不同類型土壤對(duì)重金屬的吸附特性.doc

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1、景麗潔等：不同類型土壤對(duì)重金屬的吸附特性247不同類型土壤對(duì)重金屬的吸附特性景麗潔，王敏*吉林化工學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，吉林吉林132022摘要：為了解重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為確定土壤環(huán)境容量和治理土壤重金屬污染提供理論依據(jù)，采用室內(nèi)試驗(yàn)方法研究了采自山東的棕壤、黑龍江的黑土、陜西的黃棕壤和山西的褐土吸附Cu2+、Pb2+和Cd2+的特性及溶液pH、外加腐殖酸、溶液中重金屬初始含量對(duì)吸附的影響。由振蕩平衡法進(jìn)行吸附試驗(yàn)，原子吸收分光光度法測(cè)定平衡溶液中重金屬的吸光度值。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著溶液中Cu2+、Pb2+和Cd2+含量的增大，4種土壤對(duì)Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量逐

2、漸增大。溶液pH值對(duì)土壤吸附重金屬的影響因土壤性質(zhì)和重金屬特性的不同而不同。加入腐殖酸，4種土壤對(duì)Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量明顯減少。不同吸附模型擬合結(jié)果表明，4種土壤對(duì)Pb2+的吸附等溫線都符合Langmuir方程和Freundlich方程，對(duì)Cu2+吸附等溫線擬合的Langmuir方程和Freundlich方程的相關(guān)性不理想，對(duì)Cd2+吸附等溫線擬合符合Freundlich方程。關(guān)鍵詞：土壤；鎘；鉛；銅；吸附中圖分類號(hào)：X131.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2008）01-0245-04景麗潔等：不同類型土壤對(duì)重金屬的吸附特性247近年來，環(huán)境污染和生態(tài)破壞

3、嚴(yán)重影響到人類的健康和生存，其中重金屬元素對(duì)環(huán)境污染的作用是不可忽視的。土壤對(duì)重金屬的吸附、解吸控制著其在土壤中的濃度、活性、生物有效性和毒性，是20世紀(jì)60年代以來環(huán)境科學(xué)研究的一個(gè)活躍領(lǐng)域[1-8]。鉛是環(huán)境中主要的重金屬元素之一，在不同土壤中吸附、解吸特性因土壤性質(zhì)，環(huán)境因素的不同而存在很大差異[9-10]。鎘在體內(nèi)的生物半衰期長達(dá)10～30a之久，近年來研究表明，長期低水平接觸鎘可引起機(jī)體免疫功能改變，從而導(dǎo)致多種疾病發(fā)生，被美國毒物管理委員會(huì)（ATSDR）列為第六位危害人體健康的有毒物質(zhì)。因此土壤對(duì)鎘的吸附，特別是根際微區(qū)土壤環(huán)境的特異性以及根際中鎘的化學(xué)行為成為研究的熱點(diǎn)[11

4、-12]。銅屬于微毒類重金屬，攝入過量易引起中毒，土壤對(duì)Cu的吸附-解吸是影響土壤系統(tǒng)中Cu的移動(dòng)性和歸宿的主要過程[13]。目前國內(nèi)對(duì)土壤重金屬的污染研究多注重于南方土壤，本研究選取位于北方地區(qū)的山東、黑龍江、陜西和山西的棕壤、黑土、黃棕壤和褐土4種土壤，探討不同類型土壤對(duì)銅、鉛、鎘3種元素的吸附特性，為尋找降低土壤中重金屬的生態(tài)效應(yīng)，修復(fù)重金屬污染提供理論基礎(chǔ)。為制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，確定土壤環(huán)境容量提供科學(xué)依據(jù)[14-15]。1材料與方法1.1主要儀器和試劑HZQ-C空氣浴振蕩器（哈爾濱東明醫(yī)療儀器廠）；TDL-50B臺(tái)式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；TAS-986原子吸收分光光度計(jì)（北京普

5、析通用儀器有限責(zé)任公司）；MDS-2003F微波消解儀（上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）；pHS-3C數(shù)顯酸度計(jì)（上海宇隆儀器有限公司）。銅粉（優(yōu)級(jí)純99.8％，上海二冶實(shí)業(yè)開發(fā)公司分裝）；鎘（高純?cè)噭?9.999%，中國醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司）；鉛粉（99.9％，上海第二冶煉廠）。1.2土壤樣品采集及理化性質(zhì)測(cè)定試驗(yàn)所用土壤分別采自山東省鄒城市中心鎮(zhèn)、黑龍江省雙鴨山市農(nóng)場(chǎng)五隊(duì)、陜西省興平市田阜鄉(xiāng)和山西省忻州市。采樣深度為0～100cm，風(fēng)干后過2mm篩。土壤pH值和電導(dǎo)率（EC）值分別在25℃下用pH計(jì)及電導(dǎo)率儀測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)（OM）按國標(biāo)法(GB9834-88)測(cè)定。土壤中重金屬本底

6、值采用微波消解-原子吸收分光光度法測(cè)定。1.3土壤對(duì)重金屬吸附特性試驗(yàn)及重金屬測(cè)定方法采用振蕩平衡法進(jìn)行吸附試驗(yàn)，稱取土樣每份1.0000g于60mL聚乙烯塑料瓶中；調(diào)每份土樣溶液的pH值，向每份樣品中各加入初始濃度為50、100、150、200、300、400、600、800mg·L-1的重金屬標(biāo)準(zhǔn)混合系列溶液各50mL；在室溫下振蕩8.0h，離心，吸取上清液10mL于50mL容量瓶中，加1滴1.0mol·L-1HNO3溶液，用去離子水定容，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度值。2結(jié)果與分析2.1土壤理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果土壤pH值、EC值、OM、銅含量(wCu)、鎘含量景麗潔等：不同類型土壤對(duì)

7、重金屬的吸附特性247(wCd)和鉛含量(wPb)測(cè)定結(jié)果如表1所示。表1供試土壤基本理化性質(zhì)Table1Thebasicphysicsandchemistrypropertyofthesoils土壤類型采樣地點(diǎn)pHwOM/(g·kg-1)EC/μswCu/(mg·kg-1)wCd/(mg·kg-1)wPb/(mg·kg-1)棕壤山東鄒城8.755.9637.9721.05.567.5黑土黑龍江雙鴨山7.4242.805