多孔納米改性材料對土壤Cd、Pb的修復效應研究.pdf

1、近年來，水體和土壤重金屬污染問題，成為危害農業(yè)發(fā)展的難題，國內外有不少關于修復重金屬污染的技術和材料，但很少涉及多孔納米材料這一新興領域，多孔納米材料由于其本身具有復雜繁多的介孔特征和極高的比表面積，而獲得的超強吸附能力，越來越成為國內外重金屬污染修復劑制備與研究的熱點。
　　本文以多孔納米改性材料(Porous Nano-modified Materials，PNM)為研究對象，通過元素分析、Zeta電位、XRD分析、SEM、B

2、oehm滴定等方法，對多孔納米改性材料的理化性質和表征進行了研究;通過對水體Cd2+和Pb2+的動力學吸附試驗、不同初始濃度吸附試驗、不同pH和固液比下的吸附試驗，研究了多孔納米改性材料對Cd2+、Pb2+的吸附特點;通過盆栽試驗，研究多孔納米改性材料對土壤Cd、Pb活性以及生物有效性的影響。
　　本試驗過的以下主要結論:
　　(1)PNM屬于多孔納米陶瓷型經改性所得材料，比表面積184.34～189.59m2/g，屬于介孔

3、范圍4.35～5.82nm，柱狀孔隙結構;官能團主要是Si-O，并富含堿性基團，極性大;在pH2～11內，帶負電，對帶正電的重金屬離子具有天然的吸附性能。
　　(2)PNM對Cd2+(60mg/L)吸附在720min(12h)內達到平衡，對Pb2+(150mg/L)吸附平衡時間480min內，對Cr2O72-(50mg/L)則是在5min內達到平衡;對帶正電離子吸附性較強，對負電離子吸附性較弱，對Cd2+吸附過程呈現(xiàn)典型的“前快后

4、慢”特點。水體pH值越高，固液比越小，其單位吸附量越高，重金屬初始濃度越高，吸附速度越快。
　　(3)PNM對植株吸收Cd、Pb污染的抑制效果顯著，Cd污染(Cd≤1mg/kg)濃度，PNM施加量大于3t/ha后，小白菜地上部Cd含量降低趨勢開始變得緩和，Cd高度污染(3mg/kg)時，需要加大PNM的12t/ha施加量;Pb污染濃度，從低到高，PNM施加量在0.75t/ha時，就可有效的降低地上部Pb含量，高度Pb污染(500m

5、g/kg)下，降低效果更明顯，但是地上部Pb含量在12t/ha的施加量仍有下降空間。根部Cd、Pb含量在低度和中度Cd、Pb污染下降幅度均較小，高度污染下下降幅度較大;地上部和根部Cd和Pb的累積量，隨著PNM施加量的增加，降低趨勢均顯著。
　　(4)土壤重金屬Cd、Pb全量變化不明顯，但有效態(tài)含量隨著PNM施加量的增多而呈降低趨勢，而pH值呈升高趨勢，說明PNM對土壤Cd、Pb活性有鈍化效果，并能提高土壤pH，間接降低Cd、Pb