鹽堿化過程對鎘地球化學行為的影響研究.pdf

1、實驗分析了堿性條件下,土壤主要成分粘土礦物、鐵錳氧化物以及有機質(zhì)(胡敏酸)對鎘的吸附解吸特征,以及無機鹽的種類和濃度對吸附過程的影響;探討了無機鹽陰陽離子的鎘吸附影響,試圖揭示無機鹽對土壤中鎘的地球化學行為有明顯影響的機理。所得主要研究結(jié)果如下:1.pH值對蒙脫石和伊利石吸附鎘影響顯著,當pH值從7增加到9時,蒙脫石和伊利石對鎘的吸附量分別由5.26mg.g-1和3.84mg.g-1增加到7.24mg.g-1和7.02mg.g-1。;隨

2、著兩種粘土礦物用量的增加,相對吸附量有降低的趨勢;吸附量隨著反應(yīng)時間的增加而增大,當反應(yīng)時間超過6h,吸附量不再增加,吸附趨于平衡。在pH9時,可溶性無機鹽陽離子對粘土礦物的影響較大:同種無機鹽陽離子對粘土礦物解吸鎘的影響隨著濃度的增加而增大,不同無機鹽陽離子在相同濃度條件下,對粘土礦物解吸鎘的影響依次為氯化鎂>氯化鈣>氯化鉀>氯化鈉;可溶性無機鹽陰離子對粘土礦物解吸鎘的影響復雜,氯化鈉、硝酸鈉促進蒙脫石和伊利石對鎘的

3、解吸,碳酸鈉、磷酸鈉、硫酸鈉由于陰離子與鎘離子結(jié)合產(chǎn)生沉淀,最終促進了對蒙脫石和伊利石對鎘吸附。2.在pH值從酸性到近中性的范圍內(nèi),兩種氧化礦物對鎘的吸附量增加較快,然后在堿性條件下吸附量保持著最大值;反應(yīng)前后兩種氧化礦物的溶液的pH值均有不同程度的變化,其中針鐵礦和軟錳礦的臨界pH值分別為8和6.5;兩種礦物對鎘的吸附在6小時左右達到了吸附平衡,吸附等溫線都較好的符合Freundlich等溫方程式;隨著兩種氧化物用量的增加,其吸附量也

4、有增加;室溫下,針鐵礦和軟錳礦對鎘的吸附效果較好。陽離子對Fe2O3和MnO2吸附鎘的影響強度依次為Ca2+>K+>Na+。當無機鹽陰離子的濃度很低時,由于Na+和Cd2+的競爭吸附占主要位置,使Fe2O3和MnO2吸附鎘的量有所降低,溶液中鎘的含量增加。隨著陰離子濃度的增加,陰離子的作用越來越顯著,對于Cl-、NO4-,當濃度增加時,Fe2O3和MnO2對鎘的吸附量降低;對于CO32-、H2PO4-、HSO4-,通過競爭吸

5、附和水解等作用,形成沉淀吸附。3.胡敏酸具有較強吸附鎘的能力,可以用Langmuir吸附模和Temkin吸附模型很好的擬合其等溫吸附過程(R分別為0.9809**和0.9816**);在60min內(nèi)的快速反應(yīng)階段和60min至6小時間的慢速反應(yīng)階段,胡敏酸對鎘的吸附量分別為2.895mg/g和-3.342mg/g,吸附反應(yīng)平衡前6小時的動力學過程可以用Elovich方程進行很好的擬合(R為0.9285**);隨著pH增加,吸附率表現(xiàn)出逐