【摘 要】
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为探讨表面电荷性质对重金属吸附解吸行为的影响,本文选取了两种土壤(红壤和黄褐土),经过添加和6个月陈化以模拟Pb、Zn污染,应用皂角苷进行解吸,并采用BCR连续提取法分析了皂
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为探讨表面电荷性质对重金属吸附解吸行为的影响,本文选取了两种土壤(红壤和黄褐土),经过添加和6个月陈化以模拟Pb、Zn污染,应用皂角苷进行解吸,并采用BCR连续提取法分析了皂角苷对模拟Pb、Zn污染土壤的解吸效果;同时以典型矿物(高岭石、蒙脱石、针铁矿)作为研究对象,通过系列平衡吸附实验,不同浓度、p H、震荡时间、解吸次数下皂角苷对重金属的解吸实验,结合Zeta电位及红外光谱(FTIR)等分析手段研究了Pb、Zn在矿物中吸附,和皂角苷对其解吸的影响。主要研究结果如下:用Langmuir方程对Pb、Zn在三种矿物中的等温吸附结果进行拟合,结果表明,在25℃、p H=5条件下蒙脱石、高岭石和针铁矿对Pb的最大吸附量分别为30.09、11.60、13.17 g/kg,对Zn的最大吸附量分别为20.01、5.17、9.82 g/kg。蒙脱石、高岭石吸附皂角苷后体系的Zeta电位升高,而针铁矿吸附皂角苷后体系Zeta电位降低。随着皂角苷浓度升高(0-20 g/L),其从土壤和三种矿物中解吸Pb和Zn的量均增大;皂角苷溶液p H越高(p H 3-7范围内),对Pb和Zn的解吸率越低;皂角苷解吸矿物中Pb和Zn的解吸动力学实验表明解吸反应在3 h内即可达到平衡。皂角苷对土壤中Zn的解吸率明显高于Pb的;红壤中Pb和Zn的解吸率均大于黄褐土的。相同条件下皂角苷对蒙脱石中Pb、Zn的解吸率相差不大,其对高岭石和针铁矿中Zn的解吸率大于Pb的,而对高岭石中Pb和Zn的解吸率均大于对蒙脱石和针铁矿的。对于三种矿物,皂角苷解吸3次后(皂角苷浓度为5 g/L,p H 3),高岭石、蒙脱石和针铁矿中Pb累积解吸率分别达到了73.12%、27.07%、53.22%,Zn的分别为52.11%、30.22%、27.01%。3次解吸后Pb的累积解吸率大于Zn的。采用BCR连续提取法评价了皂角苷对土壤中不同形态Pb、Zn的解吸。结果表明,单次解吸,红壤中解吸量最大的是酸溶态Pb和酸溶态Zn,可氧化态和残渣态Zn解吸量较低;黄褐土中可还原态Pb解吸量最大,且各形态的解吸量均显著低于红壤的。增加解吸次数,不同形态的Pb或Zn的解吸量显著上升,且第二次解吸比第三次解吸更重要。皂角苷与金属离子Pb和Zn作用的红外光谱分析结果表明,皂角苷的羧基基团与Pb发生了配位反应,而皂角苷与Zn未完全络合,这说明皂角苷与Zn的络合能力较Pb的弱。
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