论文部分内容阅读
随着工农业生产的发展,土壤环境中有机、重金属污染已越来越成为环境污染的主要形式。通过对粘土矿物或土壤进行修饰,探索利用有机修饰土壤或粘土矿物消除污染物的途径已成为目前国内外研究的热点。采用单阳离子型表面修饰剂对土壤或粘土矿物进行修饰后,可以增加对有机污染物的固定修复作用,但对阳离子型重金属离子的吸附能力却有所下降,无法达到对有机污染和重金属污染兼顾治理的目的。而两性表面修饰剂具有同时吸附有机物和重金属的能力,那么将二者复配所形成的两性-阳离子复配修饰土对有机物和重金属能达到什么样的修复效果,目前尚未见报道。本文选用陕西关中地区的塿土作为供试土样,研究两性-阳离子复配修饰土对有机物与重金属单一、复合污染物的吸附能力,通过动力学、平衡吸附实验,阐明两性-阳离子复配修饰土的修饰机制,为土壤中重金属和有机物的防治提供理论依据。研究的主要结果如下:1.对苯酚的动力学实验表明,经过两性表面修饰剂(BS-12)和阳离子表面修饰剂(CTMAB)复配后对苯酚的吸附速度增加,表现为快速反应和慢速反应两个吸附阶段,总吸附速度取决于快速反应阶段。任意一种表面修饰剂BS或CT修饰比例的增加,对苯酚的各速度参数具有增大的作用。温度的升高对苯酚的吸附速度具有增温负效应作用。Elovich动力学模型是描述各供试土样吸附苯酚的最优模型,拟合参数A、B值可以用来描述吸附速度的大小。2.对苯酚的平衡吸附实验表明,经过两性表面修饰剂(BS-12)和阳离子表面修饰剂(CTMAB)复配后对单一苯酚和苯酚+Cd2+复合污染中苯酚的吸附量均高于未修饰原土和单一BS修饰土。两个温度下,经过两种表面修饰剂复配修饰后对单一苯酚的最大吸附量是原土、50BS的11.25倍左右,是100BS的2.14倍。苯酚+Cd2+复合条件下,经过两种表面修饰剂复配修饰后对苯酚的最大吸附量是原土、50BS的10倍左右,是100BS的2.35倍。增大BS或CT的修饰比例,都会使苯酚的吸附量增加。温度效应对苯酚的吸附影响不大。单一和复合条件下苯酚的热力学特征总体表现为放热熵增的过程。其吸附等温线可用Henry模型描述。3.对重金属Cd2+的动力学研究表明,经过两性表面修饰剂(BS-12)和阳离子表面修饰剂(CTMAB)复配后对Cd2+的吸附速度增加。Cd2+的动力学反应主要表现为电性引力吸附,取决于快速反应和慢速反应两个阶段。BS修饰比例的增加对Cd2+的各速度参数具有促进作用,CT修饰比例的增加Cd2+的各速度参数具有抑制作用。双常数模型是描述各供试土样吸附Cd2+的最优模型,拟合参数A、B值可以用来描述吸附速度的大小。4.对Cd2+的平衡吸附实验表明,经两性表面修饰剂(BS-12)和阳离子表面修饰剂(CTMAB)复配修饰后增强了Cd2+的吸附能力,除20℃时Cd2++苯酚复合条件下(100BS+50CT、50BS+50CT和50BS)三个修饰比例外,其余供试土样均高于未修饰的原土。增大BS的修饰比例对Cd2+的吸附具有促进作用,相反CT修饰比例的增加对Cd2+的吸附具有抑制作用。Cd2+在单一条件下,除50BS+25CT、50BS+50CT两个修饰比例外,其余供试土样均表现为放热熵减过程。复合条件下,除100BS、100BS+25CT两个修饰比例外,其余供试土样均表现为放热熵增过程。其吸附等温线可用Langmuir模型描述。