有机质去除对名山河流域土壤粒径吸附铬（Ⅵ）的影响

论文摘要

木文以四川雅安名山河流域中部典型农业土壤紫色土、黄壤及水稻土为例,研究不同上壤类型间及不同粒径间对铬（Ⅵ）的吸附特征,同时在土壤中因有机质的影响,铬（Ⅵ）的吸附和还原反应区分比较困难,为了解土壤有机质在土壤中所起的作用,通过去除有机质对比研究不同土壤及不同粒径间的吸附特性变化,表明：酸性紫色土、中性紫色上、石灰性紫色土、黄壤和两种水稻土对铬（Ⅵ）的吸附在24h内随时间变化均可以用一个快速反应阶段和一个慢速反应阶段来描述。运用5个常用动力学方程描述6个土壤及各个粒径的吸附过程,除石灰性紫色土外,拟合均达到极显著相关。除石灰性紫色土,土壤原土及不同粒径颗粒间对铬（Ⅵ）的吸附在24h内随时间变化的规律性为表现出一致性。各个土壤及不同粒径间均以粘粒（<0.002mm）对铬（Ⅵ）的吸附优势最明显,在不同时间段内的吸附量均高于原土及其他粒径。吸附顺序的总体趋势为粘粒（<0.002mm）>粉粒（0.02mm-0.002mm）>原土>砂粒（>0.02mm）。酸性土壤中,吸附顺序有游离氧化铁含量顺序比较一致,有机质对吸附有促进作用；中性及石灰性土壤吸附顺序与游离氧化铁顺序不一致,有机质对吸附有抑制作用。酸性紫色土、中性紫色土、石灰性紫色土、黄壤和两种水稻土对铬（Ⅵ）的吸附在梯度浓度范围内,吸附量随平衡浓度的增加而增大,总体上看,均以粘粒（<0.002mm）对铬（Ⅵ）的吸附量最大,吸附优势最为明显。六种土壤以黄壤的吸附能力最强,浓度内的最大吸附量显著高于其他土壤。分别用Langmuir方程和Freundlich方程对6种土壤的等温吸附曲线进行拟合,拟合均达到显著相关。去除有机质后,酸性紫色土、石灰性紫色土、黄壤及两季田的动力学曲线呈现震荡吸附过程,即以吸附—解吸—吸附—解吸的行为进行；中性紫色土以急速吸附—解吸—少量吸附过程完成周期内吸附过程；冬水田动力学吸附曲线与未去有机质前相似,以一个快速反应和一个慢速反应直到平衡完成吸附过程。各粒径的动力学吸附规律在组内表现出一致性。运用方程描述6中土壤及各个粒径的动力学方程进行拟合,相关性均不显著。六种土壤的等温吸附曲线与未去除有机质曲线的走向一致。在平衡溶液中铬（Ⅵ）浓度较低时,吸附量随浓度增加急剧上升,吸附率在90%—100%左右。但粘粒吸附能力减弱,仅酸性紫色土和石灰性紫色土对铬（Ⅵ）以粘粒吸附最优。分别用Langmuir方程和Freundlich方程进行拟合等温吸附线,24个供试土样中部分供试上样拟合效果不显著。通过比较去除有机质前后的吸附量表明,在低pH值情况下,有机质与游离氧化铁之间对铬（Ⅵ）的吸附是相互促进的过程,而在高pH值（碱性）情况下,有机质与游离氧化铁之间存在相互抑制作用。由此可以说明pH值影响上壤吸附铬（Ⅵ）的关键因素,在较低pH条件下,吸附量主要受游离氧化铁控制,有机质对铬（Ⅵ）的吸附起到促进作用；高pH值条件下,铬（Ⅵ）的吸附以有机质还原铬（Ⅵ）为主,且对游离氧化铁吸附铬（Ⅵ）有抑制作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究进展
• 1.1.1 铬的地球化学特征
• 1.1.2 铬的环境行为
• 1.1.3 土壤中铬（Ⅵ）的吸附
• 1.2 研究目的意义
• 1.3 技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 材料与准备
• 2.1.1 土样的采集与制备
• 2.1.2 实验准备
• 2.1.3 溶液配制
• 2.1.4 不同粒径颗粒的制备
• 2.1.5 测定方法
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 不同土壤类型对铬（Ⅵ）吸附实验
• 2.3.2 不同粒径颗粒对铬（Ⅵ）吸附实验
• 2.3.3 去除有机质对铬（Ⅵ）吸附实验
• 3 结果与分析
• 3.1 不同土壤及粒径颗粒对铬（Ⅵ）动力学吸附特征分析
• 3.1.1 未去有机质不同土壤类型动力学分析
• 3.1.2 去除有机质后不同土壤类型动力学分析
• 3.1.3 未去有机质同一土壤不同粒径间动力学分析
• 3.1.4 去除有机质后同一土壤不同粒径间动力学分析
• 3.1.5 几种土壤对吸附铬（Ⅵ）动力学模型的拟合
• 3.1.6 土壤理化性质与动力学参数的相关性分析
• 3.2 不同土壤及不同粒径对铬（Ⅵ）等温吸附特征分析
• 3.2.1 未去有机质不同土壤类型等温吸附分析
• 3.2.2 去除有机质后不同土壤类型等温吸附分析
• 3.2.3 未去有机质同一土壤不同粒径间等温吸附分析
• 3.2.4 去除有机质后同一土壤不同粒径间等温吸附分析
• 3.2.5 几种土壤对吸附铬（Ⅵ）等温模型的拟合
• 3.3 土壤基本性质对铬（Ⅵ）的吸附影响分析
• 3.3.1 紫色土原土及不同粒径颗粒基本性质对吸附铬（Ⅵ）的影响
• 3.3.2 黄壤原土及不同粒径基本性质对吸附铬（Ⅵ）的影响
• 3.3.3 水稻土原土及不同粒径基本性质对吸附铬（Ⅵ）的影响
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢