Cd、Pb在根际与非根际土壤中的吸附解吸特点

采用根袋盆栽试验以及平衡法研究根际与非根际土壤对镉、铅的吸附-解吸特性。结果表明，在镉、铅起始浓度分别为Cd 0-0．6mmol／L和Pb0～1mmol／L条件下，根际与非根际土壤镉、铅吸附量差别不大，随镉、铅浓度的提高，根际土壤镉、铅吸附量均比相应的非根际土壤的高。根际与非根际土壤镉、铅解吸量随镉、铅吸附量的增加而增加，但铅解吸率(0．7％以下)明显比镉的(5％-10％)低，根际土壤镉解吸量比非根际土壤的低。     

土壤中镉的吸附解吸研究进展

首先概述了国内外关于土壤对镉的吸附解吸的基本研究方法与实验条件。用于吸附解吸实验的土样以通过20目筛为宜，而不同形式的支持电解质及其离子浓度的选择对实验结果有很大影响，应由实验的具体目的和要求确定合适的实验条件。位于土壤颗粒表面的各吸附点位与镉的结合能的能量高低不一，可将土壤对镉的吸附作用区分为专性吸附和非专性吸附。可用传统的或融入新参数的吸附等温线表达土壤对镉的吸附过程，土壤对镉的吸附性能可用综合因子来形容，如吸附势、吸持率、平均分配系数、Langmuir方程的常数k和Freundlich方程的系数k等表达方式，同时寻找这些综合因子与土壤基本理化性质之间的关系。文章最后讨论了影响吸附过程的主要环境因子，并就土壤pH和水分条件的影响机制进行了分析。     

添加羟基磷灰石对土壤铅吸附与解吸特性的影响

采用羟基磷灰石对四种不同类型的土壤进行铅的吸附-解吸试验.结果表明:四种土壤对铅的吸附均可用Langmuir和Freundlich方程进行描述,土壤中加入羟基磷灰石明显增加了土壤对铅的吸附量和吸附亲和力,同时降低了土壤中铅的解吸百分数,在偏酸性的红壤上表现更为明显,其最大吸附量增加28%.羟基磷灰石对铅吸附的反应机理可能与磷灰石溶解后与铅形成磷酸盐沉淀及其对铅的表面吸附作用有关.土壤对铅的吸附量及吸附亲和力与土壤的有机质、阳离子交换量及粘粒含量有显著正相关,而与土壤砂粒的含量呈负相关.     

干旱区绿洲灌漠土Cu、Zn和Pb的吸附解吸特征

土壤重金属吸附解吸是影响土壤系统中重金属移动性和归宿的主要过程,影响重金属的生物有效性以及重金属在食物链中的传递等.配制一系列不同浓度的重金属,灌漠土对重金属溶液进行吸附实验24 h以达到平衡,再用硝酸铵和乙酸铵进行解吸实验24 h以达到平衡.利用热力学吸附平衡法,对西北干旱区绿洲灌漠土重金属Cu、Ni和Pb的吸附解吸行为进行序批实验研究.实验结果表明:(1)灰漠土在常温下对铜、锌和铅重金属离子的吸附等温线符合Freundlich型吸附模式,灰漠土对重金属铜、锌和铅的吸附能力由强到弱的顺序为:铅,铜,锌.(2)硝酸铵和乙酸铵解吸重金属的量与灰漠土吸附重金属量呈现出线性正相关,乙酸铵解吸重金属的量比硝酸铵解吸重金属的量大,两种解吸剂对铜、锌和铅重金属离子的解吸能力由大到小的顺序都为:铜,锌,铅,说明了一般外源的铜、锌和铅进入土壤以后,铜和锌可能比铅容易向四周转移.(3)硝酸铵和乙酸铵的解吸率呈谷形曲线,开始时硝酸铵和乙酸铵解吸重金属量的百分比随灰漠土吸附重金属量的增加而减小,在吸附量达到某一特定值时,解吸率随吸附量的增加而增加.灰漠土对铜、锌和铅的吸附作用以专性吸附为主,被灰漠土吸附的铜、锌和铅重金属离子较难解吸.     

水稻土团聚体中Cu~(2+)的解吸动力学特征

用磁力搅拌法和平衡吸附法研究了水稻土的原土和团聚体颗粒吸附态Cu2+的解吸动力学特征.结果表明,原土和团聚体颗粒Cu2+的解吸率大小顺序为粗粉砂级粉砂级原土砂粒级粘粒级,与其有机质、游离氧化铁、氧化铝含量大小顺序相反.Cu2+解吸过程可分为快、慢两个解吸阶段,快解吸阶段属于非专性吸附态Cu2+的解吸,慢解吸阶段属于专性吸附松结合态Cu2+的解吸.用一级动力学方程、E lovich方程和双常数方程模拟Cu2+的解吸过程,相关性均达显著水平.磨细后的原土Cu2+的解吸速率和解吸进度均大于4个粒组团聚体颗粒.Cu2+的解吸速率和解吸量与土壤表面Cu2+的吸附形态有关.     

壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb（Ⅱ）的解吸作用

土壤中重金属的吸附-解吸直接影响重金属在土壤及其生态环境中的形态转化、迁移和归趋.利用螯合剂促进普通植物富集吸收土壤中重金属是一种新的土壤组合修复技术, 向污染土壤中施用螯合剂可增加土壤溶液金属的浓度和活度,有利于金属到根部而被植物吸收.通过吸附等温实验研究了壳聚糖对污染土壤中铅的解吸作用.将壳聚糖提取液加入含Pb土壤中结果表明,壳聚糖螯合剂能提高土壤中吸附态铅的解吸效率,增加解吸溶液中Pb2 的浓度.壳聚糖对污染土壤中铅的解吸作用随着壳聚糖加入量的增大而增大,用浓度为0.4 g·L-1的90%脱乙酰度壳聚糖做提取液,提取液pH＝3,提取平衡时间10 h达到最高提取率32.4%,该吸附过程遵从Langmuir等温吸附方程; 土柱淋溶实验表明壳聚糖对污染土壤中Pb2 的提取率为27.4%.研究结果为铅在环境中的迁移转化和治理技术等方面的实际应用提供有价值的参考.     

无机阴离子对镉、铅解吸特性的影响

土壤中重金属的解吸直接影响重金属在环境中的形态转化和植物有效性.而地表水环境及土壤中的无机阴离子能与重金属离子络合,影响重金属在环境中的迁移和作物的吸收.因此,有关无机阴离子对重金属解吸特性影响的研究,将有利于了解重金属的吸附-解吸机制及其控制措施.文章以我国东北地区草甸棕壤作为研究对象,采用静态解吸实验研究无机阴离子(C1-、SO42-、F-)对土壤中镉、铅的解吸行为的影响.结果表明,土壤中镉、铅的解吸率与无机阴离子类型、浓度密切相关;随着解吸液中无机阴离子(C1-、SO42-、F-)浓度的增大,土壤镉、铅的解吸率随之提高.C1-、SO42-、F-这3种无机阴离子对解吸土壤中镉的影响力顺序是:C1- > SO42- > F-;对解吸土壤中铅的影响力顺序是:SO42- >C1- > F-.     

红壤对SO_4~（2－）和H_2PO_4~－的吸附与竞争吸附研究

研究红壤对ＳＯ４（２－）和Ｈ_２ＰＯ(４－)的吸附与竞争吸附机理．实验结果表明，红壤吸附Ｈ２ＰＯ４－的量远远大于ＳＯ４（２－），前者几乎是后者的２倍．在两种阴离子共存体系中，Ｈ２ＰＯ４－使ＳＯ４（２－）吸附量明显减少，在浓度低时甚至出现负吸附；ＳＯ４（２－）对Ｈ２ＰＯ４－吸附量的影响很小．说明土壤对Ｈ２ＰＯ４－的吸持力较强，为高强度专性吸附，不易于被其它阴离子解吸；土壤对ＳＯ４（２－）的吸持力则较弱，为低强度专性吸附或非专性物理吸附，能够被吸持力更强的阴离子完全解吸．     

土壤和沉积物中非水解有机碳对菲的吸附

采用改进的酸水解方法对土壤和沉积物中的有机质组分进行了分离和提取,用固体13C核磁共振（13CNMR）表征了非水解有机碳（NHC）,同时研究了不同有机质组分对菲的吸附行为,结果表明,菲的吸附等温线都呈现出明显的非线性,能很好地拟合Freundlich方程;而且NHC和碳黑（BC）比其原始和去矿样品的吸附容量都有明显提高.这些结果揭示了NHC和BC主要控制着菲在土壤和沉积物中的吸附行为.沉积物及其NHC对菲的吸附容量要高于土壤及其NHC,这与土壤和沉积物中有机质的不同来源有关.     

纳米有机蒙脱土对六六六(HCHs)的吸附解吸特性

研究了α-、γ-、δ-HCH在纳米有机蒙脱土中的吸附/解吸行为及体系中Ca2+浓度变化对吸附解吸的影响.结果表明,24 h吸附/解吸均达到完全平衡,吸附动力学符合伪二级动力学方程.等温吸附实验表明,吸附机理复杂,为多分子层吸附,不能简单地采用Freundlich模型和Langmuir模型拟合;吸附等温线受体系中Ca2+浓度变化影响.解吸实验表明,HCHs初始浓度增加,纳米有机蒙脱土对HCHs的保持量呈上升趋势,对δ异构体的保持量最稳定;解吸滞后系数H小于0.7,吸附属于不可逆吸附,H也随Ca2+浓度变化而变化,但是3种异构体H的变化并不遵循单一的线性规律.     

Competitive adsorption and desorption of copper and lead in some soil of North China

The competitive adsorption and desorption of Pb(II) and Cu(II) ions in the soil of three sites in North China were investigated using single and binary metal solutions with 0.01 mol·L^-1 CaCl₂ as background electrolyte. The desorption isotherms of Pb(II) and Cu(II) were similar to the adsorption isotherms, which can be fitted well by Freundlich equation (R₂>0.96). The soil in the three sites had greater sorption capacities for Pb(II) than Cu(II), which was affected strongly by the soil characteristics. In the binary metal solution containing 1∶1 molar ratio of Pb(II) and Cu(II), the total amount of Pb(II) and Cu(II) adsorption was affected by the simultaneous presence of the two metal ions, indicating the existence of adsorption competition between the two metal ions. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy was used to investigate the interaction between soil and metal ions, and the results revealed that the carboxyl and hydroxyl groups in the soil were the main binding sites of metal ions.     

Kinetic and mechanism studies of the adsorption of lead onto waste cow bone powder (WCBP) surfaces

This study examines the adsorption isotherms, kinetics and mechanisms of Pb2(+) sorption onto waste cow bone powder (WCBP) surfaces. The concentrations of Pb2(+) in the study range from 10 to 90 mg/L. Although the sorption data follow the Langmuir and Freundlich isotherm, a detailed examination reveals that surface sorption or complexation and co-precipitation are the most important mechanisms, along with possibly ion exchange and solid diffusion also contributing to the overall sorption process. The co-precipitation of Pb2(+) with the calcium hydroxyapatite (Ca-HAP) is implied by significant changes in Ca2(+) and PO?3? concentrations during the metal sorption processes. The Pb2(+) sorption onto the WCBP surface by metal complexation with surface functional groups such as ≡ POH. The major metal surface species are likely to be ≡ POPb(+). The sorption isotherm results indicated that Pb2(+) sorption onto the Langmuir and Freundlich constant q(max) and K( F ) is 9.52 and 8.18 mg g?1, respectively. Sorption kinetics results indicated that Pb2(+) sorption onto WCBP was pseudo-second-order rate constants K? was 1.12 g mg?1 h?1. The main mechanism is adsorption or surface complexation (≡POPb(+): 61.6%), co-precipitation or ion exchange [Ca?(.)?? Pb?(.)?? (PO?)? (OH): 21.4%] and other precipitation [Pb 50 mg L?1 and natural pH: 17%). Sorption isotherms showed that WCBP has a much higher Pb2(+) removal rate in an aqueous solution; the greater capability of WCBP to remove aqueous Pb2(+) indicates its potential as another promising way to remediate Pb2(+)-contaminated media.     

富磷污泥生物炭去除水中Pb(Ⅱ)的特性研究

以城市污水厂富磷剩余污泥为研究对象,考察高温热解制备生物炭吸附剂对水中Pb(Ⅱ)的去除效果.研究表明,随着热解温度升高,制备的生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力增强;在相同热解温度下,生污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力比消化污泥生物炭大.采用700℃热解1 h制备生污泥生物炭以研究对Pb(Ⅱ)吸附的影响因素,结果显示:吸附180 min达到吸附平衡;富磷污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的去除率随pH增加而升高;生物炭投加量增加,对Pb(Ⅱ)去除率上升,而单位吸附容量迅速减小.污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级反应动力学,Langmuir模型比Freundlich模型能更好地拟合等温吸附线.在pH 5.0、吸附时间3 h、生物炭投加量20 g.L-1条件下,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量为34.5 mg.g-1,表明富磷污泥生物炭可以作为一种廉价的吸附剂.     

生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜特性的影响

锰氧化物作为改性材料应用于制造复合材料一直是环境领域的研究热点,锰氧化物改性的复合材料在水处理、空气清新剂等领域应用广泛。但目前,将生物炭-锰氧化物复合材料作为吸附材料改变土壤对铜吸持能力的研究还不多见。采用等温平衡吸附法,测定生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜的能力影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析红壤对铜的吸附特征。结果表明：不同用量的生物炭-锰氧化物复合材料加入后,均会明显提高红壤对铜的吸附量。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%生物炭-锰氧化物复合材料的红壤处理,其铜的吸附量较未添加处理分别增加了63.1%、130%,310%和509%。Freundlich吸附方程能较好的描述不同用量生物炭-锰氧化物复合材料影响红壤对铜的吸附特征。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%炭-锰材料处理的分配系数（Kf值）分别为0.176、0.286、0.653和0.800。生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,分配系数（Kf值）较对照红壤提高了5倍,生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后对红壤pH值影响不大,对CEC（阳离子交换量）有较大的影响;生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,CEC为5.59 cmol·kg-1,较对照增加了14.1%,温度升高,有利于提高红壤对铜的吸附能力。生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后,红壤在1034.63、537.22、471.45 cm-1处有吸收峰出现,红壤表面-OH、Mg-O、Si-O等活性官能团数量明显增加。生物炭-锰氧化物复合材料增加红壤对铜的吸附机制可能是红壤表面Mg-O、Si-O等官能团与铜形成了Mg-O-Cu-、Si-O-Cu-络合物,提高了红壤对铜的吸持能力。从土壤化学与土壤修复的角度出发,生物炭-锰氧化物复合材料可用于铜污染红壤修复。     

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要.研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响.在离心管中称取20.0 g过0.25mm筛土样,加入20 mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化.研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓.与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd 30.38%,Cu17.73%,Ni 15.00%,Zn 14.19%,Pb 9.46%,Cr 8.89%.比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少.说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性.     

Distribution and possible immobilization of lead in a forest soil (Luvisol) profile*

Geochemical analyses using a sequential extraction method and lead adsorption studies were carried out in order to characterize the distribution and adsorption of lead on each genetic horizon of a Luvisol profile developed on a pelagic clayey aleurolite. Clay illuviation is the most important pedogenic process in the profile studied. Its clay mineralogy is characterized by chlorite/vermiculite species with increasing chlorite component downward. The amount of carbonate minerals strongly increases in the lower part of the profile resulting in an abrupt rise in soil pH within a small distance. The Pb content of the soil profile exceeds the natural geochemical background only in the Ao horizon, and its amount decreases with depth in the profile without correcting for differences in bulk density, suggesting the binding of Pb to soil organic matter. According to the sequential extraction analysis the organic matter and carbonate content of the soil have the most significant effect on lead distribution. This effect varies in the different soil horizons. Lead adsorption experiments were carried out on whole soil samples, soil clay fractions, as well as on their carbonate and organic matter free variant. The different soil horizons adsorb lead to different extents depending on their organic matter, clay mineral and carbonate content; and the mineralogical features of soil clays significantly affect their lead adsorption capacity. The clay fraction adsorbs 25 more lead than the whole soil, while in the calcareous subsoil a significant proportion of lead is precipitated due to the alkaline conditions. 10 and 5 of adsorbed Pb can be leached with distilled water in the organic matter and clay mineral dominated soil horizons, respectively. These results suggest that soil organic matter plays a decisive role in the adsorption of Pb, but the fixation by clay minerals is stronger.*This study was presented at the 20th European SEGH conference in Debrecen, Hungary, 2002.     

森林土壤对几种重金属污染的"记忆"效应

采用一定浓度(40～120 mg·L-1)Cd、Cr、Pb的氯化物溶液多次浇灌森林土壤,研究受以前污灌影响而导致某次污灌后土壤对重金属的吸持率下降的效应--"记忆"效应.结果表明土壤对Cr和Pb环境容量大,"记忆"效应不明显.多次浇灌CrCl3溶液后,土壤剖面20 cm以下采样点约99%的Cr被土壤吸持;3次浇灌PbCl2后各采样点Pb浓度下降率维持在85%以上,但污灌次数进一步增加,则土壤的吸持率下降.Cd的环境容量较小,增加投入会很快使土壤上层对其吸附达到饱和,吸附带随之下移,对地下水的安全构成威胁.     

吸附反应时间对除草剂阿特拉津吸附行为的影响

采用批量动态实验方法,对潮土中阿特拉津吸附特征随吸附反应时间变化进行了研究。结果表明,土壤吸附的阿特拉津量随反应时间的变化符合双曲线函数关系。在50μg·L-1～2000μg·L-1浓度系列下,在48h内,土壤颗粒对阿特拉津的吸附属于快反应,土壤吸附的阿特拉津量随吸附反应时间呈指数上升,为吸附实验结束(168h)时土壤吸附阿特拉津总量的58%到90%。当吸附反应时间超过48h后,随反应时间增加,土壤吸附阿特拉津量差异变化不显著。阿特拉津在潮土颗粒和土壤溶液中的相分配可用Freundlich方程描述。吸附容量因子Kf与吸附反应时间之间有极显著的线性正关系(r2=0.9063**,p<0.0001)。无量纲的非线性因子n与吸附反应时间之间也具有显著的线性负关系(r2=0.5666*,p=0.0192)。