水稻土中Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）競(jìng)爭(zhēng)吸附和解吸動(dòng)力學(xué).pdf

1、本文主要研究了水稻土中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)三種重金屬離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用和解吸動(dòng)力學(xué)以及低分子量有機(jī)酸對(duì)它們的影響，主要研究結(jié)果總結(jié)如下： 采用等比例和不等比例兩種方式比較了長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)四種水稻土和一種紅壤對(duì)Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)三種重金屬的單一吸附和競(jìng)爭(zhēng)吸附情況。在不等比例下(Cu:Pb:Cd=10:10:1)，無(wú)論是在單一還是在競(jìng)爭(zhēng)條件，4種水稻土對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其對(duì)Cu(Ⅱ)

2、的。在等比例下(Cu:Pb:Cd=1:1:1)水稻土對(duì)三種重金屬的親和力的相對(duì)大小為：Pb(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。在紅壤體系中，低pH(pH4.2)時(shí)土壤對(duì)三種重金屬離子的吸附親和力的大小順序與水稻土相同，但在較高pH時(shí)(pH5.2)其順序?yàn)镃u(Ⅱ)>Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。這一變化與紅壤對(duì)銅的吸附量隨pH的增加幅度大于對(duì)鉛的有關(guān)。競(jìng)爭(zhēng)條件下土壤對(duì)重金屬離子的吸附量均比單一體系中的低，在等比例競(jìng)爭(zhēng)條件下土壤對(duì)銅和鉛的吸附量減小

3、幅度比不等比例條件下更大。紅壤在pH4.2時(shí)對(duì)三種重金屬離子的吸附量比水稻土中的低得多，但在pH5.2時(shí)紅壤對(duì)金屬離子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。研究結(jié)果表明土壤無(wú)機(jī)礦物在重金屬吸附中起主導(dǎo)作用，土壤的粘土礦物組成和CEC的大小對(duì)重金屬吸附有重要影響。 在四種水稻土中，選擇一種水稻土和一種紅壤研究了低分子量有機(jī)酸對(duì)Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在2種土壤中競(jìng)爭(zhēng)吸附的影響，并與單一體系中的結(jié)果進(jìn)行比較。由于檸檬酸和酒石酸

4、與Cd(Ⅱ)形成絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)較小，2種有機(jī)酸對(duì)2種土壤中Cd(Ⅱ)的吸附均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，而且這種促進(jìn)作用隨有機(jī)酸初始濃度的增加而增大。酒石酸促進(jìn)了紅壤對(duì)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附，而且低pH下的促進(jìn)作用大于高pH下的。pn4.2時(shí)酒石酸對(duì)水稻土吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有一定的促進(jìn)作用；在pH5.2時(shí)酒石酸使水稻土對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量減小，但對(duì)鉛的吸附基本無(wú)影響。檸檬酸對(duì)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附的影響表現(xiàn)為峰形曲線，即吸附量

5、隨有機(jī)酸濃度增加而增大，在某一濃度時(shí)達(dá)最大，然后逐漸減小。在較高濃度和較高pH下檸檬酸對(duì)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表現(xiàn)出一定程度的抑制作用，特別在水稻土中。由于紅壤游離氧化鐵的含量比水稻土高得多，有機(jī)酸對(duì)紅壤吸附重金屬離子的促進(jìn)作用大于水稻土中的；相反有機(jī)酸對(duì)水稻土吸附重金屬離子的抑制作用大于紅壤中的。雖然在競(jìng)爭(zhēng)條件下有機(jī)酸對(duì)某一重金屬離子吸附的促進(jìn)作用小于單一體系中的，但競(jìng)爭(zhēng)條件下所有重金屬離子吸附增量的總和大于單一體系中單個(gè)離子的

6、吸附增量。在檸檬酸體系中，低pH下Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在單一體系中的吸附量高于競(jìng)爭(zhēng)體系中的，但在高pH下結(jié)果相反，這主要與檸檬酸在不同pH下對(duì)重金屬離子吸附的影響機(jī)制不同有關(guān)。一次平衡法研究了2種水稻土表面吸附態(tài)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸動(dòng)力學(xué)行為及檸檬酸和酒石酸對(duì)2種重金屬離子解吸的影響。結(jié)果表明，雖然2種土壤對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附量比對(duì)Cu(Ⅱ)的高得多，但無(wú)論在單一重金屬體系還是Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)共存體系中，Cu(Ⅱ)的解吸量

7、均大于Pb(Ⅱ)，而且湖州水稻土Cu(Ⅱ)的解吸量大于嘉興水稻土的，也與土壤對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量相反，這說(shuō)明土壤對(duì)重金屬離子的吸附親和力越大，吸附的重金屬離子越不易解吸。用Elovich方程(Q<,t>=a+blnt)擬合動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)可以獲得比較滿意的結(jié)果，從方程獲得的解吸速率與時(shí)間的關(guān)系曲線表明，Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸速率隨時(shí)間的增加迅速減小，方程中的常數(shù)b值可以用來(lái)比較重金屬解吸速率的相對(duì)大小，b值越大解吸速率越快。Cu(Ⅱ)的