EDTA、EGTA對氧化鐵及土壤膠體表面幾種吸附態(tài)重金屬的解吸.pdf

1、近年來，我國的土壤重金屬污染問題日益嚴(yán)峻。重金屬與土壤中的組分相互作用，發(fā)生一系列包括不同類型、方式的吸附、絡(luò)合、沉淀及同晶替代等物理化學(xué)反應(yīng)。重金屬最終與不同土壤組分結(jié)合，以不同形態(tài)存在于土壤中，而形態(tài)的不同決定了土壤中重金屬的毒性。氧化鐵作為南方土壤中重要的活性成分，明確其與重金屬的結(jié)合狀態(tài)是評價其環(huán)境毒性、揭示重金屬遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律的重要基礎(chǔ)。研究表明，廣東大寶山礦區(qū)部分污染土壤中有超過50％的重金屬是與晶質(zhì)氧化鐵結(jié)合的。但這部分重

2、金屬有多少是以吸附態(tài)，多少是以同晶替代的形態(tài)與氧化鐵結(jié)合并不清楚，如何進一步區(qū)分值得深入研究。特別是如果能尋找到這兩種形態(tài)的區(qū)分方法，也將有利于人們進一步揭示土壤中的重金屬在環(huán)境條件變化下參與氧化鐵形成、轉(zhuǎn)化的地球化學(xué)過程。為此，本文通過針鐵礦、赤鐵礦在不同pH（5.0和6.5）條件下對幾種重金屬(Pb、Cu、Zn、Cd)的等溫吸附，初步研究了EDTA、EGTA對氧化鐵及土壤膠體表面幾種吸附態(tài)重金屬的解吸效果，期望依據(jù)解吸劑對氧化鐵表面

3、重金屬的解吸效率，以及相應(yīng)的解吸條件對污染土壤膠體樣品中重金屬的解吸量，以粗略評估其晶質(zhì)氧化鐵結(jié)合態(tài)重金屬中吸附態(tài)重金屬與同晶替代形態(tài)重金屬含量的比例，為污染土壤氧化鐵中重金屬的形態(tài)區(qū)分提供某些參考。研究結(jié)果如下:
　　1.實驗室合成得到的針鐵礦和赤鐵礦對四種重金屬的吸附量由大到小均為:Pb2+＞Cu2+＞Zn2+＞Cd2+。不同的氧化鐵對四種重金屬的最大吸附量也不相同，Pb、Cu、Zn三種重金屬在赤鐵礦上的最大吸附量都稍大于針鐵

4、礦的最大吸附量，而Cd在赤鐵礦上的吸附量則小于針鐵礦。
　　2.pH對吸附量及吸附反應(yīng)的進行程度有一定的影響。相同條件下，偏酸性環(huán)境會使針鐵礦、赤鐵礦對Pb、Cu、Cd的吸附量大幅降低，也會使吸附過程更難達到平衡，但是對Zn最大吸附量的影響不大。選定吸附條件pH6.5時，針鐵礦對Pb、Cu、Zn、Cd的最大吸附量分別為22.2mg/g、8.7 mg/g、3.2 mg/g、2.5 mg/g，赤鐵礦對Pb、Cu、 Zn、Cd的最大吸附

5、量分別為27 mg/g、17 mg/g、3.9 mg/g、0.9 mg/g。
　　3.EDTA對針鐵礦上四種重金屬的解吸效率大小依次為:Pb≈Cu＞Zn＞Cd，對吸附態(tài)Cd的解吸效果較為微弱。EDTA解吸Pb時解吸率隨濃度先增大后減小，解吸Zn時隨著濃度增大解吸率有微弱提高。EDTA對赤鐵礦上四種重金屬的解吸效率大小次序依次為:Pb＞Cu＞Zn＞Cd，特別是對于赤鐵礦上吸附態(tài)的Cd，EDTA幾乎起不到解吸的作用。隨著解吸劑濃度的提

6、高，EDTA對Pb、Cd解吸率的影響不大，對赤鐵礦上Cu的解吸效率隨著解吸劑濃度的升高先增大后減小，對赤鐵礦上Zn的解吸率有微弱的提高。
　　4.EGTA對針鐵礦上四種重金屬的解吸率大小次序依次為:Cu＞Pb＞Zn＞Cd。隨著解吸劑濃度的提高，對Pb、Cu的解吸率均為先增大后減小，對Zn的解吸率增大，對Cd的解吸率影響很微弱。EGTA對赤鐵礦上四種重金屬的解吸效率大小次序依次為:Cu＞Pb＞Zn＞Cd。在赤鐵礦上對重金屬的解吸效果

7、要弱于針鐵礦。隨著解吸劑濃度的提高，對Pb、Cd解吸率的影響不大，對Zn的解吸率減小，對Cu的解吸率增大。從總體的解吸率看，EGTA比EDTA更適用于解吸晶質(zhì)氧化鐵表面吸附態(tài)的重金屬，其對Cu的解吸能力最強，對Cd的解吸能力最弱。
　　5.EDTA、EGTA對土壤膠體樣品上重金屬的解吸效率，受重金屬總含量及其形態(tài)分布的影響，大部分情況下二者的解吸能力比較相近。由于殘渣態(tài)的存在，絡(luò)合解吸劑的解吸效率并不能達到合成的氧化鐵作解吸對象時

8、的解吸效率，甚至遠低于后者。當(dāng)殘渣態(tài)Pb、Cu、Zn含量較高時，解吸出來的這三種重金屬主要來自于殘渣態(tài)。對于實際土壤膠體中的Cd，同樣不易被EDTA和EGTA解吸。
　　6.借助EDTA/EGTA對土壤膠體的解吸量及絡(luò)合解吸劑在純相氧化鐵上的解吸率，對土壤膠體中晶質(zhì)氧化鐵的重金屬同晶替代量進行估算，由此得到的估算值具有一定的參考價值，特別是對于主要以晶質(zhì)氧化鐵結(jié)合態(tài)存在于土壤膠體樣品中的Cd，其在晶質(zhì)氧化鐵中的同晶替代量估算值或許