贵州喀斯特农业土壤中镉的吸附解吸特性分析

镉(Cd)在农业土壤中的环境行为研究是国内外研究的热点。为镉在贵州土壤中的迁移规律和生态治理提供科学依据,采用批量平衡法,研究镉在贵州不同地区农田土壤中的吸附解吸规律。结果表明:镉在不同地区土壤中的吸附动力学过程为快速吸附、慢速吸附和平衡吸附3个阶段,24h后达到平衡,伪二级动力学模型能较好描述其动力学过程。9个地区土壤对镉的吸附均可用Freundlich模型较好地拟合,其吸附反应△G~o0,吸附反应自发进行,镉在土壤中的吸附-解吸过程存在滞后效应,存在一定环境风险。在不同pH条件下,土壤对Cd的吸附量随pH升高而增加,且溶液中Cd吸附量增加与其初始浓度呈正相关关系。     

不同矿质胶体对镉的吸附动力学及热力学研究

[目的]为探讨镉在不同矿质胶体中的吸附机理,以期为镉的土壤环境行为提供科学依据。[方法]本文采用一次平衡法研究了4种矿质胶体(蒙脱石、高岭石、针铁矿和三水铝石)对镉的吸附动力学与热力学特征,并采用Lagergren一级动力学方程、Lagergren二级动力学方程、颗内扩散模型、Elovich模型对试验数据进行拟合。[结果]4种温度下矿质胶体对镉的吸附分为快反应和慢反应2个阶段,0~30min为快速反应阶段,4种矿质胶体吸附量达到饱和吸附量的90%以上,此后为慢反应阶段。随温度升高,4种矿质胶体对镉的吸附量减少。当温度由10℃升到40℃,蒙脱石、高岭石、针铁矿和三水铝石对镉的吸附量分别减少了:31.6%、58.5%、31.8%、72.4%。4种矿质胶体的吸附动力学均符合Lagergren二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主,且是由2个或多个过程控制。[结论]4种矿质胶体对镉的吸附均为放热反应,反应能自发进行。     

镉在东北地区4种土壤中的吸附动力学

吸附是外源重金属进入土壤后首先发生的最重要的过程,直接影响着重金属的生物可利用性.作者采用间歇法研究了不同重金属镉浓度时,镉在东北地区4种农业土壤黑土、盐碱土、暗棕壤和草甸白浆土上的吸附动力学特征,并采用常用的动力学方程进行拟合.研究结果表明,Cd在东北地区4种土壤上的吸附动力学过程分为两个阶段:开始的快速反应阶段和经过一段时间后的慢速反应阶段,低浓度下Cd达到吸附平衡的时间更短;黑土和盐碱土吸附速率、吸附量都要高于草甸白浆土和暗棕壤,这在初始Cd 1.6 mg/L时表现的更加明显,这与黑土高有机质含量、盐碱土的粘粒较多、pH高有直接关系.通过非线性拟合的方法获取了适宜描述Cd在东北地区土壤上吸附动力学特征的最优化模型,综合来看,指数方程和指数函数方程比较适宜于描4种土壤对Cd的吸附动力学特征.     

镉在针铁矿、腐殖酸及其复合胶体上吸持行为比较研究

采用批平衡实验法,比较研究了重金属镉在针铁矿、腐殖酸及针铁矿-腐殖酸复合胶体中的吸附热力学和动力学特征.结果表明,在试验浓度范围内,3种吸附剂对Cd2+的等温吸附特征均可用Langmuir、Frcundlich和Linear方程加以描述.其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,线性相关系数为:0.991、0.996、0.999,由此得出的最大吸附量分别为41.67、38.46、45.46mg/g,表明针铁矿.腐殖酸复合胶体较两者单一体系的吸附力有所提高,且所吸附的镉难以解吸,平均解吸率分别为5.871%、5.918%、1.068%.3种吸附剂对Cd2+的吸附可分为2个阶段,即吸附开始4h内的快速反应阶段和此后的慢速反应阶段,在前4h的快速吸附阶段,吸附量可达到平衡吸附量的900%～95%.     

镉在土壤中吸附的能量特征和解吸滞后效应研究

[目的]为了研究吸附-解吸反应对重金属生物有效性的影响.[方法]以我国12种典型农田土壤为试验材料,采用批次平衡法,研究重金属镉在农田土壤中吸附的能量特征和解吸滞后效应.[结果]供试土壤对镉的吸附均为自发反应,温度的升高有利于促进土壤对镉的吸附.土壤镉吸附的吉布斯自由能变（△G°）可以用来预测土壤镉的解吸能力.土壤对重金属镉吸附的主要机理为化学键力.镉在土壤中的解吸过程存在滞后现象,随着镉平衡液浓度的增加,各供试土壤中镉解吸的滞后效应增强.供试土壤pH和碳酸钙含量越高,滞后系数越大.这可能与土壤pH和碳酸钙含量较高时,镉在土壤中形成难解吸的内圈配合物和碳酸镉沉淀有关.[结论]该研究结果可以为防治土壤重金属污染和修复研究提供参考依据.     

小麦秸秆对农田土壤中重金属Cu吸附的影响

以河南省郑州市郊区的土壤和秸秆为材料,利用化学定量分析等方法,研究中原地区农田土壤在添加秸秆的情况下对重金属Cu的吸附影响,考察秸秆投加量、温度和吸附时间等因素对土壤中重金属Cu的吸附影响,确定了一定浓度范围内土壤对重金属Cu的等温吸附模型,从中发现秸秆对农田土壤中重金属Cu的吸附影响规律。研究结果表明:秸秆含量的增加、温度的提升、吸附时间的延长均能促进土壤中重金属Cu的溶出,降低土壤对Cu的吸附固定能力;其动力学特征和等温吸附线可以用Elovich动力学模型和Langmuir方程较好地拟合。     

互花米草生物炭的理化特性及其对镉的吸附效应

为确定制备互花米草生物炭的最优热解温度,并了解其对镉的吸附特性,以崇明东滩入侵种互花米草为原料,分析了不同热解温度下生物炭的稳定性、基本理化特性及其对镉的吸附能力,通过吸附动力学拟合、扫描电镜、红外光谱,研究互花米草生物炭对镉吸附特性及吸附前后生物炭的形貌及结构变化。结果表明,450℃热解15 min时制备的生物炭可达吸附平衡,吸附量最大为20.576 mg·g~(-1)。互花米草生物炭对镉的吸附满足二级动力学方程式,以化学吸附为主。电镜扫描镉吸附后互花米草生物炭发现粒状突起,红外光谱显示羟基、羧基等含氧官能团发生较大变动。由此可见,450℃制备的互花米草生物炭具有良好镉吸附效应,羟基、羧基等含氧官能团对生物炭吸附镉发挥主要作用,部分镉在生物炭表面发生表层吸附,且可能形成Cd2+复合体。     

赤子爱胜蚓处理土壤中重金属铬的实验研究

本文采用农田土壤作为供试土壤,向供试土壤中添加Cr以模拟受污染土壤,研究接种于其中的赤子爱胜蚓对重金属的富集作用。通过正交实验研究了接种密度、含水率、温度等因素对蚯蚓富集重金属铬的影响。结果表明:温度为20℃,蚯蚓接种密度为40 mg/g,土壤含水率为25%时富集效果最好,达到最高值71.5%。最后通过吸附动力学实验研究了蚯蚓对Cr的吸附过程符合准二级吸附。     

冻融作用对土壤镉吸附特征的影响

选择东北地区棕壤为供试土壤,采用人工控温方法进行冻融处理(冻-融时间为12h-12 h,冻-融温度为-30℃-30℃),进行不同含水量和冻融频次处理下土壤镉的静态等温吸附试验和动力学等温吸附试验,并选择不同模型对吸附曲线进行拟合,研究冻融作用与土壤镉吸附特征之间的关系.结果表明:未冻融和冻融处理土壤对镉的吸附量均随着含水量的增加先增加后减少;冻融作用会增加土壤镉的吸附量,加快土壤镉的吸附速率;Henry模型和Temkin方程可以较好拟合土壤镉静态等温吸附曲线,双常数方程、Elovich方程和型曲线方程则可以很好拟合土壤镉动力学等温吸附曲线.     

堆肥对水体重金属铜和锌的吸附性能研究

通过堆肥吸附水体中重金属铜和锌的试验,探究吸附时间、水体pH值、堆肥添加量、振荡速率、重金属离子浓度等对水体中重金属铜和锌去除率的影响。结果表明:堆肥在添加量为8~10 g/L,重金属离子初始浓度为100~200 mg/L、pH值在3~4的条件下吸附量最大,而振荡速率的影响不大;水体中铜和锌的吸附动力学方程符合准二级动力学方程,以化学吸附为主。     

温度对生物炭吸附重金属特性的影响研究

为探究温度条件对生物炭吸附重金属离子特性的影响,采用吸附试验研究25、45和65 ℃ 3种温度条件下生物炭对单一重金属离子溶液和多种重金属离子混合溶液的吸附能力变化.结果表明:生物炭对4种重金属的吸附均可采用Langmuir和Freundlich方程进行描述;温度是影响生物炭吸附重金属的重要因素,生物炭对Cu的吸附能力...     

土壤Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附解吸特征及差异分析

[目的]为了阐明重金属在不同类型土壤中的分布和迁移规律。[方法]用室内模拟法研究了农田、草地和林地不同类型土壤对Cu2+和Cd2+的吸附-解吸特征及差异。[结果]农田、草地和林地土壤对Cu2+的最大缓冲容量分别为833.332、71.43和500,对Cd2+的最大缓冲容量分别为75、12.5和21.43。对Cu2+的解吸率分别为8.25%、7.11%和5.06%,对Cd2+的解吸率分别为13.34%、13.66%和13.16%。[结论]土壤对Cu2+和Cd2+的吸附量随平衡液中离子浓度的增加而增加;农田土壤的饱和吸附量、吸附作用力、最大缓冲容量和吸附速率最大,但解吸率各类型土壤间差异不大;Cu2+比Cd2+更容易被土壤吸附,这与其本身化学性质有关;农田土壤吸附Cu2+和Cd2+能力比草地和林地土壤强,这与农田土壤的pH值、有机质、CEC和黏粒含量均高有关。     

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。     

不同介质中石油污染物吸附过程的动力学及热力学研究

以3个不同地域的土壤为研究对象,采用平衡振荡法,研究了石油污染物在不同土壤中的吸附动力学和热力学特征。试验数据分别采用4种动力学模型进行拟合。结果表明,不同土壤对石油污染物的吸附均表现为快反应和慢反应2个阶段,0～15 min为快反应阶段,吸附量达到饱和吸附量的85%。3种土壤对石油污染物的吸附动力学符合拉格朗日假二级动力学方程。不同温度下3种供试土的吉布斯自由能变均为负值,3种土壤对石油污染物吸附过程的焓变、熵变依次为:ΔH029.11、29.12、52.70 kJ/mol;ΔS0-100.85、-103.09、-182.66 J/(mol.K)。表明,土壤对石油污染物的吸附是自发进行且为放热过程,温度升高吸附量减少,石油被吸附的过程中混乱度降低。     

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。     

陕西三种土壤对铅、镉吸附特性的研究

用一次平衡法研究结果表明:土壤附铅、镉的等温线均符合于Langmuir方程,Freundlich方程和Temkin方程。用Temkin方程处理可将吸附量与化学位或结合能沟通起来。三种土壤吸附铅的量及结合能为:黄泥巴>黑垆土>红油土;吸附镉的量及结合能为:红油土>黑垆土>黄泥巴。温度升高,吸附量增大,吸附热均为正值。当pH值分别为4.0和5.0时,铅、镉吸附量分别突增。土壤去有机质后,铅吸附量变化不大,而镉吸附量明显下降。     

低分子量有机酸及其共聚物去除土壤重金属研究

为探究低分子有机酸以及其共聚物对土壤中重金属的去除效果,通过振荡淋洗法研究了富马酸和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物在不同浓度、pH和时间条件下对土壤中Cd、Pb和Zn的去除率,并采用传统人工螯合剂乙二胺四乙酸做对比。结果表明,土壤中Cd、Pb和Zn的去除率随着有机酸浓度的增加呈现先上升后趋于平稳的趋势。丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物和富马酸在浓度为10 g·L-1时对Cd、Pb和Zn的去除率分别为54.75%、69.60%、51.42%和42.03%、55.00%、46.97%,乙二胺四乙酸对Cd和Pb的去除率与富马酸趋于一致,但其对Zn的去除率显著低于富马酸(P0.05),仅为34.11%。两种有机酸对重金属去除率受pH的影响较大,其在pH为4~5时能有效去除土壤中Cd、Pb和Zn;富马酸在60 min时达到最大去除率,而丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物在大于120 min时去除率最高。此外,经过两种有机酸和人工螯合剂乙二胺四乙酸淋洗后,土壤中Cd、Pb和Zn的可交换态和碳酸盐结合态含量大幅度下降。因此,富马酸和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物对重金属污染土壤具有潜在修复能力。     

苯磺隆在河南主要土壤类型中的吸附特性

应用平衡振荡法进行了苯磺隆在黄棕壤、砂姜黑土、褐土、潮土等河南省4种典型土壤中的吸附动力学试验,测定了各自的吸附常数,以期明确苯磺隆在河南省主要土壤类型中的吸附特性,为其合理使用提供指导。结果表明,4种供试土壤中苯磺隆的吸附动力学曲线均呈现"前快后慢"的趋势,黄棕壤中饱和吸附量(32%)、吸附常数(2.414 5)均最大,潮土中(21%、0.543 2)均最小。吸附常数与土壤物理化学性质相关性顺序为:有机质含量黏粒含量p H值阳离子交换量。苯磺隆在4种供试土壤中的吸附均符合Freundich模型,吸附自由能的变化均小于40 k J/mol,以物理吸附为主。     

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     

木薯渣基生物质炭对水中Cd2+ Cu2+的吸附行为研究

以木薯渣为原料,制备不同温度(350、450、550℃)的生物质炭(BC350、BC450、BC550),对其性质进行表征,探究吸附时间、溶液初始浓度、温度、p H对生物质炭吸附Cd~(2+)、Cu~(2+)作用的影响。结果表明:生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附平衡时间随着生物质炭热解温度的升高而缩短,伪二级动力学模型能较好地描述吸附动力学特性(R20.983)。吸附等温线符合Freundlich模型和Langmuir模型,但Freundlich模型拟合的线性更好,R2分别在0.951~0.998和0.992~0.998之间,说明生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附为多层吸附。lg KF值表示吸附能力,随生物质炭热解温度的升高而增大,说明BC550吸附效果最好,对Cd~(2+)、Cu~(2+)的最大吸附量分别为15.55和5.44 mg·g-1。生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附具有自发的特性,吸附量随p H的增加先增加后下降,最适p H分别为5.5和6.5。