山東省典型土壤對(duì)重金屬的吸附-解吸及其結(jié)合機(jī)理的研究.pdf

1、近年來(lái)，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的高速發(fā)展，在給人們帶來(lái)福利的同時(shí)，包括工業(yè)生產(chǎn)、礦區(qū)采礦、農(nóng)業(yè)、居民生活等在內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng)也帶來(lái)了一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。重金屬污染因其污染的范圍廣、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、污染較隱蔽、危害性較大且不易被降解等特點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今世界上危害最嚴(yán)重且污染面積最廣的環(huán)境問(wèn)題之一。因此，探究土壤中重金屬的吸附/解吸及其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對(duì)于土壤修復(fù)和防治環(huán)境污染具有極其重要的理論指導(dǎo)意義。本文主要研究了山東省典型土壤褐土(CS)、棕壤(B

2、S)、潮土(FS)以及鹽堿土(SS)對(duì)汞的吸附解吸及其結(jié)合機(jī)理。同時(shí)還研究了黃河三角洲的典型鹽堿土對(duì)七種重金屬(Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg)的吸附解吸，黃河三角洲的五個(gè)采樣點(diǎn)主要包括東營(yíng)市的東營(yíng)區(qū)(DY)、河口區(qū)(HK)、墾利縣(KL)以及濱州的兩個(gè)采樣點(diǎn)(BZ1和BZ2)。在本研究中，我們得出了以下結(jié)論:
　　1.山東省四種典型土壤對(duì)重金屬汞的吸附解吸及其結(jié)合機(jī)理的研究
　　山東省四種典型土壤對(duì)重金屬Hg(Ⅱ

3、)吸附能力的大小順序依次為:CS＞＞BS＞FS＞SS，其吸附能力隨著土壤中的有機(jī)質(zhì)(SOM)、陽(yáng)離子交換量(CEC)、鐵鋁氧化物(Fe2O3/Al2O3)、粘粒含量以及比表面積(SSA)的增加而增加，而隨著pH的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。而且，四種土壤對(duì)Hg(Ⅱ)的解吸量隨著吸附量的增加而增加。多種技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用從定性和定量的角度更好的揭示了土壤與Hg(Ⅱ)的結(jié)合機(jī)理。X射線光電子能譜的結(jié)果表明吸附后元素的結(jié)合能發(fā)生了變化，證實(shí)了Hg(Ⅱ)在

4、四種土壤的表面發(fā)生了特定吸附。傅里葉紅外光譜的結(jié)果顯示主要是C=O，C-O和O-H這三種含氧官能團(tuán)參與了Hg(Ⅱ)的吸附，而且其含量多少?zèng)Q定了土壤吸附量的大小。同時(shí)，掃描電鏡和X射線能譜更直觀的揭示出Hg(Ⅱ)與有機(jī)質(zhì)、金屬氧化物以及粘土礦物的結(jié)合，進(jìn)一步證實(shí)了X射線光電子能譜和傅里葉紅外光譜的結(jié)果。這幾種技術(shù)的結(jié)果表明了這四種土壤與Hg(Ⅱ)的結(jié)合機(jī)理可能歸因于與含氧官能團(tuán)的絡(luò)合以及與礦物的共沉淀作用。
　　2.黃河三角洲典型鹽

5、堿土對(duì)七種重金屬的吸附解吸研究
　　黃河三角洲地區(qū)五種典型鹽堿土對(duì)七種重金屬Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+、Cd2+和Hg2+吸附量的順序均為:DY＞BZ1＞HK＞BZ2＞KL，而對(duì)七種不同重金屬的最大吸附量總體上為Zn2+＞Cu2+＞Pb2+＞Ni2+＞Cr6+＞Cd2+≈Hg2+。RDA分析的結(jié)果表明該地區(qū)鹽堿土對(duì)重金屬的吸附能力與土壤中SOM、CEC、粘粒含量、Fe2O3和C含量的大小順序是一致的，而與pH

6、值的關(guān)系并不明顯。同時(shí)，研究結(jié)果也表明該地區(qū)鹽堿土對(duì)重金屬的吸附能力與電導(dǎo)率的大小是相反的，這一結(jié)果也說(shuō)明土壤對(duì)重金屬的吸附能力隨著鹽漬化程度的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。黃河三角洲典型鹽堿土對(duì)七種重金屬的解吸量與吸附量有的呈現(xiàn)線性相關(guān)，有的呈現(xiàn)多項(xiàng)式相關(guān)，但解吸量都是隨著吸附量的增加而增加。不同重金屬其解吸率的大小為:Hg2+＞Cd2+＞Cr6+＞Ni2+＞Pb2+＞Cu2+＞Zn2+，這與土壤對(duì)重金屬吸附量的大小順序恰好是相反的。這一結(jié)果

7、也表明吸附量越大的重金屬其解吸量可能越小，則土壤與重金屬的結(jié)合也越穩(wěn)定。傅里葉紅外光譜的結(jié)果表明土壤對(duì)重金屬的吸附和解吸所發(fā)生的官能團(tuán)位置是一致的，土壤與重金屬(Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg)的結(jié)合主要發(fā)生在特定官能團(tuán)O-H、N-H、C=O和COO-上。雖然不同重金屬與官能團(tuán)結(jié)合的種類(lèi)是不同的，但是土壤對(duì)不同重金屬的吸附反應(yīng)所發(fā)生的官能團(tuán)的相對(duì)吸光度的和與吸附能力的大小順序是一致的。該結(jié)果證實(shí)了重金屬與表面官能團(tuán)的絡(luò)合是重金