水稻土中Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）競爭吸附和解吸動力學.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爭吸附作用和解吸動力學以及低分子量有機酸對它們的影響，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江三角洲和珠江三角洲地區(qū)四種水稻土和一種紅壤對Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)三種重金屬的單一吸附和競爭吸附情況。在不等比例下(Cu:Pb:Cd=10:10:1)，無論是在單一還是在競爭條件，4種水稻土對Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其對Cu(Ⅱ)

2、的。在等比例下(Cu:Pb:Cd=1:1:1)水稻土對三種重金屬的親和力的相對大小為：Pb(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。在紅壤體系中，低pH(pH4.2)時土壤對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(pH5.2)其順序為Cu(Ⅱ)>Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。這一變化與紅壤對銅的吸附量隨pH的增加幅度大于對鉛的有關(guān)。競爭條件下土壤對重金屬離子的吸附量均比單一體系中的低，在等比例競爭條件下土壤對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時對三種重金屬離子的吸附量比水稻土中的低得多，但在pH5.2時紅壤對金屬離子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。研究結(jié)果表明土壤無機礦物在重金屬吸附中起主導作用，土壤的粘土礦物組成和CEC的大小對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酸對Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在2種土壤中競爭吸附的影響，并與單一體系中的結(jié)果進行比較。由于檸檬酸和酒石酸

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

5、隨有機酸濃度增加而增大，在某一濃度時達最大，然后逐漸減小。在較高濃度和較高pH下檸檬酸對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，有機酸對紅壤吸附重金屬離子的促進作用大于水稻土中的；相反有機酸對水稻土吸附重金屬離子的抑制作用大于紅壤中的。雖然在競爭條件下有機酸對某一重金屬離子吸附的促進作用小于單一體系中的，但競爭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爭體系中的，但在高pH下結(jié)果相反，這主要與檸檬酸在不同pH下對重金屬離子吸附的影響機制不同有關(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)的解吸動力學行為及檸檬酸和酒石酸對2種重金屬離子解吸的影響。結(jié)果表明，雖然2種土壤對Pb(Ⅱ)的吸附量比對Cu(Ⅱ)的高得多，但無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Cu(Ⅱ)的吸附量相反，這說明土壤對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)擬合動力學數(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間的關(guān)系曲線表明，Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸速率隨時間的增加迅速減小，方程中的常數(shù)b值可以用來比較重金屬解吸速率的相對大小，b值越大解吸速率越快。Cu(Ⅱ)的