论文部分内容阅读
近年来,我国西南岩溶区土壤重金属镉污染问题日益突出。开展土壤重金属镉的吸附与解吸规律研究,有利于弄清不同岩溶土壤类型中镉的环境化学行为,对评价镉在实际环境中的影响具有重要意义。因此,本文选择了3中典型岩溶区土壤(棕色石灰土、黑色石灰土和红色石灰土),采用室内静态批试验的方法,详细研究了镉离子在石灰性土壤中的吸附解吸特性,并进一步探讨了镉的吸附解吸机理。主要结论如下:1)石灰性土壤中Cd2+的等温吸附曲线随平衡浓度的增加呈非线性增长,等温吸附过程可分为快速吸附阶段和慢速吸附阶段。Langmuir和Freundlich方程均能很好地描述三种石灰性土壤对Cd2+的等温吸附过程,其中Freundlich方程的拟合效果最优。Cd2+的石灰土上的吸附随时间变化表现三阶段吸附模式,分别为快速反应段、慢速反应段和吸附平衡段,且三种石灰土的吸附动力学过程均十分符合准二级动力学模型。综合比较三种石灰土的吸附特性发现,黑色石灰土对Cd2+的饱和吸附量最大、吸附结合能最强,其次为棕色石灰土,红色石灰土最差。2)Cd2+的解吸能力与其吸附能力相反,吸附作用越强则其解吸能力越差,三种石灰土解吸能力强弱顺序为红色石灰土>棕色石灰土>黑色石灰土。各土壤中Cd2+的解吸率随初始浓度的增加均呈现先减后增的特点,这反应了土壤与Cd2+结合强度的变化。棕、黑色石灰土中Cd2+的解吸存在明显的滞后现象,其滞后指数分别为1.14和1.10;而红色石灰土的解吸等温线无明显滞后。根据解吸曲线特征可将解吸动力学过程分为初期的快速反应阶段和后期的慢速反应阶段,准二级动力学模型对三种石灰土中Cd2+的解吸拟合效果最好。3)石灰性土壤中Cd2+的吸附机理因土壤类型的不同而有所差异。棕色石灰土和黑色石灰土对Cd2+的结合机制主要为化学键吸附和化学沉淀吸附作用,而红色石灰土的吸附机理以静电吸附为主。Cd2+在石灰土表面的解吸机理与其吸附机理密切相关,其解吸机制主要为热动力扩散作用和离子交换作用。