多孔納米改性材料對(duì)土壤Cd、Pb的修復(fù)效應(yīng)研究.pdf

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

2、oehm滴定等方法，對(duì)多孔納米改性材料的理化性質(zhì)和表征進(jìn)行了研究;通過對(duì)水體Cd2+和Pb2+的動(dòng)力學(xué)吸附試驗(yàn)、不同初始濃度吸附試驗(yàn)、不同pH和固液比下的吸附試驗(yàn)，研究了多孔納米改性材料對(duì)Cd2+、Pb2+的吸附特點(diǎn);通過盆栽試驗(yàn)，研究多孔納米改性材料對(duì)土壤Cd、Pb活性以及生物有效性的影響。
　　本試驗(yàn)過的以下主要結(jié)論:
　　(1)PNM屬于多孔納米陶瓷型經(jīng)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(jié)構(gòu);官能團(tuán)主要是Si-O，并富含堿性基團(tuán)，極性大;在pH2～11內(nèi)，帶負(fù)電，對(duì)帶正電的重金屬離子具有天然的吸附性能。
　　(2)PNM對(duì)Cd2+(60mg/L)吸附在720min(12h)內(nèi)達(dá)到平衡，對(duì)Pb2+(150mg/L)吸附平衡時(shí)間480min內(nèi)，對(duì)Cr2O72-(50mg/L)則是在5min內(nèi)達(dá)到平衡;對(duì)帶正電離子吸附性較強(qiáng)，對(duì)負(fù)電離子吸附性較弱，對(duì)Cd2+吸附過程呈現(xiàn)典型的“前快后

4、慢”特點(diǎn)。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(duì)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(shì)開始變得緩和，Cd高度污染(3mg/kg)時(shí)，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(shí)，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(shì)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(shì)，而pH值呈升高趨勢(shì)，說明PNM對(duì)土壤Cd、Pb活性有鈍化效果，并能提高土壤pH，間接降低Cd、Pb