能量分布理論在沉積物及其組分對(duì)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(huì)引起沉積物中重金屬的溶解和重新締合,形成動(dòng)態(tài)平衡。在環(huán)境條件改變時(shí),底泥中的重金屬會(huì)重新釋放,造成水體的二次污染。同時(shí),底泥又是底棲生物的主要生活場(chǎng)所和食物來(lái)源,其中的污染物質(zhì),尤其是重金屬污染會(huì)對(duì)底棲生物和上覆水中的生物產(chǎn)生毒害作用,通過(guò)生物富集和食物鏈的放大作用,其影響還會(huì)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(guó)家重大科技專項(xiàng)水污

2、染控制與治理東江項(xiàng)目(編號(hào)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(duì)比了幾種吸附模型的特點(diǎn),研究了不同條件下有關(guān)沉積物及其不同成分對(duì)銅吸附的特性與影響,運(yùn)用能量分布模型分析了沉積物中不同成分對(duì)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(yùn)用連續(xù)萃取法將沉積物進(jìn)行連續(xù)提取分離,得到五種待測(cè)樣:原樣(BS)、去輕組(SRLF)、去碳酸鹽(SRC)、去鐵錳氧化物(

3、SRIMHO)、去有機(jī)質(zhì)(SROM)。沉積物理化性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:運(yùn)用連續(xù)提取法對(duì)沉積物進(jìn)行處理,不會(huì)對(duì)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(cè)定上述5種沉積物對(duì)Cu2+的吸附特征,并運(yùn)用能量分布理論對(duì)吸附結(jié)果進(jìn)行分析,得到不同pH條件下5種沉積物表面對(duì)Cu2+的吸附位點(diǎn)能量變化情況。不同pH條件下實(shí)驗(yàn)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(diǎn)能量分布

4、影響不大,但是對(duì)于去鐵錳氧化物沉積物樣本和去有機(jī)質(zhì)沉積物樣本其表面吸附位點(diǎn)分布隨pH的增大吸附能范圍變小(主要體現(xiàn)在高能位點(diǎn)的減少)、吸附位點(diǎn)種類的增多和吸附位點(diǎn)數(shù)量的增多。
　　 在不同離子強(qiáng)度條件下測(cè)定上述5種沉積物對(duì)Cu2+的吸附特征,并運(yùn)用能量分布理論對(duì)吸附結(jié)果進(jìn)行分析,得到不同離子強(qiáng)度條件下5種沉積物表面對(duì)Cu2+的吸附位點(diǎn)能量變化情況。不同離子強(qiáng)度條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:因?yàn)槠渌x子的競(jìng)爭(zhēng)吸附,導(dǎo)致其他離子占據(jù)了沉積物表

5、面對(duì)重金屬銅離子的吸附位,影響了沉積物對(duì)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(diǎn)能量分布影響不大,表明輕組在不同離子強(qiáng)度下對(duì)銅離子的吸附影響不大;去碳酸鹽殘余組分對(duì)銅的吸附位點(diǎn)能量分布曲線變化較大,主要表現(xiàn)為高離子強(qiáng)度下低能區(qū)主要吸附位點(diǎn)種類的增加;去鐵錳水合氧化物殘余組分對(duì)銅的吸附位點(diǎn)能量分布曲線變化也較為明顯,主要表現(xiàn)為吸附位點(diǎn)能量分布范圍的減小(高能區(qū)位點(diǎn)的減少)和低能區(qū)吸附位種類的增加