土壤中矿山药剂(黄药)-Pb体系的吸附特征研究

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有机矿山药剂已成为金属矿区除重金属外的另一类重要污染物。有机矿山药剂本身毒性较大,其随着矿山废水向土壤渗透和向地下迁移的过程中,可以络合土壤中的重金属,改变重金属的迁移过程,加大重金属的迁移距离,从而有可能形成更严重的复合污染。因此,探明土壤中矿山药剂的行为及其对土壤吸附重金属的影响规律对于矿山药剂.重金属复合污染控制将有重要意义。本论文通过等温静态吸附试验研究了水稻土、菜地土和石灰性土对乙基黄原酸钾(黄药)的吸附行为以及黄药对土壤吸附、解吸Pb的影响,分别考虑了时间、Pb和黄药初始浓度、pH值因素,并结合动力学方程和吸附等温方程进行分析。结果表明,黄药在三种土壤的吸附平衡时间为96 h。准二级动力学方程可以较好描述水稻土和菜地土吸附过程,石灰性土则采用S曲线模型拟合,三种土壤对黄药的平衡吸附量依次为菜地土(2.303 mg·g-1)>水稻土(1.212 mg·g-1)>石灰性土(1.194 mg·g-1)。Freundlich和Langmuir吸附等温方程均适合描述黄药初始浓度对三种土壤吸附黄药的影响,各处理对黄药的最大吸附量qm依次为菜地土(8.084 mg·g-1)>水稻土(5.264 mg·g-1)>石灰性土(3.966mg·g-1),可见菜地土对黄药吸附量最大。在pH为4-6范围内,均有利于三种土壤对黄药的吸附。由此推断土壤的pH值和有机质含量对土壤吸附黄药起着重要作用,菜地土和水稻土的pH值较低,土壤有机质含量较高,均有利于黄药的吸附,而石灰性土呈碱性和较低的有机质含量则不利于黄药的吸附。土壤添加黄药后,三种土壤对Pb的吸附符合二级动力学方程,添加黄药比不添加处理对Pb的吸附量降幅依次为水稻土(22.74%)>菜地土(15.76%)>石灰性土(3.69%);同时,Freundlich比Langmuir更适合描述三种土壤的吸附过程,添加黄药比不添加处理对Pb的吸附量降幅依次为菜地土(32.54%)>水稻土(29.88%)>石灰性土(12.63%)。推论其原因是黄药在适宜的条件下,会与Pb形成络合物黄原酸铅而聚集在溶液表面减少Pb在土壤上的吸附量。黄药在碱性条件下(pH值为7-8)较易与铅形成黄原酸铅,造成土壤对Pb的吸附量下降明显。黄药和Pb的初始浓度均对黄原酸铅的生成量成正比。
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