黃土對典型重金屬離子吸附解吸特性及機理研究.pdf

1、近年來工業(yè)迅速發(fā)展的同時也給環(huán)境帶來了許多負面的影響，各種重金屬污染事件保持高發(fā)態(tài)勢，引起了社會各界的高度重視。本文以土體與地下水重金屬污染評價與防治為背景，系統(tǒng)地分析了多種因素影響下(土水比、反應時間、溶質(zhì)濃度、溫度、pH、競爭離子)黃土對環(huán)境中存在的典型重金屬離子的吸附特性及機理；已基本建立了黃土對重金屬離子單一吸附及競爭吸附的研究框架；探討了解吸助劑NTA、EDTA對重金屬從黃土中解吸的機理，得到了一系列有意義的結論。
　　

2、 1)探討了土水比、反應時間、溫度、溶質(zhì)濃度等不同條件下黃土對重金屬離子的吸附特性及機理。增加土水比會增加重金屬的吸附效率，實驗結果結合等溫模型分析可知重金屬Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)吸附性能最優(yōu)；重金屬在黃土上的吸附隨時間變化表現(xiàn)兩階段吸附模式，第一階段重金屬吸附量快速增長，第二階段是吸附量緩慢增長直至平衡階段，吸附特性都非常符合偽二級動力學模型；吸附前后的黃土X光衍射光譜和傅里葉紅外光譜分析表明黃土中的礦物成分和有機質(zhì)對重

3、金屬的吸附起了重要作用。
　　 2)對重金屬吸附至關重要的溶液酸堿環(huán)境進行了探討，隨著pH的升高，黃土對重金屬的吸附量也越來越多。黃土對Cu(Ⅲ)、Zn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)四種重金屬的專性吸附能力較強，在pH<6時已經(jīng)基本完全吸附，Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)在強堿性條件下生成部分沉淀才能從溶液中完全去除。
　　 3)二元系統(tǒng)中重金屬離子相互競爭、相互對抗導致吸附等溫曲線極不規(guī)則，黃土對重金屬離子表現(xiàn)出明

4、顯的選擇吸附特性，對Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)的吸附最優(yōu)，其次Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)，而Ni(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)吸附最弱，重金屬在黃土上吸附的選擇順序為：Cr(Ⅲ)>Pb(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Ni(Ⅱ)>Mn(Ⅱ)。這種選擇順序主要與重金屬本身的特性和黃土上的礦物組成及有機質(zhì)含量相關，黃土上的各種礦物成分(如石英、云母、蛭石、鐵礦石等)對重金屬吸附發(fā)揮了重要作用；由于黃土天然pH為堿性，在此條件下重金屬易水解

5、，因此重金屬選擇吸附順序與重金屬自身的水解常數(shù)、水合離子半徑也相關。
　　 4)離子濃度越大，重金屬離子之間的競爭吸附效應越顯著；在酸性環(huán)境中重金屬離子之間相互競爭、相互抑制的情況比較明顯，在堿性環(huán)境中，隨pH的增大，離子之間相互競爭作用減弱。與單一重金屬離子吸附的pH效應相比，在競爭吸附時，Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)的pH吸附鋒面不同程度右移，zn(Ⅱ)在單系統(tǒng)中無吸附鋒面現(xiàn)象，而在競爭過程中會出現(xiàn)明顯的pH吸附鋒面；Cr(Ⅲ)的

6、競爭能力最強，pH鋒面沒有明顯變化，Cd(Ⅲ)的競爭能力最弱，主要與黃土上的非專性吸附位結合，導致吸附極不穩(wěn)定。
　　 5)NTA、EDTA可使黃土上負載的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)釋放到溶液中，然而NTA和EDTA對Cr(Ⅲ)的解吸沒有任何促進作用，反而促進其再次吸附在黃土上。EDTA與金屬形成的絡合物通常比NTA形成的金屬絡合物要穩(wěn)定，EDTA對重金屬的解吸效果普遍優(yōu)于NTA對重金屬的解吸效果。配體與二價