能量分布理論在沉積物及其組分對銅的吸附行為上的應(yīng)用研究.pdf

1、河流沉積物是水體中重金屬的最初富集地,水環(huán)境化學(xué)條件的變化會引起沉積物中重金屬的溶解和重新締合,形成動態(tài)平衡。在環(huán)境條件改變時,底泥中的重金屬會重新釋放,造成水體的二次污染。同時,底泥又是底棲生物的主要生活場所和食物來源,其中的污染物質(zhì),尤其是重金屬污染會對底棲生物和上覆水中的生物產(chǎn)生毒害作用,通過生物富集和食物鏈的放大作用,其影響還會涉及到陸地生物和人類。因此沉積物的污染治理就格外重要。
　　 本課題依托于國家重大科技專項水污

2、染控制與治理東江項目(編號為2008ZX07211-004),總結(jié)了能量分布理論在吸附科學(xué)中的發(fā)展和在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用,對比了幾種吸附模型的特點,研究了不同條件下有關(guān)沉積物及其不同成分對銅吸附的特性與影響,運用能量分布模型分析了沉積物中不同成分對銅的吸附的影響。
　　 本文根據(jù)沉積物的不同組分的穩(wěn)定性不同,運用連續(xù)萃取法將沉積物進行連續(xù)提取分離,得到五種待測樣:原樣(BS)、去輕組(SRLF)、去碳酸鹽(SRC)、去鐵錳氧化物(

3、SRIMHO)、去有機質(zhì)(SROM)。沉積物理化性質(zhì)實驗結(jié)果表明:運用連續(xù)提取法對沉積物進行處理,不會對沉積物及其殘留組分的性質(zhì)造成影響。
　　 在不同pH條件下測定上述5種沉積物對Cu2+的吸附特征,并運用能量分布理論對吸附結(jié)果進行分析,得到不同pH條件下5種沉積物表面對Cu2+的吸附位點能量變化情況。不同pH條件下實驗結(jié)果表明:隨著沉積物各不同組分的去除,沉積物原樣、去輕組沉積物樣本和去碳酸鹽沉積物樣本的表面吸附位點能量分布

4、影響不大,但是對于去鐵錳氧化物沉積物樣本和去有機質(zhì)沉積物樣本其表面吸附位點分布隨pH的增大吸附能范圍變小(主要體現(xiàn)在高能位點的減少)、吸附位點種類的增多和吸附位點數(shù)量的增多。
　　 在不同離子強度條件下測定上述5種沉積物對Cu2+的吸附特征,并運用能量分布理論對吸附結(jié)果進行分析,得到不同離子強度條件下5種沉積物表面對Cu2+的吸附位點能量變化情況。不同離子強度條件下實驗結(jié)果表明:因為其他離子的競爭吸附,導(dǎo)致其他離子占據(jù)了沉積物表

5、面對重金屬銅離子的吸附位,影響了沉積物對銅離子的吸附。隨著沉積物各不同組分的去除,沉積物原樣、去輕組沉積物樣本的表面吸附位點能量分布影響不大,表明輕組在不同離子強度下對銅離子的吸附影響不大;去碳酸鹽殘余組分對銅的吸附位點能量分布曲線變化較大,主要表現(xiàn)為高離子強度下低能區(qū)主要吸附位點種類的增加;去鐵錳水合氧化物殘余組分對銅的吸附位點能量分布曲線變化也較為明顯,主要表現(xiàn)為吸附位點能量分布范圍的減小(高能區(qū)位點的減少)和低能區(qū)吸附位種類的增加