納米零價鐵在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化及其對花生幼苗生長的影響.pdf

1、納米零價鐵（Nanoscale Zero-Valent Iron，簡稱NZVI）是至少兩維尺度在1-100 nm的零價態(tài)鐵顆粒狀物質(zhì)。由于NZVI具備高效的還原性能，其作為土壤及地下水污染物的新型處理劑，已得到廣泛應用。但是，過量的NZVI進入到土壤環(huán)境中，其存在或轉(zhuǎn)化的狀態(tài)、遷移規(guī)律及其與土壤膠體協(xié)同遷移的機制還不清楚；另外，NZVI是否會對種子萌發(fā)、植物生長產(chǎn)生影響及其影響程度等問題存在爭議。本試驗基于上述問題，分別探究了NZVI在

2、土壤中的遷移、吸附、形態(tài)轉(zhuǎn)化及其對花生種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，為今后研究 NZVI在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及評價其對植物生長發(fā)育的影響提供初步的技術(shù)支撐和理論依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　　1、通過液相還原法制備了NZVI，利用透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）等手段對其進行了測試和表征，證實該鐵粒粒徑約在20-80nm范圍之內(nèi)，價態(tài)為零價，符合NZVI的有關(guān)試驗要求。
　　2、采用土柱淋溶試驗探究了NZVI在

3、石英砂、砂土及硅藻土三種淋溶介質(zhì)中的遷移規(guī)律，同時還研究了不同分散劑及土壤膠體對 NZVI在土柱中遷移規(guī)律的影響。結(jié)果表明，在相同的淋溶介質(zhì)條件下，與添加十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）和十二烷基硫酸鈉（SDS）分散劑的處理相比，添加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）分散劑的處理，其土柱中淋溶出了相對濃度較高的NZVI；另外，三種淋溶介質(zhì)相比，硅藻土對 NZVI的吸附量最大，淋出的NZVI相對較少，石英砂柱淋出的NZVI相對較多；在相同分散劑和淋

4、溶介質(zhì)的條件下，土壤膠體與NZVI協(xié)同向下遷移的速度和濃度均高于不加土壤膠體的試驗處理。
　　3、在吸附試驗中，探究了三種土壤（棕壤、潮土、砂姜黑土）對NZVI的等溫吸附曲線及吸附動力學曲線。其中，Langmuir模型能夠很好的模擬等溫吸附試驗，砂姜黑土對 NZVI的吸附量最大；砂姜黑土、棕壤和潮土對 NZVI的吸附平衡時間分別為8小時、24小時和24小時，符合一級吸附動力學模型，為今后探究NZVI在土壤中的吸附解吸機制提供了初步

5、的理論支撐。
　　4、采用恒溫培養(yǎng)法，結(jié)合X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜儀（XPS）及透射電子顯微鏡（TEM）等儀器研究了NZVI在棕壤、潮土、砂姜黑土等三種不同土壤中的形態(tài)、價態(tài)及形貌轉(zhuǎn)化規(guī)律。其中，在三種土壤中，隨著培養(yǎng)時間的增加，NZVI的粒徑均增大，此外在砂姜黑土中NZVI的形貌發(fā)生變化，由規(guī)則的球形轉(zhuǎn)化為不規(guī)則的團聚形態(tài)。潮土中 NZVI的氧化速率最快，24小時之后NZVI完全轉(zhuǎn)化為三價鐵態(tài)，在砂姜黑土中轉(zhuǎn)化最