土壤中铁氧化物对铅吸附特性的影响研究

发布时间：2017-09-08 07:21

  本文关键词：土壤中铁氧化物对铅吸附特性的影响研究

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【摘要】：近年来,随着工业迅猛发展,我国土壤重金属污染问题日益凸显,各种重金属污染事件频发。影响土壤中重金属吸附-解吸和引起重金属化学形态变化的因素较多,研究该化学行为有利于了解机制的反应机理,并为土壤重金属的风险评价提供指标。本文选用上海地区广泛分布的水稻土,以当前土壤重金属污染凸显的Pb为研究目标,通过室内培养方法、吸附-解吸实验、重金属形态分析等综合研究方法,探讨重金属Pb的环境化学行为和危害性。研究内容包括土壤中铁氧化物对Pb吸附-解吸的影响；水分条件和有机质对外源重金属Pb形态转化的影响并分析在不同水分条件下铁氧化物呈现的差异性。获得的主要结论如下：1.土壤中铁氧化物对重金属铅吸附-解吸的影响通过比较原土、去非晶质氧化铁土和去游离氧化铁土,以001mol/LNaNO3作为背景电解质溶液,对三种土壤进行吸附-解吸试验,结果表明：(1)去除铁氧化物后,土壤对Pb吸附能力减小,说明土壤中铁氧化物能增加Pb2+的吸附能力。(2)三种土壤均以专性吸附为主,三种土壤的解吸能力为去游离氧化铁土去非晶质氧化铁土原土,土壤中铁氧化物能使吸附的Pb不易解吸,更为牢固。(3)用三种数学模型进行拟合,发现Langmuir方程是三种土壤(原土、去非晶质氧化铁土和去游离氧化铁土)对重金属Pb的吸附最佳拟合方程,三种土壤对重金属Pb的吸附过程主要是化学吸附或者是吸附能力很强的物理吸附。通过Langmuir方程计算出来的Pb的最大吸附量,原土为29.21 g/kg,非晶质氧化铁的贡献值为3.52g/kg,游离氧化铁的贡献值为8.32 g/kg,非晶质氧化铁对Pb吸附的贡献能力是游离氧化铁的5倍。(5)对三种土壤吸附重金属Pb后进行形态分析,原土和去非晶质氧化铁土吸附后主要转化为可交换态铅,去游离氧化铁土吸附后主要转化为可交换态铅和碳酸盐结合态铅,说明去除游离氧化铁后,土壤对重金属Pb的吸附能力降低且潜在危害性增大。2.水分条件和有机质对外源重金属铅形态转化的影响(1)原土壤中重金属Pb主要以残渣态存在,残渣态Pb的比例在50.84%。(2)黄腐酸的添加水平会影响土壤中重金属Pb的形态分布。黄腐酸的添加水平与可交换态Pb和有机结合态Pb的比例呈正相关关系,与铁锰氧化物结合态Pb的比例呈负相关关系。在三种水分条件下,添加黄腐酸均显著活化了土壤中重金属Pb,增加了Pb在土壤中的移动性。(3)用Elovich扩散方程进行拟合来表征不同水分条件下土壤中可交换态Pb的下降速率。三种水分条件下,可交换态Pb在土壤中随时间下降速率为：淹水干湿交替70%田间持水量。(4)对三种水分条件下的非晶质氧化铁和游离氧化铁的含量做显著性检验,统计结果显示,游离氧化铁的含量无显著性差异(p0.05),非晶质氧化铁的含量差异极显著(p0.01)。
【关键词】：土壤 Pb 非晶质氧化铁 游离氧化铁 水分含量 黄腐酸
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 研究背景与意义12-15
• 1.1.1 研究背景12-14
• 1.1.2 研究目的与意义14-15
• 1.2 研究现状15-22
• 1.2.1 土壤对重金属离子的吸附机制研究15-18
• 1.2.2 重金属在土壤中形态转变趋势及影响因素18-22
• 1.3 土壤铅污染修复的研究现状22-24
• 1.4 研究内容和技术路线24-25
• 1.4.1 研究内容24-25
• 1.4.2 技术路线25
• 1.5 论文的特色与创新25-27
• 第二章 土壤中铁氧化物对铅吸附-解吸的影响27-41
• 2.1 前言27-28
• 2.2 材料与方法28-29
• 2.2.1 供试土样28
• 2.2.2 主要仪器与试剂28-29
• 2.3 试验方法29-32
• 2.3.1 去非晶质氧化铁土的制备29-30
• 2.3.2 去游离氧化铁土的制备30
• 2.3.3 三种土壤对重金属铅的等温吸附-解吸试验30-31
• 2.3.4 吸附形态分析31-32
• 2.4 统计分析32
• 2.5 试验结果与分析32-40
• 2.5.1 去非晶质氧化铁土和去游离氧化铁土的基本性质及去除情况32
• 2.5.2 三种土壤对重金属Pb的等温吸附特性32-34
• 2.5.3 三种土壤pH值随平衡液中Pb~(2+)浓度的变化34-35
• 2.5.4 三种土壤对重金属Pb的解吸特性35-36
• 2.5.5 三种土壤对重金属Pb~(2+)吸附的拟合36-37
• 2.5.6 三种土壤吸附重金属Pb后形态分析37-40
• 2.6 本章小结40-41
• 第三章 水分条件和有机质对外源铅形态转化的影响41-57
• 3.1 前言41-42
• 3.2 材料与方法42-44
• 3.2.1 供试土壤42
• 3.2.2 供试黄腐酸42
• 3.2.3 主要仪器与试剂42-43
• 3.2.4 试验方法43-44
• 3.3 统计分析44-45
• 3.4 试验结果与分析45-56
• 3.4.1 外源重金属在土壤中的形态转化趋势45-50
• 3.4.2 黄腐酸添加水平对重金属Pb形态分布的影响50-51
• 3.4.3 水分条件对土壤重金属Pb形态转化的影响51-53
• 3.4.4 水分条件对重金属Pb形态分布影响的原因分析53-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 结论与应用57-60
• 4.1 研究结论57-58
• 4.2 研究应用58-59
• 4.3 不足与展望59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65

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本文编号：812651