EDTA、EGTA對(duì)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(lái)，我國(guó)的土壤重金屬污染問(wèn)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(lèi)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(píng)價(jià)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(guò)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(jìn)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(jìn)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(guò)程。為此，本文通過(guò)針鐵礦、赤鐵礦在不同pH（5.0和6.5）條件下對(duì)幾種重金屬(Pb、Cu、Zn、Cd)的等溫吸附，初步研究了EDTA、EGTA對(duì)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(duì)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(duì)污染土壤膠體樣品中重金屬的解吸量，以粗略評(píng)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(shí)驗(yàn)室合成得到的針鐵礦和赤鐵礦對(duì)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(duì)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(duì)吸附量及吸附反應(yīng)的進(jìn)行程度有一定的影響。相同條件下，偏酸性環(huán)境會(huì)使針鐵礦、赤鐵礦對(duì)Pb、Cu、Cd的吸附量大幅降低，也會(huì)使吸附過(guò)程更難達(dá)到平衡，但是對(duì)Zn最大吸附量的影響不大。選定吸附條件pH6.5時(shí)，針鐵礦對(duì)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(duì)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(duì)針鐵礦上四種重金屬的解吸效率大小依次為:Pb≈Cu＞Zn＞Cd，對(duì)吸附態(tài)Cd的解吸效果較為微弱。EDTA解吸Pb時(shí)解吸率隨濃度先增大后減小，解吸Zn時(shí)隨著濃度增大解吸率有微弱提高。EDTA對(duì)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(duì)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(duì)Pb、Cd解吸率的影響不大，對(duì)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(duì)赤鐵礦上Zn的解吸率有微弱的提高。
　　4.EGTA對(duì)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(duì)Pb、Cu的解吸率均為先增大后減小，對(duì)Zn的解吸率增大，對(duì)Cd的解吸率影響很微弱。EGTA對(duì)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(duì)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(duì)Pb、Cd解吸率的影響不大，對(duì)Zn的解吸率減小，對(duì)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(duì)Cu的解吸能力最強(qiáng)，對(duì)Cd的解吸能力最弱。
　　5.EDTA、EGTA對(duì)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?jiān)鼞B(tài)的存在，絡(luò)合解吸劑的解吸效率并不能達(dá)到合成的氧化鐵作解吸對(duì)象時(shí)

8、的解吸效率，甚至遠(yuǎn)低于后者。當(dāng)殘?jiān)鼞B(tài)Pb、Cu、Zn含量較高時(shí)，解吸出來(lái)的這三種重金屬主要來(lái)自于殘?jiān)鼞B(tài)。對(duì)于實(shí)際土壤膠體中的Cd，同樣不易被EDTA和EGTA解吸。
　　6.借助EDTA/EGTA對(duì)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(duì)土壤膠體中晶質(zhì)氧化鐵的重金屬同晶替代量進(jìn)行估算，由此得到的估算值具有一定的參考價(jià)值，特別是對(duì)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