土壤中重金屬Cu、Cd、Zn、Pb吸附及遷移的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、土壤的重金屬污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注，重金屬能通過(guò)多種途徑進(jìn)入土壤，并不斷積累，在一定條件下可向下部遷移，污染地下水。同時(shí)，也可通過(guò)食物鏈威脅到人類的健康和生存。因此，研究重金屬在土壤中的吸附、解吸和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其作用機(jī)制，對(duì)防治環(huán)境污染和修復(fù)已污染土壤具有重要的理論意義。本文以污染較為普遍的銅、鎘、鋅、鉛四種重金屬和取自青島地區(qū)的棕壤、潮土和砂姜黑土作為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了這四種重金屬在三種土壤中的吸附、競(jìng)爭(zhēng)吸附規(guī)律及其作用機(jī)制，分

2、析比較了不同重金屬、不同土壤的吸附能力；同時(shí)，對(duì)鋅、鎘在土壤中的遷移過(guò)程進(jìn)行了初步研究，以揭示他們?cè)谕寥乐械奈锢砘瘜W(xué)行為。 本論文通過(guò)等溫靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)得出，四種重金屬的等溫吸附曲線都可用Langmuir、Freundlich和Temkin方程進(jìn)行擬合，總體上而言，F(xiàn)reundlich方程的擬合效果優(yōu)于Langmuir和Temkin，說(shuō)明土壤對(duì)重金屬的吸附率與平衡液中重金屬的濃度有關(guān)。砂姜黑土對(duì)四種重金屬的吸附能力明顯高于棕壤和

3、潮土，這主要是由于砂姜黑土具有較高的pH值(7.01)、較高的有機(jī)質(zhì)(16.88g·cm3)和粘粒含量(30.5％)。通過(guò)比較不同初始濃度條件下的吸附分配系數(shù)Kd，三種土壤對(duì)銅、鎘、鋅、鉛的吸附能力的大小順序都為鉛>銅、鎘>鋅，其中對(duì)銅、鎘吸附能力的大小順序與平衡液中的濃度有關(guān)，在低濃度條件下，土壤對(duì)銅的吸附能力大于鎘的，在高濃度條件下，對(duì)鎘的吸附量大于銅的。土壤對(duì)鉛的吸附能力明顯高于銅、鎘、鋅，這主要是因?yàn)殂U進(jìn)入土壤后易轉(zhuǎn)化成難溶性化

4、合物而被土壤所吸附。 鋅、鎘共存的土壤中，存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，鋅的競(jìng)爭(zhēng)吸附能力大于鎘的，這主要是因?yàn)殇\的水解能力大于鎘的(一級(jí)水解常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)pKZn(9.0)

5、隨著平衡液中鎘(鋅)濃度的增大而降低，可用分段線性函數(shù)來(lái)描述，推斷可知，當(dāng)平衡液中鎘(鋅)的濃度大到一定值時(shí)，鋅(鎘)的吸附量將達(dá)到一個(gè)不變值，說(shuō)明土壤中存在一些高能專性吸附點(diǎn)位，該吸附點(diǎn)位上吸附的重金屬離子不能被其它離子所置換。 土柱混合置換實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鋅、鎘在三種土壤中的遷移明顯存在滯后現(xiàn)象，表明土壤通過(guò)吸附等作用阻滯了重金屬的遷移，鋅的遷移能力強(qiáng)于鎘的，這與靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中鋅的弱吸附能力有關(guān)。示蹤劑實(shí)驗(yàn)所得的BTCs對(duì)稱