檸檬酸對紫色土微團聚體Pb2+吸附解吸的影響研究.pdf

1、為了有效預測石灰性紫色土區(qū)域重金屬的環(huán)境效應，緩解土壤污染，提高土壤質量，該實驗選取名山河流域石灰性紫色土作為研究對象。在添加不同濃度檸檬酸的條件下，采用平衡液吸附法及檸檬酸、HCl解吸法，研究檸檬酸對全土及各粒徑微團聚體(2-0.25mm、0.25-0.053mm、0.053-0.002mm、＜0.002mm) Pb2+吸附解吸的影響特性，及有機質、碳酸鈣對其影響特性的影響。最終確定合適的檸檬酸濃度為提高重金屬污染土壤的植物修復效率提

2、供參考，進而為農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎，主要研究結論如下:
　　(1)在不同濃度檸檬酸的作用下，石灰性紫色土全土及微團聚體對Pb2+的吸附量均隨Pb2+初始濃度的增大而增大，各粒徑微團聚體吸附量大小關系為(＜0.002mm)＞(2-0.25mm)＞全土＞(0.053-0.002mm)＞(0.25-0.053mm)。在不同濃度的初始Pb2+溶液中吸附量呈單峰曲線，吸附量在檸檬酸(0.1 mmol·L-1)達到最高值，峰值過后隨著

3、檸檬酸濃度升高而不斷下降，在檸檬酸(100mmol·L-1)達到最低值。去除有機質或碳酸鈣后，吸附特性與未處理土樣相似，吸附曲線仍呈相似的單峰曲線。去除有機質或碳酸鈣后，吸附量均較未處理的未處理土樣有所下降，吸附減少量隨著檸檬酸濃度的升高而增大，在未添加檸檬酸時減少量最低，在檸檬酸（100mmol·L-1）達到最高值。
　　(2)用Langmuir、Freundlich和Temkin方程對未處理土樣、有機質去除、碳酸鈣去除全土及各

4、粒徑微團聚體的等溫吸附過程進行擬合，吸附均以Freundlich方程擬合最佳，說明全土及各粒徑微團聚體對Pb2+均為多層吸附。方程n值表示等溫吸附線性程度，未處理土樣的n值與1均較接近，去除有機質或碳酸鈣后的的n值不接近1，說明去除有機質或碳酸鈣后，Pb2+吸附量與Pb2+初始濃度不接近線性正相關。平衡常數(shù)KF值大小反映結合強度及吸附容量，未處理土樣、有機質去除和碳酸鈣去除的各粒徑微團聚體KF值大小關系與有機質、游離氧化鐵含量及CEC大

5、小規(guī)律一致，以最大KF值排列遞增規(guī)律為檸檬酸(100mmol·L-1)＜檸檬酸(10mmol·L-1)＜檸檬酸(0mmol·L-1)＜檸檬酸（1mmol·L-1）＜檸檬酸(0.1 mmol·L-1)，與最大吸附量Xm規(guī)律一致，分別去除有機質和碳酸鈣后KF值明顯降低。去除有機質和碳酸鈣后，紫色土全土及微團聚體的Pb2+分布系數(shù)Kd值降低，說明土壤的吸附容量減小。
　　(3)用與吸附條件對應濃度的檸檬酸作為解吸劑進行解吸，未處理土樣、

6、有機質去除土樣、碳酸鈣去除土樣的粒徑間檸檬酸解吸量與吸附量呈現(xiàn)一致關系:0.25-0.053 mm＜0.053-0.002 mm＜全土＜2-0.25 mm＜(＜0.002 mm)。未處理土樣檸檬酸解吸量隨著初始Pb2+濃度和檸檬酸濃度的增大而遞增，且在初始Pb2+濃度為190 mg·L-1、檸檬酸(100 mmol·L-1)時達到最大值。有機質去除后，在檸檬酸（0-10mmol·L-1）區(qū)間，解吸量隨添加的檸檬酸濃度增加而升高，峰值過后

7、，檸檬酸(100mmol·L-1)解吸量開始下降，在檸檬酸(10mmol·L-1)、初始Pb2+190mg·L-1達到最高值，碳酸鈣去除后，檸檬酸解吸曲線與去除有機質的解吸曲線呈現(xiàn)一致趨勢。未處理土樣檸檬酸解吸率隨初始Pb2+和檸檬酸濃度的增大而增加，不同粒徑微團聚體的解吸率大小關系為0.25-0.053 mm＞0.053-0.002 mm＞全土＞2-0.25 mm＞(＜0.002 mm)，與解吸量特性相反。分別去除有機質和碳酸鈣后，紫

8、色土全土及微團聚體的解吸率明顯增大，增加量隨檸檬酸解吸濃度增大而提高，在檸檬酸(100mmol·L-1)達到峰值，靜電和外層絡合吸附的Pb2+占總吸附量上升，非專性吸附所占比率越大，內層絡合吸附相應下降，吸附牢固程度明顯降低，并隨著初始Pb2+濃度的提高，非專性吸附率升高趨勢越明顯。
　　(4)用HCl進行解吸，未處理土樣、去除有機質土樣和去除碳酸鈣的全土及各微團聚體呈現(xiàn)不一樣的解吸特性。未處理土樣的全土及微團聚體間解吸量大小與C

9、EC、有機質、碳酸鈣、游離氧化鐵含量仍呈正相關:(＜0.002 mm)＞2-0.25mm＞全土＞0.25-0.053 mm＞0.053-0.002 mm，HCl解吸曲線呈峰型曲線，解吸量在檸檬酸0.1mmol·L-1時達到最高值，峰值過后隨著吸附試驗檸檬酸濃度升高而降低。去除有機質后，HCl解吸量隨檸檬酸濃度增大而降低，與初始Pb2+濃度增大呈負相關;HCl解吸率明顯降低，解吸率減少量柱狀圖隨檸檬酸解吸濃度增大呈谷型曲線，HCl解吸率減

10、少量在檸檬酸(0.1mmol·L-1)最低;內層螯合吸的Pb2+占總吸附量比例顯著下降，專性吸附率降低。去除碳酸鈣后，HCl解吸量隨檸檬酸濃度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且趨勢隨初始Pb2+濃度增大而愈加明顯;HCl解吸率有所上升，在不同初始Pb2+濃度下，HCl解吸率增加量均隨檸檬酸解吸濃度增大而不斷降低;專性吸附率相較未處理土樣有所上升。未處理土樣、有機質去除、碳酸鈣去除后的土樣非解吸率不同，非解吸率大小關系為未處理土樣＞有機質去除＞碳

11、酸鈣去除。
　　(5)去除有機質和去除碳酸鈣后，檸檬酸影響Pb2+吸附解吸的特性不同。去除碳酸鈣與去除有機質相比，吸附量隨著檸檬酸濃度變化的幅度更大，檸檬酸解吸減少量更大，吸附和解吸曲線的升降幅度更明顯，說明碳酸鈣對檸檬酸吸附解吸作用的影響力度更大。檸檬酸解吸率增加量、非解吸率減少量均為碳酸鈣去除大于有機質去除。同時，碳酸鈣去除后，紫色土全土及微團聚體的HCl解吸率較未處理土樣均有所上升，專性吸附率上升，而有機質去除后，紫色土全土