茶多酚对可变电荷土壤吸附铜的影响

发布时间：2020-09-08 21:56

　　本文选取两种可变电荷土壤,应用批平衡吸附实验的方法,探究了茶多酚的添加量、铜离子初始浓度以及悬液体系pH对可变电荷土壤吸附外源铜和释放阳离子的影响。得出如下结论:(1)茶多酚的存在增强两种可变电荷土壤(砖红壤和红壤)对铜的吸附量。砖红壤和红壤对铜吸附量随茶多酚添加量增加而增加,茶多酚对砖红壤吸附铜的促进作用大于红壤。随着茶多酚添加量的继续增加,铜吸附量反而有所下降,特别是红壤。添加茶多酚后,锰的释放量大大增加,砖红壤的锰的释放量大于红壤的释放量。随着茶多酚的添加量的增加,砖红壤和红壤的锰的释放量均有所下降,释放的钙、镁离子的量也都有所下降。茶多酚带有大量的负电荷,吸附到土壤后,降低土壤表面正电荷,增加土壤表面负电荷,为了达到土壤表面电荷平衡,使得钙镁离子更不容易被释放。随着茶多酚的添加量的增加,从可变电荷土壤中释放的Fe、Al离子的量有所上升,特别是当添加量达到50 g kg-1。(2)砖红壤和红壤对铜的吸附量随着铜离子的浓度的增加而增加,茶多酚增加了两种土壤铜的吸附量。Langmuir方程和Freundlich方程都可以较好的拟合吸附等温线。茶多酚增加了砖红壤和红壤对铜的最大吸附量,分别由38.6 mmol kg-1增加到76.9 mmol kg-1和49.1 mmol kg-1增加到117 mmol kg-1。KL也相应的增加了,而且对于砖红壤增加的更多,说明茶多酚与铜在砖红壤表面的协同作用更强。随着铜离子初始浓度的增加,锰释放量也增加,铜与锰发生了竞争吸附,主要是随着铜离子初始浓度的升高,铜离子的吸附量也在升高,铜离子与钙镁离子发生了竞争吸附。随着铜离子浓度的升高,铜与茶多酚在土壤表面发生协同吸附,使得溶液中的茶多酚含量减少,对Fe、Al离子络合溶解作用减少。(3)在20 g kg-1的茶多酚存在的条件下,砖红壤和红壤对铜的吸附量都有所增加。增加量主要发生在pH为4.5附近,茶多酚在低pH增加了铜的静电吸附,高pH降低了土壤的静电吸附,以非静电吸附增加铜为主。土壤中锰以氧化物形态存在,随着pH的升高,氢离子活度不断下降,茶多酚对锰氧化物的还原作用减弱,因此释放的锰的量下降。茶多酚存在的条件下,增加了锰的释放量,茶多酚能够还原土壤中锰的氧化物。因为砖红壤比红壤表面具有更多的正电荷,茶多酚吸附到砖红壤表面,从而降低表面负电荷,使得钙镁离子释放量更少。在低pH或者高pH的条件下,悬液中游离的茶多酚高。由于茶多酚的溶解与络合作用,游离的茶多酚可以溶解络合Fe、Al离子。综上所述:茶多酚可以增加铜在可变电荷土壤表面的吸附,主要以增加非静电吸附为主。随着铜初始浓度的增加,铜的吸附量也增加,铜与茶多酚可以在土壤表面发生协同吸附。pH在4.5左右时,茶多酚对可变电荷土壤铜吸附量的增加最大。茶多酚具有还原性,可以还原土壤表面的氧化锰,从而使得土壤表面锰释放量增加,砖红壤的锰释放量显著高于红壤。茶多酚可以增加土壤表面的负电荷,从而降低土壤表面钙镁的释放,土壤表面的铁铝的释放量和溶液中未被吸附的茶多酚的量相关。茶多酚进入可变电荷土壤,对可变电荷土壤吸附铜的具有促进作用,从而降低铜的活性。
【学位单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S153
【部分图文】：

茶多酚,铜吸附,砖红壤,添加量

当未添加茶多酚时，红壤(34.4 mmol kg-1)对铜的吸附量大于砖壤(18.4 mmol kg-1)对铜的静电吸附量也大于砖红壤 (9.1 mmol 附大于红壤。静电吸附与土壤 CEC 相关，专性吸附与游离铁铝相于砖红壤，而且砖红壤的游离铁和铝含量大于红壤，砖红壤带有茶多酚的存在增强两种可变电荷土壤（砖红壤和红壤）对铜的添加量为 10 g kg-1时，红壤和砖红壤对铜的吸附量分别为 42.kg-1，红壤和砖红壤对铜吸附的增加率分别为：23.5%和 32.1%。加，红壤和砖红壤吸附铜的总吸附量增加，静电吸附减小，也就电吸附。随着茶多酚添加量的增加，红壤和砖红壤对茶多酚的吸附砖红壤对茶多酚的吸附量大于红壤（图 3-2），因为砖红壤游离铁，而铁铝氧化物是土壤中茶多酚的主要吸附剂。因此，在砖红壤同吸附作用更显著。酚添加量的继续增加，铜吸附量反而有所下降，特别是红壤。这茶多酚达到了饱和，此时溶液中的茶多酚与铜进行了络合，使更，从而降低了其在土壤表面的吸附。

茶多酚,添加量,铜吸附,吸附量

铜吸附量反而有所下降，特别是红壤。这是因为（图3-2）红壤吸附茶多酚达到了饱和，此时溶液中的茶多酚与铜进行了络合，使更多的铜离子留在溶液中，从而降低了其在土壤表面的吸附。图 3-1 茶多酚添加量对两种可变电荷土壤铜吸附量的影响

茶多酚,添加量,砖红壤

图 3-3 茶多酚添加量对两种可变电荷土壤释放锰的影响添加量对矿质离子释放的影响酚的添加量的增加，从可变电荷土壤中释放的 Ca、Mg 离子于钙来说，茶多酚添加量增加至 30g kg-1时，砖红壤和红壤l kg-1和0.56 mmol kg-1,与对照相比,分别下降 3.24 mmol kg-1和茶多酚添加量增加至 30g kg-1时，砖红壤和红壤的释放量分别mol kg-1，与对照相比，分别下降 1.58 mmol kg-1和 0.35mmo电荷，吸附到土壤后增加了可变电荷土壤表面负电荷的数量衡，使得土壤表面对钙金额镁离子的吸附量增加，相应的释镁的变化率比红壤更大，因为砖红壤吸附了更多的茶多酚（酚的添加量的增加，从可变电荷土壤中释放的 Fe、Al 离子的量达到 50 g kg-1。这主要是由于茶多酚的络合溶解作用所致附茶多酚达到了饱和，游离的茶多酚可以通过与 Fe、Al 离子离子的进一步溶解。

【参考文献】