江汉平原沉积物中磷酸盐与砷的竞争吸附机制

发布时间：2020-12-22 19:52

　　选取江汉平原沙湖原种场为研究区,钻凿1个深度为30 m的钻孔,选取深度分别为12.0、17.4、20.1、26.1 m的沉积物,进行沉积物物理特性、矿物学特征及化学组分分析,研究了As（Ⅲ）和As（Ⅴ）与磷酸盐(PO₄^3-)在沉积物表面上的竞争吸附过程,探究了PO₄^3-对砷在浅层地下水中迁移的影响机制.结果表明:沙湖试验场沉积物主要以石英、长石和粘土矿物为主.砷在富含有机质、铁铝氧化物及比表面积大的粘土层沉积物中更易富集.PO₄^3-与As（Ⅴ）和As（Ⅲ）在沉积物表面上存在竞争吸附,且沉积物对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的吸附遵循拟二级动力学方程.PO₄^3-对沉积物吸附As（Ⅲ）的抑制效果更明显,表明As（Ⅲ）比As（Ⅴ）更具有迁移性.深度为20.1 m处的沉积物为细砂,其比表面积较小,吸附在此沉积物上的砷不稳定,更容易释放到地下水中. 

【文章来源】：中南民族大学学报(自然科学版). 2020年04期

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

沉积物扫描电镜图

沉积物吸附砷的吸附量随时间变化结果见图2.由图2可知:PO 4 3- 抑制沉积物对As(Ⅴ)和As(Ⅲ)吸附,且延迟As(Ⅴ)和As(Ⅲ)达到吸附平衡的时间.当PO 4 3- 初始浓度越高,沉积物对As(Ⅴ)和As(Ⅲ)吸附量越少,As(Ⅴ)和As(Ⅲ)达到吸附平衡的时间越长.沉积物对As(Ⅴ)的吸附量略高于As(Ⅲ),可能是由于沉积物中铁(氢)氧化物对As(Ⅴ)的亲和力大于As(Ⅲ).沉积物吸附As(Ⅴ)和As(Ⅲ)符合拟二级动力学模型(图3),拟合后通过计算出的动力学模型参数结果见表2,其拟合相关系数大于等于0.99.

沉积物吸附As(Ⅴ)和As(Ⅲ)符合拟二级动力学模型(图3),拟合后通过计算出的动力学模型参数结果见表2,其拟合相关系数大于等于0.99.表2评估沉积物吸附砷动力学模型参数Tab.2 Evaluation of sediment adsorption arsenic kinetic model parameters As ρ(PO 4 3- )/(mg·L-1) 最大吸附量/(μg·g-1) 拟二级动力学 Qe/(μg·g-1) k2 R2 As(Ⅴ) 0 19.25 20.00 0.06 1.00 1 17.76 16.67 0.07 1.00 2 17.32 16.67 0.06 1.00 5 16.92 16.67 0.05 0.99 As(Ⅲ) 0 18.13 20.00 0.05 1.00 1 17.33 16.67 0.04 0.99 2 17.00 16.67 0.03 0.99 5 16.51 16.67 0.03 0.99

【参考文献】：
期刊论文
[1]江汉平原高砷含水层沉积物地球化学特征[J]. 李红梅,邓娅敏,罗莉威,王焰新,段艳华,董创举,甘义群.  地质科技情报. 2015(03)



本文编号：2932331