针铁矿对羟基磷灰石溶解的影响

发布时间：2022-01-09 09:53

　　如今,磷基钝化材料已被广泛应用于重金属污染土壤的治理与修复中,但南方红壤中含有的大量铁氧化物能够与磷结合,会影响磷基材料的溶解特性。以磷基材料羟基磷灰石（HAP）和针铁矿（GTT）为研究对象,考察不同用量的GTT对HAP在溶液中的溶解动力学以及不同p H对HAP溶解的影响。结果表明,HAP的溶解是一个缓慢的过程。期间,溶液p H与磷酸盐表现为先增加,进而趋于平缓,并再次出现增加的趋势。随着针铁矿用量的增加,磷酸盐含量显著降低,但未显著影响溶液pH。提高溶液pH,降低了HAP溶解释放的磷酸盐,且同一pH下,高用量的GTT更利于溶液pH的增加和磷酸盐含量的降低。由此可见,针铁矿能够有效吸附固定磷酸盐,促进羟基磷灰石的溶解。 

【文章来源】：安徽农学通报. 2020,26(17)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

不同用量GTT对HAP溶解过程中溶液p H和磷酸盐的影响

如图2所示，在pH4.5时，随着针铁矿用量的增加，溶液pH微弱增加；在p H5.5和6.5时，随着GTT用量的增加，溶液p H显著增加。如p H5.5时，MGH和HGH处理溶液p H较HAP处理分别增加0.18和0.56个单位。另外，对于同一处理，溶液p H与初始溶液p H大小相一致；而且相较于初始p H(4.5、5.5和6.5），溶液p H在初始p H为4.5时提高幅度显著高于p H为5.5和6.5时的增加幅度，这可能是由于低p H下，更能够促进HAP的溶解，消耗大量的H+（公式1）。此外，在p H4.5下，HAP处理磷酸盐含量最高，达到75.1mg/L，且随着溶液p H的增加到6.5，溶液中磷酸盐含量显著降低到4.16mg/L。随着GTT用量的增加，溶液中磷酸盐含量显著降低，其中p H5.5时，HGH处理较HAP处理溶液磷酸盐含量降低88.9%。同样，在LGH、MGH和HGH处理中，磷酸盐含量也随着溶液p H的增加而降低，其中HGH处理磷酸盐含量从p H4.5时的61.8mg/L降低到p H6.5时的0.05mg/L。本试验中，随着GTT用量的增加，溶液p H增加的原因是GTT呈微碱性，其在溶液中可以形成≡Fe-OH基团（公式5），消耗H+[12-14]。同时，增加GTT用量能够更有效地降低体系磷酸盐，促进HAP溶解，释放更多的OH-。与不同用量GTT对HAP溶解的影响试验结果一致，增加GTT用量有助于溶液磷酸盐含量的显著降低，这有助于降低HAP在环境中的磷释放风险。尤其是HAP处理中磷酸盐含量最低达到4.16mg/L(pH=6.5），是《地表水环境质量标准GB3838-2002》中的Ⅴ类水总磷含量0.4mg/L高出10.4倍，然而HGH处理使磷酸盐含量削减到0.05mg/L，低于Ⅰ类水标准。因此，当HAP应用到红壤中时，由于土壤中大量的铁氧化物存在可以显著降低磷释放导致的水体富营养化风险。


本文编号：3578479