不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

低分子量有机酸对黑碳吸附Pb Cd的影响

为探讨低分子量有机酸对黑碳吸附重金属离子的影响,由玉米秸秆燃烧物提取黑碳,用平衡吸附技术研究了有机酸对黑碳吸附铅(Pb2+)和镉(Cd2+)的影响。结果表明:柠檬酸和酒石酸在浓度低于10 mmol.L-1时能促进黑碳对Pb2+的吸附,且柠檬酸的促进作用强于酒石酸;草酸和水杨酸则抑制黑碳对Pb2+的吸附,草酸的抑制作用强于水杨酸;柠檬酸、酒石酸和草酸在浓度低于400 mmol.L-1时能促进黑碳对Cd2+的吸附,促进作用为柠檬酸>酒石酸>草酸;浓度低于4 mmol.L-1的水杨酸也能促进黑碳对Cd2+的吸附;当有机酸促进Pb2+和Cd2+吸附时,随有机酸浓度的提高,Pb2+和Cd2+的吸附量先升高后下降,且有机酸对黑碳吸附重金属离子的影响随有机酸和重金属离子的特性而异。     

低分子量有机酸对江西省典型水稻土中铅离子吸附解吸的影响

【目的】通过研究有机酸对水稻土中铅离子吸附解吸的影响,为铅在水稻土中的环境化学行为和重金属污染修复提供科学依据和指导,对治理江西省水稻土的铅污染具有现实意义。【方法】以江西省潜育型和潴育型2种典型水稻土为试材,采用振荡平衡法研究不同种类的低分子量有机酸对水稻土中铅离子吸附解吸的影响。【结果】在相同pH条件下,柠檬酸抑制了对铅离子的吸附,丙二酸、苹果酸和酒石酸均不同程度的促进了2种水稻土对铅离子的吸附,且潴育型的吸附量大于潜育型;而柠檬酸促进了对铅离子的解吸,丙二酸、苹果酸和酒石酸均不同程度的抑制了2种水稻土对铅离子的解吸,且潴育型的解吸率小于潜育型;在不同pH条件下,2种水稻土对铅离子的吸附量均随pH升高而增大;而2种水稻土对铅离子的解吸率均随pH升高而减小。【结论】加入柠檬酸有利于减少水稻土对铅的吸附,而丙二酸、苹果酸和酒石酸均增加了铅对水稻土的污染风险。     

重金属阳离子对可变电荷土壤吸附Cl-的诱导效应

选择3种代表性可变电荷土壤(红壤、砖红壤和黄壤)用一次平衡法研究了3种重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ))对土壤吸附Cl-的影响.结果表明,与含钠离子的对照体系相比,重金属离子促进了土壤对Cl-的吸附,3种重金属离子影响Cl-吸附的大小顺序为:Pb(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＜ Cd(Ⅱ),这与土壤对这3种重金属离子吸附量的大小顺序一致.重金属离子对3种土壤中Cl-吸附促进作用的大小顺序为:砖红壤＞黄壤＞红壤,也与土壤对重金属吸附量的大小一致.Cl在土壤表面主要以静电吸附为主,重金属离子可以通过3种机制促进可变电荷土壤对Cl-的吸附:(1)重金属离子在可变电荷土壤表面的专性吸附增加土壤的表面正电荷,从而增加土壤对Cl-的静电吸附量;(2)重金属阳离子降低了体系的pH,导致土壤表面正电荷增加,对Cl-的静电吸附量增加;(3)重金属阳离子与Cl-形成MCl 型络合物,当这种络合物被土壤吸附时,土壤对Cl-的吸附量增加.但3种机制中以前2种为主.     

红壤不同发育程度对重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的影响

分别从安徽郎溪、湖南长沙和广西柳州采集发育于第四纪红色黏土母质的红壤,研究土壤发育程度对重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的影响以及重金属离子在红壤表面的吸附机制,为土壤重金属污染防治和修复提供参考。结果表明,3种红壤对Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附量均随土壤发育程度的增加、阳离子交换量的降低而减小,其吸附量大小依次为：安徽红壤〉湖南红壤〉广西红壤;在相同条件下,3种红壤对Cu（Ⅱ）的吸附量大于对Cd（Ⅱ）的吸附量。广西红壤对Cu（Ⅱ）的吸附量随着介质离子强度的增大而降低,说明重金属离子在红壤表面上的吸附机制随着所处介质条件的变化而变化。     

富啡酸对潮褐土吸附重金属离子的影响

采用平衡吸附法,研究了不同浓度的富啡酸(FA)对土壤吸附重金属离子(Cu2 、Cd2 、Pb2 )的影响。结果表明,潮褐土对富啡酸的吸附作用很强;潮褐土对富啡酸的吸附随pH的升高先缓慢增大后迅速下降;潮褐土对重金属离子的吸附随pH的升高而增大,且在低pH值下,富啡酸促进潮褐土对Cu2 、Cd2 、Pb2 的吸附和Pb2 的次级吸附,抑制对Cu2 、Cd2 的次级吸附;在高pH值下,富啡酸抑制土壤对Cu2 的吸附和次级吸附,而促进Cd2 和Pb2 的吸附和次级吸附;在富啡酸浓度相同的条件下,潮褐土对重金属离子的吸附能力为:Pb2 >Cu2 >Cd2 。     

Cu~(2+)和Cd~(2+)对活性污泥吸附Pb~(2+)的竞争吸附影响效果研究

[目的]通过批量吸附试验,研究Cu2+和Cd2+对活性污泥吸附Pb2+的竞争吸附影响效果。[方法]在单金属、双金属和三金属体系中,不同的pH和不同的初始浓度条件下,对比了活性污泥对Pb2+的生物吸附性能。[结果]吸附时间、pH和初始重金属离子浓度对活性污泥吸附Pb2+具有显著影响。分别采用Langmuir和Freundlich吸附模型,拟合了单金属Pb2+的吸附曲线,其中,Langmuir吸附模型可较好地表征污泥对Pb2+的吸附特性。在单一金属吸附情况下,活性污泥对Pb2+的最大比吸附量(Qe)为186.81 mg/g。在双金属吸附体系中,当添加30 mg/L Cu2+时,Qe减少为138.94 mg/g,相反,当添加30 mg/L Cd2+时,Qe上升为214.58 mg/g。在偏好吸附试验中,在初始吸附量基本相同的情况下,加入第二种金属后,Pb2+的解吸附量为0.089 mmol/L,而Cu2+的解吸附量为0.300 mmol/L。[结论]在多金属吸附体系中,低浓度Cd2+对污泥吸附Pb2+有促进作用,但高浓度会抑制吸附过程;Cu2+不论低浓度还是高浓度,都对污泥吸附Pb2+有抑制作用,且抑制作用大于Cd2+。相对于Cu2+,活性污泥对Pb2+有更好和更稳定的吸附能力。     

低分子有机酸淋溶对土壤中重金属Pb Cd Cu和Zn的影响

采用原状土柱进行模拟淋溶试验,比较研究了3种低分子有机酸条件对土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的影响,以及HPO2-4对低分子有机酸淋溶土壤中重金属的影响.结果表明,3种低分子有机酸淋溶液对供试土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有解吸作用.相同低分子有机酸浓度淋溶条件下,在对Pb和Cd的淋溶中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸>草酸.低分子有机酸浓度的增加有利于对土壤中重金属的解吸.重金属形态分析结果表明,土壤中重金属的解吸部分主要来自水溶态、可交换态和碳酸盐结合态3种形态,淋溶过程与重金属的形态分布情况有关.HPO2 4的加入对解吸过程产生抑制作用.     

江西省典型水稻土对铜、镉吸附解吸特性和环境风险评估

以江西省2种典型水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究铜、镉在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对铜和镉在水稻土中的环境风险进行评估。结果表明:等比例条件下水稻土对重金属离子的吸附亲和力为铜大于镉,吸附能力潴育型水稻土明显大于潜育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对重金属离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;铜和镉的环境风险随p H升高而减小,且铜和镉共存时明显增大。     

外源重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附

以黄河包头段上游清洁河段的沉积物为吸附剂,采用吸附竞争系数对Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+等4种外源重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附进行了探讨。结果表明,当外源重金属离子浓度或体系的离子强度增加时,Pb2+、Cu2+的吸附竞争系数增大,Zn2+、Cd2+的吸附竞争系数减小;不同离子间的竞争吸附有显著的拮抗或协同效应,且此效应的显著程度随体系中离子总量的增加而减弱;黄河沉积物对4种重金属离子的吸附能力排序为:Pb2+≥Cu2+>Zn2+≈Cd2+;温度对外源重金属离子间竞争吸附的影响较为复杂。     

糠醛渣木质素接枝聚丙烯酸水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附性能研究

以糠醛渣木质素和丙烯酸为原料,制备了可有效去除水中Pb2+、Cu2+和Cd2+离子的糠醛渣木质素-g-聚丙烯酸水凝胶(FRL-g-PAA水凝胶);研究了pH值、温度和离子强度对FRL-g-PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+性能的影响;分析了FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学的相关数据;采用XPS谱图进一步分析了FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的吸附机制。结果表明:在PAA水凝胶结构中引入糠醛渣木质素提高了水凝胶对重金属离子的平衡吸附容量,吸附体系pH值为5,降低温度有利于FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+重金属离子的快速、高效吸附;在K+的干扰下,FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的平衡吸附量顺序是Pb2+>Cu2+>Cd2+;FRL-g-PAA水凝胶和PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+均遵循准二级动力学方程和弗兰德里希模型的自发放热反应;XPS谱图证明了FRL-g-PAA水凝胶的羟基和羧基与重金属离子之间存在络合作用,FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附过程兼具物理吸附和化学吸附的特点。      

通辽地区4种典型土壤对铅、汞、镉和砷的吸附解吸特征

为明确铅、汞、镉和砷在通辽地区土壤中的吸附-解吸特征,采用批量平衡法,研究通辽地区4种典型土壤(草甸土、盐碱土、风沙土和栗钙土)对Pb(Ⅱ),Hg(Ⅱ),Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附-解吸行为,并分析影响吸附与解吸的因素。结果表明:1)Langmuir模型适合描述Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这4种土壤中的吸附特征,Freundlich模型适合描述Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)在这4种土壤中的吸附特征。2)4种土壤对重金属离子的吸附顺序是Pb(Ⅱ)Hg(Ⅱ)Cd(Ⅱ)As(Ⅴ);4种土壤对4种重金属的吸附能力不同,对Pb(Ⅱ)的吸附量顺序是栗钙土盐碱土草甸土风沙土,对Hg(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量顺序是草甸土栗钙土盐碱土风沙土,对As(Ⅴ)的吸附量顺序是栗钙土草甸土盐碱土风沙土。3)二次幂函数可以较好地拟合重金属离子解吸量与吸附量的关系。4)4种土壤对4种重金属离子解吸量顺序是As(Ⅴ)Cd(Ⅱ)Pb(Ⅱ)Hg(Ⅱ);不同土壤对同一重金属离子的解吸量不同,对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量为:风沙土盐碱土栗钙土草甸土,对于Hg(Ⅱ)的解吸量为:风沙土草甸土盐碱土栗钙土,对于As(Ⅴ)的解吸量为:风沙土盐碱土草甸土栗钙土。通辽地区4种典型土壤对铅、汞、镉和砷4种重金属的吸附、解吸行为是不同的。     

红壤不同发育程度对重金属离子Cu(II)和Cd(II)吸附的影响

分别从安徽郎溪、湖南长沙和广西柳州采集发育于第四纪红色黏土母质的红壤,研究土壤发育程度对重金属离子Cu(II)和Cd(II)吸附的影响以及重金属离子在红壤表面的吸附机制,为土壤重金属污染防治和修复提供参考。结果表明,3种红壤对Cu(II)和Cd(II)的吸附量均随土壤发育程度的增加、阳离子交换量的降低而减小,其吸附量大小依次为:安徽红壤湖南红壤广西红壤;在相同条件下,3种红壤对Cu(II)的吸附量大于对Cd(II)的吸附量。广西红壤对Cu(II)的吸附量随着介质离子强度的增大而降低,说明重金属离子在红壤表面上的吸附机制随着所处介质条件的变化而变化。     

低分子量有机酸对棕壤吸附铜效果的影响

[目的]根据土壤类型、重金属类型及其相互作用的环境条件,选择合适的有机酸种类和浓度。[方法]研究了3种低分子量有机酸(草酸、柠檬酸和酒石酸)对棕壤吸附铜的影响。[结果]加入相同浓度的3种低分量有机酸后,土壤对铜的吸附量随着外加铜离子浓度的增加而增加,但吸附率随着外加重金属离子浓度的增加而减小。有机酸可以促进土壤对重金属铜的吸附,促进能力为酒石酸<草酸<柠檬酸。[结论]低分子量有机酸可以调控土壤中重金属的有效性,从而提高重金属污染土壤的修复效率。     

植物根系分泌物对铅锌尾矿污染土壤中重金属的活化效应

植物分泌的低分子量有机酸通过形成可溶性络合物而增加重金属元素在根际土壤的移动性。本文对根际分泌物如柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、天冬氨酸、谷氨酸对铅锌矿尾砂及其废水污染土壤中Pb、Zn、Cd、Cu的溶解性影响进行实验 ,证明16mmol/L的有机酸和氨基酸对土壤中重金属Pb、Zn、Cd、Cu具有较强的活化效应 ,其中柠檬酸、酒石酸和草酸的活化能力最强。     

江西省典型水稻土对镉、铅吸附解吸特性和环境风险评估

[目的]研究江西省典型水稻土对镉、铅的吸附解吸特性.[方法]以江西省2种典型水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究镉、铅在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对镉和铅在水稻土中的环境风险进行评估.[结果]等比例条件下两种水稻土对镉和铅离子的吸附量为铅大于镉,且潴育型水稻土的吸附能力明显大于潜育型,但两种水稻土对镉和铅离子的解吸量则为镉大于铅,且解吸能力为潜育型水稻土大于潴育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对镉和铅离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;水稻土中镉污染的潜在环境风险大于铅,镉和铅离子的环境风险随pH升高而减小,且镉和铅共存时明显增大.[结论]研究表明在镉和铅离子共存于水稻土时,与铅污染相比,应重视和尽量避免镉的污染.     

粘土固化注浆帷幕对重金属离子的吸附特性

采用醋酸铵反复作用法测得了不同配比粘土固化浆液结石体的阳离子交换容量,利用原子吸收分光光度仪测定溶液浓度,通过室内吸附平衡实验研究了粘土固化注浆帷幕对重金属离子的吸附特性.结果表明:粘土固化注浆帷幕对Pb2 和Cd2 的吸附能力与浆液配比密切相关,在室温和pH 5.0条件下浆液组分中水泥与粘土质量比为2∶4时吸附能力最强;实验条件下Pb2 的吸附量大于Cd2 ;Pb2 和Cd2 之间存在竞争吸附,Pb2 的竞争吸附系数大于Cd2 ,且Pb2 的吸附速率大于Cd2 ;粘土固化注浆帷幕对Pb2 和Cd2 的吸附过程符合Freundlich等温吸附曲线模型,相关系数在99%以上.     

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。     

Cu(Ⅱ)对红壤吸附Cr(Ⅵ)的影响

选择3种红壤研究了Cu(Ⅱ)对土壤吸附CrO42-的影响,结果表明Cu(Ⅱ)显著增加了土壤对CrO42-的吸附量,Cu(Ⅱ)对CrO42-吸附的影响程度随着Cu(Ⅱ)加入量的增加和体系pH的升高而增加.3种土壤对CrO42-的吸附量及Cu(Ⅱ)对土壤吸附CrO42-影响的大小顺序为:广西红壤>湖南红壤>江西红壤,这与这些土壤游离氧化铁和游离氧化铝含量的大小顺序基本一致.Cu(Ⅱ)不仅增加土壤对CrO42-的吸附量,在铜存在下土壤吸附的CrO42-的解吸量也高于对照体系中的,但解吸增量(加铜体系与对照体系之间解吸量的差值)比吸附增量(加铜体系与对照体系之间吸附量的差值)低得多,说明Cu(Ⅱ)对OrO42-在土壤中吸附的促进作用机制涉及静电作用、专性吸附和表面共沉淀.不同土壤中,不同机制对Cu(Ⅱ)促进CrO42-吸附的相对贡献不同,广西红壤中静电吸附的贡献很小;而在江西红壤和湖南红壤中.由于铜的吸附导致土壤表面正电荷增加使土壤对CrO42-静电吸附量增加是铜增加CrO42-吸附的重要原因之一.铜的促进作用增加了红壤对CrO42-的吸附量,降低了CrO42-在土壤中的活动性.     

三种不同类型土壤上水稻对Cu、Pb和Cd单一及复合污染的响应

水稻对重金属有较强的吸收能力,本文采用温室盆栽试验研究了Cu、Pb和Cd在中国土壤环境质量标准Ⅲ级水平(Pb:400mg kg-1;Cd:1.0 mg kg-1;Cu:100 mg kg-1)时于3种不同类型土壤上对水稻生长和吸收Cu、Pb及Cd的影响.结果表明,在红壤上,Cu处理显著降低了稻谷产量,Pb和Cd本身对稻谷产量影响不大,但Pb显著增加了Cu的毒性;Cu或Cd的共存对Pb在稻米中含量的影响较小,但其含量也均超过国家食品卫生标准(0.4 mg kg-1);在Cu-Cd、Pb-Cd和Cu-Pb-Cd处理中,稻米Cd含量较Cd单独存在时分别增加了135%、84%和126%.在红壤性水稻土上,仅有Pb和Cu-Pb-Cd处理与对照相比降低了稻谷产量;Cu-Pb-Cd处理稻米中Pb或Cd含量较Pb或Cd单独存在时分别增加了141%和360%;Pb或Cu分别与Cd共存时,对稻米Cd含量影响不显著.在乌栅土上,各处理对稻谷产量影响均不大,且多数表现为增加.Cu、Pb和Cd对水稻的毒性是红壤＞红壤性水稻土＞乌栅土.稻米中Cu、Pb和Cd含量与土壤NH4OAc提取态Cu、Pb和Cd含量之间均达到极显著线性相关.