粘土矿物吸附镉性能及缓解狐尾藻镉毒害效应研究
[Abstract]:Sepiolite and montmorillonite are two typical clay minerals, which have good adsorption properties, low cost, abundant reserves and friendly environment, so they have good application prospects in the field of heavy metal pollution control. The related research work has been paid more and more attention. In recent years, the use of clay minerals for heavy metal adsorption, coordination, coprecipitation and other actions to reduce the migration and bioavailability of heavy metals in the environment has become a hot research topic. Clay minerals have great application prospects in alleviating the toxicity of heavy metals to plants. On the other hand, due to the different types and quantities of surfactant functional groups, the adsorption properties and mechanisms of different clay minerals to heavy metal ions vary greatly, and their ability to alleviate plant toxicity may also be different. Especially in the real environment under the co-existence of a variety of ions under the conditions of the anti-virus ability; However, the relevant research work is still rarely reported. Therefore, it is necessary to study the surface structure of clay minerals and the influence of co-existing ions on the adsorption behavior of heavy metals, and to further investigate their effects on alleviating the toxicity of heavy metals in aquatic plants. Using natural sepiolite and montmorillonite as clay minerals, the effects of co-existing cations (Ca~ (2), K ~, Na~) and anions (H _ 2O _ 2PO _ 4 ~ (2 -), so _ (2 -) ~ (2 -), NO_3~-) on their adsorption of Cd~ (2) were studied. The difference of adsorption performance and mechanism was analyzed. On this basis, the effects of different concentrations of Cd~ (2) on biomass, chlorophyll, soluble protein and malondialdehyde were compared in the presence of two kinds of clay minerals. To explore the mechanism of clay mineral adsorption to alleviate cadmium toxicity of Foxtail algae. The main conclusions are as follows: (1) the structural characteristics of selected natural sepiolite and montmorillonite were studied by means of X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis. The results show that sepiolite and montmorillonite have similar chemical composition. In thermal analysis, the main removal of sepiolite is hydroxyl water in the structure, accounting for 71.6% of the total weight loss, while montmorillonite is mainly removed from the surface adsorbed water and pore water. 90.9% of total weightlessness; The structure of sepiolite contains a large number of structural hydroxyl groups (Si-OH,Mg-OH). (2), which indicates that the adsorption characteristics of Cd~ (2) on montmorillonite and sepiolite are significantly different from those of sepiolite. In pure water system, the adsorption effect of montmorillonite on Cd~ (2) is better than that of sepiolite, but it is better than that of montmorillonite in the compound system of nutrient solution for Cd~ (2). This is because both co-existing cations and oxygen-containing anions can strongly inhibit the adsorption of Cd~ (2) on montmorillonite, while for sepiolite, although the presence of cations and NO_3~- is not conducive to the adsorption of Cd~ (2), the adsorption of Cd~ (2) is strongly inhibited by the presence of cations and oxygen-containing anions. However, SO_4~ (2 -) can exchange ligands with Si-OH and Mg-OH in sepiolite structure, which provides a new adsorption site for Cd~ (2) to form ternary complex. The adsorption of Cd~ (2) was promoted. (3) it was found that both sepiolite and montmorillonite could alleviate the toxic effect of Cd~ (2) on aquatic plants, and the corresponding relationship between the characteristics of Cd~ (2) adsorption and its toxic effect was established. It can reduce the damage of chloroplast structure caused by Cd~ (2) and decrease the membrane peroxidation of plants, which is beneficial to the growth of aquatic plants. Due to the difference of structure and adsorption principle, sepiolite is more dominant for heavy metal adsorption in the presence of a variety of ions, so the effect of relieving toxicity is more obvious than that of montmorillonite.
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X173;X505
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,本文编号:2443994
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