山東省典型土壤對重金屬的吸附-解吸及其結合機理的研究.pdf

1、近年來，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的高速發(fā)展，在給人們帶來福利的同時，包括工業(yè)生產(chǎn)、礦區(qū)采礦、農(nóng)業(yè)、居民生活等在內(nèi)的人類活動也帶來了一系列嚴重的環(huán)境問題。重金屬污染因其污染的范圍廣、持續(xù)時間較長、污染較隱蔽、危害性較大且不易被降解等特點，已經(jīng)成為當今世界上危害最嚴重且污染面積最廣的環(huán)境問題之一。因此，探究土壤中重金屬的吸附/解吸及其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對于土壤修復和防治環(huán)境污染具有極其重要的理論指導意義。本文主要研究了山東省典型土壤褐土(CS)、棕壤(B

2、S)、潮土(FS)以及鹽堿土(SS)對汞的吸附解吸及其結合機理。同時還研究了黃河三角洲的典型鹽堿土對七種重金屬(Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg)的吸附解吸，黃河三角洲的五個采樣點主要包括東營市的東營區(qū)(DY)、河口區(qū)(HK)、墾利縣(KL)以及濱州的兩個采樣點(BZ1和BZ2)。在本研究中，我們得出了以下結論:
　　1.山東省四種典型土壤對重金屬汞的吸附解吸及其結合機理的研究
　　山東省四種典型土壤對重金屬Hg(Ⅱ

3、)吸附能力的大小順序依次為:CS＞＞BS＞FS＞SS，其吸附能力隨著土壤中的有機質(zhì)(SOM)、陽離子交換量(CEC)、鐵鋁氧化物(Fe2O3/Al2O3)、粘粒含量以及比表面積(SSA)的增加而增加，而隨著pH的增加呈現(xiàn)下降的趨勢。而且，四種土壤對Hg(Ⅱ)的解吸量隨著吸附量的增加而增加。多種技術的聯(lián)合運用從定性和定量的角度更好的揭示了土壤與Hg(Ⅱ)的結合機理。X射線光電子能譜的結果表明吸附后元素的結合能發(fā)生了變化，證實了Hg(Ⅱ)在

4、四種土壤的表面發(fā)生了特定吸附。傅里葉紅外光譜的結果顯示主要是C=O，C-O和O-H這三種含氧官能團參與了Hg(Ⅱ)的吸附，而且其含量多少決定了土壤吸附量的大小。同時，掃描電鏡和X射線能譜更直觀的揭示出Hg(Ⅱ)與有機質(zhì)、金屬氧化物以及粘土礦物的結合，進一步證實了X射線光電子能譜和傅里葉紅外光譜的結果。這幾種技術的結果表明了這四種土壤與Hg(Ⅱ)的結合機理可能歸因于與含氧官能團的絡合以及與礦物的共沉淀作用。
　　2.黃河三角洲典型鹽

5、堿土對七種重金屬的吸附解吸研究
　　黃河三角洲地區(qū)五種典型鹽堿土對七種重金屬Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+、Cd2+和Hg2+吸附量的順序均為:DY＞BZ1＞HK＞BZ2＞KL，而對七種不同重金屬的最大吸附量總體上為Zn2+＞Cu2+＞Pb2+＞Ni2+＞Cr6+＞Cd2+≈Hg2+。RDA分析的結果表明該地區(qū)鹽堿土對重金屬的吸附能力與土壤中SOM、CEC、粘粒含量、Fe2O3和C含量的大小順序是一致的，而與pH

6、值的關系并不明顯。同時，研究結果也表明該地區(qū)鹽堿土對重金屬的吸附能力與電導率的大小是相反的，這一結果也說明土壤對重金屬的吸附能力隨著鹽漬化程度的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢。黃河三角洲典型鹽堿土對七種重金屬的解吸量與吸附量有的呈現(xiàn)線性相關，有的呈現(xiàn)多項式相關，但解吸量都是隨著吸附量的增加而增加。不同重金屬其解吸率的大小為:Hg2+＞Cd2+＞Cr6+＞Ni2+＞Pb2+＞Cu2+＞Zn2+，這與土壤對重金屬吸附量的大小順序恰好是相反的。這一結果

7、也表明吸附量越大的重金屬其解吸量可能越小，則土壤與重金屬的結合也越穩(wěn)定。傅里葉紅外光譜的結果表明土壤對重金屬的吸附和解吸所發(fā)生的官能團位置是一致的，土壤與重金屬(Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg)的結合主要發(fā)生在特定官能團O-H、N-H、C=O和COO-上。雖然不同重金屬與官能團結合的種類是不同的，但是土壤對不同重金屬的吸附反應所發(fā)生的官能團的相對吸光度的和與吸附能力的大小順序是一致的。該結果證實了重金屬與表面官能團的絡合是重金