd、Kd,pb西分别下降54％～64％和36％-52％；土壤去除非晶质氧化铁后，Kd,cd、Kd,pb与对照相比分别下降32％～45％和15％～33％。有机质和非晶质氧化铁对Cd^2＋、Pb^2＋的选择性为：Pb^2＋〉Cd^2＋.当土壤晶质氧化铁和非晶质氧化铁均去除后．土壤吸附Cd^2＋、Pb^2＋不但未降低，反而有不同程度的增加，Kd,cd、Kd,pb西明显高于对照。     

富啡酸对石灰性潮土中磷吸附-解吸及其对锌次级吸附-解吸的影响

通过吸附和解吸试验,研究了富啡酸(Fulvic acid,FA)对石灰性潮土中磷吸附-解吸的影响,并进行了吸附富啡酸和磷后对锌次级吸附-解吸的影响.结果表明:同时吸附不同磷和富啡酸后,土壤对磷的吸附量随磷初始浓度的增加而增加,而随富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;石灰性潮土磷等温吸附曲线用Langumir方程式描述时,土壤对磷的吸附反应常数K、最大吸附量Xm、最大缓冲容量K×Xm均随富啡酸初始浓度的增加而降低;KNO3、KOH、HCl对吸附磷的解吸量所占比例及磷的总解吸量均随富啡酸浓度的增加而增加.土壤对Zn2+的吸附率随磷和富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;而其解吸率随磷和富啡酸吸附浓度的增加而增加,说明磷和富啡酸减少了土壤对Zn2+的吸附,且增加了其在土壤中的解吸量.所以,石灰性潮土中富啡酸提高了土壤中磷的有效性,而且磷和富啡酸提高石灰性土壤中锌的有效性.     

不同粒径农膜及老化方式对Cd2+吸附的影响

农膜被广泛应用，残留农膜的污染问题已成为广泛关注的热点之一。目前，农膜颗粒对土壤环境中污染物迁移转化过程的影响少有研究。本研究以3种粒径[4目(4.75 mm)、10目(2.0 mm)、30目(0.6 mm)]农膜颗粒为材料，在农膜浓度、初始pH、吸附时间、Cd2+初始浓度及不同老化方式的农膜颗粒等因素上探讨农膜颗粒对Cd2+吸附的影响，并利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和吸附模型拟合等解析3种粒径农膜颗粒对Cd2+的吸附机理。结果表明:农膜颗粒对Cd2+的吸附能力与粒径大小成反比；准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型能较好地揭示对Cd2+的吸附规律；硝酸老化农膜颗粒较原农膜颗粒吸附容量减少了50.10%，过氧化氢老化农膜颗粒较原农膜颗粒吸附容量增加了21.36%。研究结果可为残留农膜对重金属的迁移转化过程、机制与污染防控提供参考和借鉴。