重金屬共存對菲在土壤中吸附行為的影響.pdf

1、重金屬與多環(huán)芳烴常被發(fā)現(xiàn)共存于工業(yè)場地的土壤中，重金屬的存在改變了土壤pH、有機(jī)質(zhì)、陽離子交換容量等性質(zhì)，從而影響土壤對多環(huán)芳烴的吸附。但是目前對重金屬存在時土壤對多環(huán)芳烴吸附機(jī)理的研究較少，一定程度上阻礙了對多環(huán)芳烴在環(huán)境治理中遷移行為的理解。因此，本研究選擇鉛和菲分別作為重金屬和多環(huán)芳烴的代表，系統(tǒng)地探討鉛存在下土壤對菲的吸附行為，研究成果將為今后發(fā)展復(fù)合污染土壤修復(fù)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
　　 本文以壤質(zhì)黃土、皂土和高嶺土為研

2、究對象，采用靜態(tài)吸附的方法研究重金屬存在下對菲的吸附容量和吸附鍵能的影響。動力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)菲在吸附過程中，溶液的pH有所升高。且通過降低土壤溶液初始pH，發(fā)現(xiàn)將有利于菲在黃土以及皂土上的吸附。因此，為了避免重金屬離子帶來的pH降低從而增加菲的吸附，我們特別將吸附實(shí)驗(yàn)初始pH固定在5.8±0.1。在此pH條件下，我們研究了菲以及Cd和Pb的吸附等溫線，結(jié)果表明：在研究的濃度范圍，其吸附均為線性。重金屬的存在都在一定程度上促進(jìn)了菲的吸附，且在

3、相同的摩爾濃度下，Pb的效果較Cd顯著。重金屬對壤質(zhì)黃土吸附菲的促進(jìn)作用可能是由于鉛降低了黃土中水溶性有機(jī)質(zhì)(DOM)的濃度，使得其固相有機(jī)質(zhì)的含量增加，從而促進(jìn)了對菲的吸附。而通過燒灼減少黃土的有機(jī)質(zhì)含量后，Pb對其吸附菲的強(qiáng)化作用更加顯著，說明這種強(qiáng)化作用可能部分與土壤有機(jī)質(zhì)無關(guān)。在皂土和高嶺土上發(fā)現(xiàn)的促進(jìn)效果證明了這一推論，并且該吸附促進(jìn)作用在皂土上較高嶺土更為明顯；這可能是因?yàn)槲降闹亟饘倥c溶液中的菲形成陽離子-π鍵的緣故。在腐

4、殖質(zhì)-皂土復(fù)合體上吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了比皂土更強(qiáng)的促進(jìn)作用，可能是以上兩種不同強(qiáng)化機(jī)理聯(lián)合作用的結(jié)果。
　　 通過在黃土、皂土以及腐殖質(zhì)-皂土復(fù)合體上的菲的解吸實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步研究重金屬存在下菲的吸附鍵能，結(jié)果表明：Pb2+的加入減少了范德華力對菲吸附的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)了菲的吸附鍵能，使其吸附變得更不可逆。NaNO3溶液也不能增加菲的解吸，說明用以促進(jìn)菲吸附的Pb2+不易為Na+所置換。Pb2+對菲吸附鍵能的增強(qiáng)作用在皂土中表現(xiàn)較腐殖質(zhì)-皂土復(fù)