不同林分類型土壤及主要組分對重金屬吸附特征研究.pdf

1、浙江安吉主要植被類型土壤作為研究載體，用以探求土壤不同組分與重金屬之間的吸附機理，研究土壤有機質含量、陽離子交換量(CEC)、pH值及土壤顆粒組成對土壤吸附重金屬Cu<'2+>的影響。以土壤中主要成分黏土礦物(膨潤土為代表)、腐殖質(胡敏酸為代表)和水合錳氧化物為吸附材料，采用等溫吸附法，分別研究重金屬銅、鉛、鎘、鎳在不同吸附劑中的吸附特征。研究雙組分金屬離子共存于吸附劑中的競爭吸附性能。研究結果表明： (1)不同植被類型土壤

2、中，落葉櫟林對Cu<'2+>的吸附量最大，灌木林次之，茶林與常綠苦櫧-青岡混交林居中，毛竹林與濕地松林吸附量最??；不同層次土壤對Cu<'2+>的吸附量隨土層深度增加而減少。 (2)土壤有機質含量和CEC是影響供試土壤Cu<'2+>吸附量的主要因素。建立了土壤有機質含量和CEC與土壤Cu<'2+>吸附量的關系模型： Y(Cu<'2+>吸附量)=39.65+1.57X<,1>(有機質含量)+3.65 X<,2>(CEC)

3、。 (3) 膨潤土對Cu<'2+>、Pb<'2+>的吸附明顯強于Cd<'2+>、Ni<'2+>，吸附強度大小順序為Pb<'2+>>Cu<'2+>>Ni<'2+>>Cd<'2+>，對Pb<'2+>的吸附量約十倍于Cd<'2+>。Langmuir、Freundlieh和Temkin方程對這4種金屬離子等溫吸附的擬合均呈極顯著關系。但Temkin等溫式擬合Cu<'2+>、Pb<'2+>和Cd<'2+>最佳，Ni<'2+>最適合的方程

4、為Freundlich。 (4) 胡敏酸對Cu<'2+>的吸附強度要大于對Pb<'2+>和對Cd<'2+>的吸附。吸附強度順序為Cu<'2+>>Pb<'2+>>Cd<'2+>。Langmuir、Freundlich和Temkin方程對Pb<'2+>、Cd<'2+>的吸附呈顯著關系，但其中Freundlich方程為最佳擬合方程；對Cu<'2+>的吸附，Langmuir等溫式擬合程度最高，F(xiàn)reundlich方程其次，Temkin

5、方程則不適合。 (5)紅外光譜圖顯示，胡敏酸與Pb<'2+>的結合點主要發(fā)生在酚羥基部位，與Cd<'2+>的結合點主要發(fā)生在芳環(huán)上的羧基部位，而Cu<'2+>與胡敏酸的結合則羧基和酚羥基都能發(fā)生。 (6) 水合錳氧化物中，δ-MnO<,2>對Pb<'2+>的吸附強度高于無定型MnO<,2>對Pb<'2+>的吸附，吸附量前者是后者的1.5倍。這是因為δ-MnO<,2>的晶粒小，結晶性差，比表面大，并含有表面羧基和晶胞結

6、晶水，比無定型MnO<,2>能提供更多的吸附點位。 (7) δ-MnO<,2>對Pb<'2+>的吸附強度要遠大于Cu<'2+>和Cd<'2+>，吸附強度順序為Pb<'2+>>>Cu<'2+>≥Cd<'2+>。Langmuir、Freundlich和Temkin方程對Pb<'2+>的吸附均呈顯著關系，其中Temkin方程為最佳擬合方程；對Cu<'2+>的吸附Freundlich方程的擬合程度高于Temkin方程，Langmuir

7、方程不適合：而Cd<'2+>的吸附則是Langmuir方程擬合最佳，F(xiàn)reundlich和Temkin方程方程則不適合。 (8) 不同pH值對δ-MnO<,2>、胡敏酸、膨潤土與重金屬的作用影響相似。低pH值均不利于吸附劑對重金屬離子的吸附，隨著pH值的增加，不論吸附量還是吸附率都呈上升趨勢，但吸附劑材料不同曲線上升趨勢不盡相同。 (9) 雙組分離子競爭吸附表明，δ-MnO<,2>、胡敏酸、膨潤土對Pb<'2+>、C

8、d<'2+>、Cu<'2+>均具有“選擇性吸附”。雙組分離子共存時，吸附劑對某一金屬的吸附量均要低于單一離子存在時的吸附量。金屬離子兩兩共存的競爭作用大小在不同的吸附劑中呈現(xiàn)不同的結果，但共性是Pb<'2+>在三種吸附劑中均表現(xiàn)出更強的競爭能力。 (10) 同一元素在不同吸附劑中的單位吸附量作比較分析，顯示δ-MnO<,2>對Pb<'2+>、Cd<'2+>、Cu<'2+>的吸附量要大大高于胡敏酸和膨潤土對相應離子的吸附量。這可