有機(jī)酸對(duì)名山河流域土壤無機(jī)納米微粒吸附-解吸Cd2+影響研究.pdf

1、鎘作為一種環(huán)境污染物質(zhì)，對(duì)于人體和動(dòng)物來說是一種累積性劇毒元素。鎘不但能影響空氣和水的質(zhì)量，還能進(jìn)入土壤進(jìn)而通過食物鏈的傳遞而間接影響人體健康，因此，研究鎘在土壤中的環(huán)境化學(xué)行為尤為重要。對(duì)本文通過超聲-離心-凍融的方法，提取名山河流域黃壤中的納米微粒(≤100nm)，以原土及提取的納米微粒為研究對(duì)象，采用平衡液吸附法及NaNO3、HCl解吸劑解吸法進(jìn)行室內(nèi)吸附-解吸模擬試驗(yàn)，分別研究了不同分子量有機(jī)酸（檸檬酸、富里酸、EDTA）及其組

2、合（檸檬酸+EDTA、檸檬酸+富里酸、富里酸+EDTA）對(duì)土壤納米微粒吸附-解吸Cd2+特性影響，主要研究結(jié)論如下:
　　(1)土壤原土及無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的等溫吸附量均隨Cd2+初始濃度的升高而升高，且低濃度階段吸附量的增加速率高于高濃度階段。土壤無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的非專性吸附解吸率隨外添加Cd2+濃度的升高而升高，而專性吸附解吸率隨之升高而下降。比較土壤無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的解吸率，發(fā)現(xiàn)土壤無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的吸

3、附以專性吸附為主，非專性吸附為輔。納米微粒對(duì)Cd2+的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)吸附量均大于原土，表明納米微粒對(duì)Cd2+等重金屬有較強(qiáng)的固持能力。原土及無機(jī)納米微粒Cd2+的等溫吸附過程以Freundlich方程擬合效果最佳達(dá)到極顯著水平(p＜0.01)，動(dòng)力學(xué)吸附過程包括快速及慢速兩個(gè)反應(yīng)階段，擬合方程則以雙常數(shù)方程更為理想。
　　(2)在單一有機(jī)酸作用下，無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的吸附量總體大小關(guān)系表現(xiàn)為富里酸＞檸檬酸＞EDTA。在低濃度情

4、況下，有機(jī)酸對(duì)Cd2+的吸附起促進(jìn)作用，在濃度較高的情況下則起抑制作用，但每種酸的濃度范圍并不一致。非專性吸附解吸率在Cd2+初始濃度較低(≤10 mg/L)時(shí)，富里酸大于檸檬酸及EDTA;在濃度較高(＞10 mg/L)時(shí)則以檸檬酸較高。等溫方程擬合以Freundlich方程效果最佳，說明土壤納米微粒對(duì)Cd2+的吸附為多層吸附。動(dòng)力學(xué)吸附過程可分為快速反應(yīng)階段（吸附反應(yīng)前60min）和之后的慢速反應(yīng)階段。動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中各供試有機(jī)酸均能抑制

5、土壤納米微粒對(duì)Cd2+的吸附，其大小關(guān)系表現(xiàn)為富里酸＞檸檬酸＞EDTA，表明EDTA最能降低土壤納米微粒對(duì)Cd2+的吸附。動(dòng)力學(xué)擬合方程仍以雙常數(shù)方程為最優(yōu)，達(dá)到極顯著水平(p＜0.01)。
　　(3)三種組合有機(jī)酸的等溫吸附量均隨Cd2+初始濃度的升高而升高，吸附量大小關(guān)系與吸附率大小關(guān)系一致。等溫吸附率大小關(guān)系表現(xiàn)為:檸檬酸+EDTA＞檸檬酸+富里酸＞富里酸+EDTA。在三種組合有機(jī)酸影響下土壤納米微粒對(duì)Cd2+的易解吸率大小

6、關(guān)系表現(xiàn)為:檸檬酸+富里酸＞檸檬酸+EDTA＞富里酸+EDTA。三種有機(jī)酸組合作用下，Cd2+的等溫吸附過程均以Freundlich方程為最佳，達(dá)到了極顯著水平(p＜0.01)。在三種有機(jī)酸組合影響下，土壤無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的動(dòng)力學(xué)吸附在反應(yīng)開始的60min內(nèi)，吸附量迅速增加，之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)增加速度變緩，最終趨于平衡。吸附量研究表明檸檬酸+富里酸及富里酸+EDTA組合均能明顯降低土壤納米微粒對(duì)Cd2+的吸附，而檸檬酸+EDTA組

7、合則起促進(jìn)作用。動(dòng)力學(xué)吸附過程擬合仍以雙常數(shù)方程為最優(yōu)，達(dá)到極顯著水平(p＜0.01)，擬合效果最差的模型為一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，僅達(dá)到顯著水平(p＜0.05)。
　　(4)不同有機(jī)酸及其組合作用下，土壤無機(jī)納米微粒對(duì)Cd2+的等溫吸附量均隨Cd2+初始濃度的增加而增大。所有有機(jī)酸在濃度較低(0.1～0.5 mmol/L)時(shí)均起促進(jìn)作用，濃度較高(1～10mmol/L)時(shí)起抑制作用，然而1 mmol/L的檸檬酸+EDTA