几种土壤在单一Zn及Cd Cu共存条件下对Zn的吸附

研究了Zn2+在单一及与Cd2+、Cu2+共存条件下在塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了其吸附机制。结果表明,在20℃、30℃下,Zn2+在各供试土样中吸附等温线总体上均呈I或III型等温线形式,总体上黑垆土、塿土对Zn2+吸附最强,而砂土的吸附总是最差;塿土、黄绵土和黄褐土中Zn2+吸附的温度效应呈现升温正效应特征,砂土中则总体上表现出随温度上升呈下降趋势,黑垆土中Zn2+吸附的温度效应则与重金属处理有关。Freundlich模型是描述Zn2+吸附等温线最佳模型。Cd2+、Cu2+的共存对Zn2+的吸附均具有显著的拮抗作用,但对Zn2+吸附规律的影响不同。机理分析表明,Zn2+在土壤中的吸附主要以化学吸附为主,Cu2+由于其与Zn2+相似的化学吸附特点而竞争Zn2+化学吸附点位,但Cd2+吸附主要竞争以电性引力形式吸附的Zn2+,因而Cu2+对Zn2+吸附的影响较大,而Cd2+影响较小。     

黑藻吸附Cd^2＋和Cu^2＋的拓展Langmuir模型研究

运用沉水植物修复低浓度重金属污染是一种廉价和清洁的技术。采用摇床振荡试验方法,研究了不同pH条件下,沉水植物——轮叶黑藻鲜样对重金属镉和铜的吸附特征。结果表明,pH值对吸附结果影响较大,黑藻对镉和铜的吸附,最适宜的pH值分别为7.0和5.0。在选用的3个拓展Langmuir模型中,模型A拟合效果最好,模型B大大低估了黑藻对重金属镉和铜的吸附能力,模型C则略偏高,表明沉水植物黑藻对重金属镉和铜的吸附与离子所带电荷关系不大,且没有产生吸附剂-重金属-H＋的复合式吸附产物（BMH）。运用模型A的回归参数,绘制的三维吸附网格图清晰阐明了不同H＋浓度下,黑藻对重金属镉和铜的吸附曲面特征。拓展Langmuir模型A的计算值与实测值的对比表明：24mg·L-1≤C0≤72mg·L-1时,78%的镉吸附量计算值与实测值偏差控制在22%以内,90%的铜吸附量计算值与实测值偏差控制在10%以内。研究不同pH条件下黑藻对镉和铜的生物吸附特征,将有助于对沉水植物修复低浓度重金属污染技术的理解和规范。     

重金属离子在土壤中的竞争吸附动力学初步研究

用液流法研究了重金属离子铜与镉的在褐土中的竞争吸附力学特性,用LJ吸附动力学议程结合竞争系数对铜与镉的竞争吸附动力学过程进行了描述。竞争性弱的镉离子吸附曲线出现“过饱和点”,镉在开始时占据的吸附位量的一部分,随着吸附过程的延续被铜逐渐交换占据,镉的吸附量由“过饱和点”逐渐下降,最后趋于竞争平衡;在试验温度区间内,单一离子及竞争离子在褐土中的吸附量均随温度的升高而增大;吸附速率随温度的升高而减小,阿仑尼乌期经验方程不能符合本试验结果,显示出铜及镉在供试褐土中的吸附动力学有其特殊性。温度和pH值的升高对镉的竞争有利,但镉在褐土中的吸附竞争能力远小于铜。     

改性花生壳对水中Cd^2＋和Pb^2＋的吸附研究

用高锰酸钾对花生壳进行改性,制成改性花生壳吸附材料,并进一步就该吸附剂对水中重金属离子Pb^2＋、Cd^2＋的吸附去除性能进行了考察,结果表明,吸附在18h后基本达到平衡,吸附Pb^2＋和Cd^2＋最佳初始pH值分别为4.5和6.5,对Pb^2＋的吸附量最大达到104.75mg·g^-1,对Cd^2＋的吸附量最大达到43.11mg·g^-1。对Pb^2＋和Cd^2＋在该吸附剂上的竞争吸附研究结果表明,竞争吸附的干扰使得Cd^2＋的吸附量降低88.47%,Pb^2＋的吸附量降低20.80%,且Pb^2＋的吸附量为Cd^2＋的5-6倍,吸附剂对重金属离子的吸附选择顺序为Pb^2＋〉Cd^2＋。     

复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究

参考经济合作与发展组织(OECD)化学品试验导则No.106,采用批量平衡试验的方法,探讨了土霉素(Oxytetracycline,OTC)在3种土壤中的吸附解吸特性,并考察了土霉素外加量对土壤中4种代表性重金属元素(铜、锌、铅、镉)解吸量的影响。试验设置的土霉素初始浓度为0.01、0.1、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100、200和400 mg L-1。结果表明:(1)存在一个土霉素特征浓度,高于或低于该浓度值时土霉素的吸附性质有所差异,且高低两个浓度范围内的数据均能用Freundlich模型与Langmuir模型较好地拟合;(2)当土霉素浓度在0~25 mg L-1之间时,能在土壤表面与重金属发生竞争吸附,且重金属解吸量随土霉素浓度的增加而增加;当土霉素浓度在25~100 mg L-1之间时,部分游离态重金属以与土霉素的络合物形式重新固定于土壤表面,土壤重金属的解吸量随土霉素浓度增加而减少;土霉素浓度高于100 mg L-1时,体系p H相对于对照有明显下降,土壤重金属的解吸量与土霉素浓度又呈正相关。     

酸性条件下红壤表面Zn^2＋-H^＋反应动力学的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Zn在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明,酸性条件下,Zn吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Zn最大吸附量：pH5.5处理Zn的最大吸附量在289 K时为1.79 mmol.kg^-1,在313 K时为2.62 mmol.kg^-1;pH3.3处理Zn的最大吸附量在289 K时为0.12 mmol.kg^-1,在313 K时为0.16 mmol.kg^-1。即吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高明显增加。用扩散速率常数计算的活化能（ΔE＊）：pH5.5处理Zn的ΔE＊为9.05 kJ.mol^-1,pH3.3处理Zn的ΔE＊为12.02 kJ.mol^-1,随酸度的增加ΔE＊增加,Zn扩散需克服的能障加大,Zn吸附量降低。ΔH值为正,温度升高可促进Zn的扩散;ΔS值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为5.5时,流出液的pH急剧下降;pH4.3、pH3.8和pH3.3时流出液比流入液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H＋超过一定数量后,反应初期的H＋消耗是快反应过程,H＋对矿物的溶蚀成为速率控制步骤。     

草酸对不同土壤中Cd Zn吸附及其交互作用影响的初步研究

研究了草酸对Cd2＋、Zn2＋单一及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,并探讨了草酸的影响机制。结果表明,除在低Zn2＋平衡浓度下,5种土壤中草酸促进了Zn2＋的吸附外,总体上在Cd2＋、Zn2＋单一处理及其复合处理中,草酸降低了土壤对Cd2＋、Zn2＋的吸附。草酸既没有改变塿土、黑垆土吸附能力最强、砂土吸附能力最弱的结果,也没有改变Cd2＋、Zn2＋之间的相互拮抗作用。草酸对Cd2＋、Zn2＋吸附的影响机制主要在于其与Cd2＋、Zn2＋形成络合物。草酸主要通过降低电性引力的方式减弱土壤对Cd2＋的吸附能力,而对于Zn2＋,在低平衡浓度下,草酸对Zn2＋吸附的促进作用来源于在土壤氧化物矿物表面形成少量的三元表面络合物的桥键合效应,在高平衡浓度下,对Zn2＋吸附的抑制作用来源于草酸对土壤有机质化学吸附点位的竞争。对Cd2＋、Zn2＋吸附起决定作用的依然是土壤本身性质。     

不同温度下镉在典型农田土壤中的吸附动力学特征

按土重的3%和5%向采自海南和广西的3种可变电荷土壤中添加由稻草制备的生物质炭,混合培养30 d后用一次平衡法研究了生物质炭对土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响及其与土壤表面电化学性质的关系,旨在阐明生物质炭促进可变电荷土壤吸附和固定Cd（Ⅱ）的机制。结果表明,添加稻草炭显著提高了3种土壤的阳离子交换量（CEC）和土壤pH,并使土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。因此,添加稻草炭增加了土壤表面的负电荷量,土壤表面对Cd（Ⅱ）的吸附容量增强,使3种可变电荷土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量增加,且Cd（Ⅱ）吸附量的增幅随稻草炭添加水平的提高而增加。Freundlich方程和Langmuir方程可以拟合3种土壤对Cd（Ⅱ）的吸附等温线,但Freundlich方程拟合效果更好,该方程表征吸附容量的常数k也随着稻草炭添加水平提高而增大。研究表明在pH3.0~5.0范围内,稻草炭均增加土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量。添加稻草炭提高土壤pH,促进Cd（Ⅱ）的吸附,因为Cd（Ⅱ）的吸附量随pH升高而增加。解吸实验表明,添加稻草炭处理Cd（Ⅱ）的解吸量高于对照处理,说明生物质炭提高了土壤对Cd（Ⅱ）的静电吸附量。     

胶体存在时不同质地土壤对锌镉的吸附试验研究

以重金属离子Zn和Cd及胶体为对象,通过等温静态批量平衡吸附试验,分析了3种不同质地土壤对Zn、Cd单一吸附和等量竞争吸附特征,胶体对土壤吸附Zn、Cd的影响,并用Langmuir和Freundlich方程对试验结果进行了拟合。结果表明,随着平衡液中Zn2+、Cd2+浓度的增加,土壤对Zn、Cd的吸附量逐渐增大;3种质地土壤对Zn、Cd吸附量顺序为砂壤>粉壤>壤砂土;Zn2+、Cd2+共存时,土壤对这两种离子的吸附量比单一离子存在的情况下明显下降;胶体存在时抑制了土壤对Zn的吸附,促进了土壤对Cd的吸附;就本试验来说,Freundlich方程拟合效果优于Langmuir方程。     

棕壤Cd^（2＋）吸附特征及有机物料分解产物的影响

研究了棕壤上Cd2 的吸附特征及草炭、猪粪和蚯蚓粪3种有机物料的不同分解产物(水溶性和非水溶性)对棕壤Cd2 吸附特征的影响。结果表明,Langmuir模型适于描述棕壤对Cd2 的吸附特征。温度升高棕壤对Cd2 的吸附量增加。热力学参数分析表明,Cd2 在棕壤表面的吸附反应为熵增加的自发过程。3种有机物料对Cd2 平衡吸附量影响顺序大致为非水溶性分解产物>水溶性分解产物;其中草炭分解产物>猪粪分解产物>蚯蚓粪分解产物。     

重金属离子在土壤中的竞争吸附动力学初步研究Ⅱ.铜与镉在褐土中竞争吸附动力学

用液流法研究了重金属离子铜与镉的在褐土中的竞争吸附动力学特性,用LJ吸附动力学方程结合竞争系数对铜与镉的竞争吸附动力学过程进行了描述.竞争性弱的镉离子吸附曲线出现"过饱和点",镉在开始时占据的吸附位量的一部分,随着吸附过程的延续被铜逐渐交换占据,镉的吸附量由"过饱和点"逐渐下降,最后趋于竞争平衡;在试验温度区间内,单一离子及竞争离子在褐土中的吸附量均随温度的升高而增大;吸附速率随温度的升高而减小,阿仑尼乌斯经验方程不能符合本试验结果,显示出铜及镉在供试褐土中的吸附动力学有其特殊性.温度和pH值的升高对镉的竞争有利,但镉在褐土中的吸附竞争能力远小于铜.     

安徽凤阳几种土壤对锌的吸附

研究了凤阳县几种土壤吸附锌的性能,讨论了这几种土壤对锌的吸附性能与它们的理化性质的关系。结果表明:供试土壤吸附锌的能力比较接近,土壤吸附锌的量随平衡液浓度的增加而增加,吸附符合Freund lich吸附、Langmu ir吸附和Temk in吸附关系;在土壤质地比较接近的情况下,土壤对锌的最大吸附量与土壤的酸碱度、有机质含量、质地等因素有关。     

丙硫克百威在几种土壤中的吸附

用批量平衡法研究了丙硫克百威在几种土壤中的吸附行为，测定其机碳吸附常数Koc，给出吸附等温线。研究结果表明，丙硫克百威在几种土壤中的吸附可用Freundlich经验方程较好地描述，丙硫克百威在土壤中的迁移能力为中等。     

四环素在土壤中的吸附与解吸以及镉在其中的影响

采用批平衡实验方法,研究了四环素（TC）在褐土和红壤中的吸附和解吸,以及Cd2＋对四环素在两种土壤上吸附和解吸的影响。结果表明,四环素在褐土和红壤中的吸附可以用Freundlich等温吸附方程拟合,所得lgKf分别为3.039和3.169,这表明四环素在红壤中的吸附能力较强。此外,四环素在两种土壤上的解吸过程都存在滞后现象,所得lgKf,des分别为3.292和3.877,这将可能威胁到土壤环境和人体健康。常见重金属Cd2＋的存在会促进四环素在两种土壤上的吸附,在红壤中表现显著（P〈0.05）;同时红壤中四环素的lgKf,des有所增加,而在褐土中的变化不大。     

四种典型重金属污染对土壤吸附磷的影响

以空白土壤和人工制备的不同浓度铜、砷、镉和铅污染土壤为对象,研究了在不同pH值、温度和柠檬酸浓度条件下重金属污染对土壤吸附磷的影响,并对其进行了相关过程的等温和吸附动力学的机理分析。研究结果表明,空白土壤和As污染土壤吸附磷的等温吸附过程符合Temkin方程,Cu、Pb、Cd污染土壤吸附磷的等温吸附过程符合Freundlich方程,空白土壤和重金属污染土壤吸附磷的动力学过程均符合Elovich方程;重金属污染对土壤吸附磷有一定的抑制作用,抑制程度与污染物浓度呈现显著的正相关,且随外在环境因子的改变而不同。当重金属元素铜、铅、砷、镉的含量分别为200、80、25、0.8 mg kg^-1时:pH值为5时,重金属对土壤吸附磷抑制作用最小,土壤吸附磷量分别降低了30.18%、13.54%、30.74%、37.23%,其抑制作用程度为:Cd> As> Cu> Pb;土壤吸附磷量与温度呈现显著的正相关,温度变化为25~45℃时,土壤对磷的吸附量分别增大了17.14%~28.83%、6.72%~16.05%、8.68%~9.13%、10.30%~23.45%,同一条件下重金属对土壤吸附磷抑制作用程度为Cu> Cd> As> Pb;重金属污染土壤吸附磷量与柠檬酸浓度成负相关,柠檬酸浓度为50 mg L^-1时,土壤吸附磷量分别降低了19.87%、21.94%、23.18%、24.84%,相同柠檬酸浓度下其抑制作用程度为Cd> As> Pb> Cu。     

镉和铅在2种典型土壤中的吸附及其与温度的关系

采用批平衡法研究我国2种典型土壤对镉和铅的吸附特性及其与温度的关系,运用热力学参数△G°、△H°和△S°解释土壤镉和铅的吸附机理,并对镉和铅在复合共存情况下的吸附特性进行讨论.结果表明,镉和铅在土壤中的吸附过程表现出明显的非线性,镉和铅的吸附分别符合Freundlich模型和Lang-muir模型.壤土对镉和铅的最大吸附量和最大缓冲容量均大于红壤的.镉和铅复合共存时,2种重金属的吸附均受到抑制;温度升高时,镉和铅对彼此的抑制作用有所减弱.吉布斯自由能变△G°为负值表明镉和铅吸附反应为自发反应;△H°为正值衰明土壤对镉和铅的吸附为吸热反应.单一存在时,镉在填土和红壤中的主要作用力分别为氢键和范德华力;而铅在壤土和红壤中的主要作用力均为范德华力.复合共存时,镉和铅的主要作用力发生改变.     

土壤铜锌复合污染条件下两种青菜的响应差异

用土培试验研究了青菜的两个品种火青菜(Cu耐性品种)和四月慢(Cu敏感性品种)在重金属CuZn胁迫下的响应差异。结果表明不论是单Cu、单Zn处理还是CuZn复合处理,两个青菜品种的生物量、含水量和重金属含量均因所处理重金属浓度和品种的不同而表现出差异;对地上部含糖量的分析发现,Cu耐性品种火青菜积累可溶性糖的能力显著大于Cu敏感性品种四月慢积累可溶性糖的能力。CuZn复合处理较单一处理均增加两种青菜根中CuZn的积累,但对于地上部来说,CuZn处理浓度不同,青菜品种不同,其影响存在差异。     

乐果与Cd2＋复合污染对土壤微生物生态效应研究

土壤微生物数量及土壤酶活性是描述土壤的重要生物学指标。在实验室控制条件下,研究了农药乐果、Cd2＋单一污染及乐果与Cd2＋复合污染对土壤3大类群微生物数量和主要土壤酶活性的影响。结果表明,Cd2＋和乐果复合处理对土壤中微生物生长存在着明显的拮抗作用,复合抑制效应顺序为放线菌〉真菌〉细菌;而对土壤酶活性均有明显的协同作用,复合抑制效应顺序为蛋白酶〉蔗糖酶〉脲酶。单一污染时,100mg·kg-1乐果的处理可不同程度地抑制这些生物学指标,其中对土壤微生物数量的抑制效应顺序为真菌〉放线菌〉细菌,对土壤酶活性的抑制效应顺序与乐果和Cd2＋复合污染顺序一致;50mg·kg-1浓度的乐果对这些指标几乎无影响。