山东省典型土壤对重金属的吸附/解吸及其结合机理的研究
发布时间：2021-01-10 04:20
近年来,城镇化和工业化的高速发展,在给人们带来福利的同时,包括工业生产、矿区采矿、农业、居民生活等在内的人类活动也带来了一系列严重的环境问题。重金属污染因其污染的范围广、持续时间较长、污染较隐蔽、危害性较大且不易被降解等特点,己经成为当今世界上危害最严重且污染面积最广的环境问题之一。因此,探究土壤中重金属的吸附/解吸及其迁移转化规律,对于土壤修复和防治环境污染具有极其重要的理论指导意义。本文主要研究了山东省典型土壤褐土（CS）、棕壤（BS）、潮土（FS）以及盐碱土（SS）对汞的吸附解吸及其结合机理。同时还研究了黄河三角洲的典型盐碱土对七种重金属（Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg）的吸附解吸,黄河三角洲的五个采样点主要包括东营市的东营区（DY）、河口区（HK）、垦利县（KL）以及滨州的两个采样点（BZ1和BZ2）。在本研究中,我们得出了以下结论:1.山东省四种典型土壤对重金属汞的吸附解吸及其结合机理的研究山东省四种典型土壤对重金属Hg（Ⅱ）吸附能力的大小顺序依次为:CS>>BS>FS>SS,其吸附能力随着土壤中的有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）、铁...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１．四种土壤对汞的等温吸附曲线（ＣＳ：褐土，ＢＳ：椋壤，ＦＳ：潮土，ＳＳ：??盐碱土）??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１．?Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｍｅｒｃｕｒｙ?ｉｎ?ｆｏｕｒ?ｓ?
壤的ｐＨ值、有机物质以及矿物组成等，还与重金属离子本身的特性密切相关。??因此，重金属在四种土壤中的吸附解吸差异是这些影响因素综合作用的结果。褐??土、盐碱土、棕壤和潮土四种土壤的基本理化性质如表３－２。由图３－１知，Ｈｇ（ＩＩ）??在四种土壤中吸附能力的大小顺序为褐土?＞棕壤?＞?潮土?＞盐碱土。由表３－２??的结果可知，与其他三种土壤相比较而言，褐土具有最大的比表面积（３２．８６?ｍ２／ｇ），??最高的有机质（１．６５％）和阳离子交换量（１２．４３?ｃｍｏｌ／ｋｇ?ｓｏｉｌ）含量。土壤的比??表面积决定着土壤的吸附能力，土壤的比表面积越大，其吸附能力也越强（Ａｈｍａｄ??ｅｔａｌ．?２０１２）。而有机质作为土壤中的主要有机物质，在土壤吸附重金属Ｈｇ（ＩＩ）的??过程中起着很重要的作用（Ｍｉｒｅｔｚｋｙ?ｅｔ?ａｌ．?２００５；?Ｓｏａｒｅｓ?ｅｔ?ａｌ．?２０１５；?Ｔｅｉｓｓｅｒｅｎｃｅ?ｅｔ??ａｌ．?２０１４）。这不仅是因为Ｈｇ（ＩＩ）和Ｏ官能团及Ｎ官能团具有亲和力（Ｓｋｙｌｌｂｅｒｇ?ｅｔ??ａｌ．?２０００），而且因为有机碳可以为Ｈｇ（ＩＩ）的滞留提供重要的吸附位点（Ｌｉｕｅｔａｌ．??２０１６；?Ｏｂｒｉｓｔｅｔａｌ．?２００９）。阳离子交换量则反映了土壤中负电荷的存在，代表了??土壤吸附离子的能力。通常，阳离子交换量越大，离子的吸附能力也就越强??（Ｓｈａｈｅｅｎｅｔａｌ．?２０１３）。另一方面
图３－３．四种土壤对Ｈｇ（ＩＩ）的解吸量与吸附量的关系??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３．?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ａｍｏｕｎｔ?ａｎｄ?ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ａｍｏｕｎｔ??Ｈｇ（ＩＩ）在四种土壤中的解吸曲线如图３－３所示，图３－３的结果显示Ｈｇ（ＩＩ）的解吸??量与吸附量明显呈线性关系。即随着吸附量的增加，其解吸量也随之增加，两者??的关系式如表３－３所示。这与吸附过程有关，随着土壤吸附量的增加，土壤对Ｈｇ（ＩＩ）??的专性吸附会呈现下降的趋势，交换吸附的Ｈｇ（ＩＩ）会增多。当土壤中重金属浓度??达到较高的水平时，使得吸附在低位能点的Ｈｇ（ＩＩ）相对较容易会被解吸下来，土??壤吸附态汞的解吸量也因此逐渐增加。图３－３中也显示出四种土壤对Ｈｇ（ＩＩ）的解吸??率的大小顺序为：褐土?＞棕壤?＞?潮土＞盐碱土，这一结果可能与四种土壤不??同的电荷性质以及粒径构成有关。邹献忠等（２００４）研究结果表明在可变电荷土??壤中汞离子往往比恒电荷土壤更容易被解吸。同时，也有相关研究表明土壤汞的??含量对土壤砂粒百分含量有较高的负荷载（王定勇等，１９９８），当土壤中的砂粒??含量较高时
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河三角洲土壤盐渍化与地下水特征关系研究[J]. 吕真真,杨劲松,刘广明,李金彪,刘洪强,李兵. 土壤学报. 2017(06)
[2]黄河三角洲表层土壤重金属元素的空间分布及其影响因素[J]. 缪雄谊,郝玉培,阳莲锦,叶思源,陈伟海,王珽,陈宏峰,黄保健. 海洋地质与第四纪地质. 2016(01)
[3]黄河三角洲表层土壤重金属环境质量评价[J]. 缪雄谊,叶思源,郝玉培,阳莲锦,陈伟海,黄保健,沈利娜. 海洋科学. 2016(02)
[4]盐碱化土壤对铅的吸附特性[J]. 杨艳琴,王莉霞,张宏忠,赵继红. 江苏农业学报. 2015(05)
[5]全国土壤污染状况调查公报[J]. 中国环保产业. 2014(05)
[6]黄河口湿地表层沉积物中重金属的分布特征及其影响因素[J]. 刘淑民,姚庆祯,刘月良,单凯,张晓晓,陈洪涛,于志刚. 中国环境科学. 2012(09)
[7]黄河三角洲新生湿地土壤金属元素空间分布特征[J]. 于君宝,董洪芳,王慧彬,陈小兵,谢文军,毛培利,高永军,单凯,陈景春,马向明. 湿地科学. 2011(04)
[8]黄河三角洲道路沿线土壤中重金属污染物的分布与评价[J]. 车驰,齐伟,斯钧浪,李云强,闫勇. 安徽农业科学. 2009(21)
[9]Adsorption of mercury on laterite from Guizhou Province,China[J]. YU Xiaohong1,2,ZHU Lijun3,GUO Baiwei4,HE Shouyang1,2 1.The State Key Laboratory of Environmental Geochemistry,Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guiyang 550002,China.2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3.Key Laboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention,Ministry of Education,Guiyang 550003,China 4.College of Civil Engineering and Building Construction of Guizhou University,Guiyang 550003,China. Journal of Environmental Sciences. 2008(11)
[10]A Comparative Analysis of Environmental Quality Assessment Methods for Heavy Metal-Contaminated Soils[J]. LI Wei-Xin1,2,ZHANG Xu-Xiang1,2,WU Bing1,SUN Shi-Lei1,CHEN Yan-Song3,PAN Wen-Yang1,ZHAO Da-Yong1 and CHENG Shu-Pei1 1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210093(China).2Nanjing Institute of Environmental Sciences,State Environmental Protection Administration,Nanjing 210042(China) 3Department of Biology,Anhui Institute of Education,Hefei 230061(China). Pedosphere. 2008(03)
博士论文
[1]干旱区绿洲灌漠土重金属吸附—解吸机理及其应用研究[D]. 王胜利.兰州大学 2008
硕士论文
[1]黄河三角洲潮间带沉积物重金属赋存形态的研究[D]. 白丽丽.首都经济贸易大学 2015
[2]溶解性有机质对土壤吸附汞的影响及其机理的研究[D]. 张孟孟.山东大学 2011
本文编号：2968047
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１．四种土壤对汞的等温吸附曲线（ＣＳ：褐土，ＢＳ：椋壤，ＦＳ：潮土，ＳＳ：??盐碱土）??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１．?Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｍｅｒｃｕｒｙ?ｉｎ?ｆｏｕｒ?ｓ?
壤的ｐＨ值、有机物质以及矿物组成等，还与重金属离子本身的特性密切相关。??因此，重金属在四种土壤中的吸附解吸差异是这些影响因素综合作用的结果。褐??土、盐碱土、棕壤和潮土四种土壤的基本理化性质如表３－２。由图３－１知，Ｈｇ（ＩＩ）??在四种土壤中吸附能力的大小顺序为褐土?＞棕壤?＞?潮土?＞盐碱土。由表３－２??的结果可知，与其他三种土壤相比较而言，褐土具有最大的比表面积（３２．８６?ｍ２／ｇ），??最高的有机质（１．６５％）和阳离子交换量（１２．４３?ｃｍｏｌ／ｋｇ?ｓｏｉｌ）含量。土壤的比??表面积决定着土壤的吸附能力，土壤的比表面积越大，其吸附能力也越强（Ａｈｍａｄ??ｅｔａｌ．?２０１２）。而有机质作为土壤中的主要有机物质，在土壤吸附重金属Ｈｇ（ＩＩ）的??过程中起着很重要的作用（Ｍｉｒｅｔｚｋｙ?ｅｔ?ａｌ．?２００５；?Ｓｏａｒｅｓ?ｅｔ?ａｌ．?２０１５；?Ｔｅｉｓｓｅｒｅｎｃｅ?ｅｔ??ａｌ．?２０１４）。这不仅是因为Ｈｇ（ＩＩ）和Ｏ官能团及Ｎ官能团具有亲和力（Ｓｋｙｌｌｂｅｒｇ?ｅｔ??ａｌ．?２０００），而且因为有机碳可以为Ｈｇ（ＩＩ）的滞留提供重要的吸附位点（Ｌｉｕｅｔａｌ．??２０１６；?Ｏｂｒｉｓｔｅｔａｌ．?２００９）。阳离子交换量则反映了土壤中负电荷的存在，代表了??土壤吸附离子的能力。通常，阳离子交换量越大，离子的吸附能力也就越强??（Ｓｈａｈｅｅｎｅｔａｌ．?２０１３）。另一方面
图３－３．四种土壤对Ｈｇ（ＩＩ）的解吸量与吸附量的关系??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３．?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ａｍｏｕｎｔ?ａｎｄ?ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ａｍｏｕｎｔ??Ｈｇ（ＩＩ）在四种土壤中的解吸曲线如图３－３所示，图３－３的结果显示Ｈｇ（ＩＩ）的解吸??量与吸附量明显呈线性关系。即随着吸附量的增加，其解吸量也随之增加，两者??的关系式如表３－３所示。这与吸附过程有关，随着土壤吸附量的增加，土壤对Ｈｇ（ＩＩ）??的专性吸附会呈现下降的趋势，交换吸附的Ｈｇ（ＩＩ）会增多。当土壤中重金属浓度??达到较高的水平时，使得吸附在低位能点的Ｈｇ（ＩＩ）相对较容易会被解吸下来，土??壤吸附态汞的解吸量也因此逐渐增加。图３－３中也显示出四种土壤对Ｈｇ（ＩＩ）的解吸??率的大小顺序为：褐土?＞棕壤?＞?潮土＞盐碱土，这一结果可能与四种土壤不??同的电荷性质以及粒径构成有关。邹献忠等（２００４）研究结果表明在可变电荷土??壤中汞离子往往比恒电荷土壤更容易被解吸。同时，也有相关研究表明土壤汞的??含量对土壤砂粒百分含量有较高的负荷载（王定勇等，１９９８），当土壤中的砂粒??含量较高时
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河三角洲土壤盐渍化与地下水特征关系研究[J]. 吕真真,杨劲松,刘广明,李金彪,刘洪强,李兵. 土壤学报. 2017(06)
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[6]黄河口湿地表层沉积物中重金属的分布特征及其影响因素[J]. 刘淑民,姚庆祯,刘月良,单凯,张晓晓,陈洪涛,于志刚. 中国环境科学. 2012(09)
[7]黄河三角洲新生湿地土壤金属元素空间分布特征[J]. 于君宝,董洪芳,王慧彬,陈小兵,谢文军,毛培利,高永军,单凯,陈景春,马向明. 湿地科学. 2011(04)
[8]黄河三角洲道路沿线土壤中重金属污染物的分布与评价[J]. 车驰,齐伟,斯钧浪,李云强,闫勇. 安徽农业科学. 2009(21)
[9]Adsorption of mercury on laterite from Guizhou Province,China[J]. YU Xiaohong1,2,ZHU Lijun3,GUO Baiwei4,HE Shouyang1,2 1.The State Key Laboratory of Environmental Geochemistry,Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guiyang 550002,China.2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China 3.Key Laboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention,Ministry of Education,Guiyang 550003,China 4.College of Civil Engineering and Building Construction of Guizhou University,Guiyang 550003,China. Journal of Environmental Sciences. 2008(11)
[10]A Comparative Analysis of Environmental Quality Assessment Methods for Heavy Metal-Contaminated Soils[J]. LI Wei-Xin1,2,ZHANG Xu-Xiang1,2,WU Bing1,SUN Shi-Lei1,CHEN Yan-Song3,PAN Wen-Yang1,ZHAO Da-Yong1 and CHENG Shu-Pei1 1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210093(China).2Nanjing Institute of Environmental Sciences,State Environmental Protection Administration,Nanjing 210042(China) 3Department of Biology,Anhui Institute of Education,Hefei 230061(China). Pedosphere. 2008(03)
博士论文
[1]干旱区绿洲灌漠土重金属吸附—解吸机理及其应用研究[D]. 王胜利.兰州大学 2008
硕士论文
[1]黄河三角洲潮间带沉积物重金属赋存形态的研究[D]. 白丽丽.首都经济贸易大学 2015
[2]溶解性有机质对土壤吸附汞的影响及其机理的研究[D]. 张孟孟.山东大学 2011
本文编号：2968047
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