吉林省西部不同盐碱化土壤对Cd吸附解吸特性的研究

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随着农业生产的发展,重金属通过污水灌溉、化肥施用和地表径流等多种途径进入农田土壤,重金属在土壤中具有持久性,且会通过食物链逐级传递转移到人体内,危害人体健康。Cd是农田表层土壤中主要的重金属污染因子,许多地区土壤Cd含量远远超过土壤区域背景值。本研究以吉林省西部地区轻度盐碱化土壤、中度盐碱化土壤、重度盐碱化土壤,3种不同盐碱化程度土壤为供试样品,通过批量平衡试验,研究Cd在3种供试土壤中的吸附-解吸特性,以及背景液不同Al3+、Ca2+、Na+离子浓度及添加生物质炭对Cd吸附-解吸行为的影响,主要研究结果如下:(1)Cd在3种不同盐碱化土壤中的吸附过程均呈现为先快后慢的趋势,平衡吸附量分别为704.000、749.000、768.000 mg·kg-1,吸附速率为:重度盐碱化土壤>中度盐碱化土壤>轻度盐碱化土壤,准二级动力学方程对其拟合效果更佳;Cd解吸同吸附呈现相同的趋势,最终解吸量分别为62.200、66.800和69.240 mg·kg-1。(2)Cd在3种供试土壤上的吸附的能力为:重度盐碱化土壤>中度盐碱化土壤>轻度盐碱化土壤,且随着Cd浓度的增加3种供试土壤的Cd吸附量均逐渐增大,用Langmuir模型拟合效果较好;Cd解吸量大小顺序与吸附呈现相同的趋势,轻度、中度、重度盐碱化土壤的解吸率分别为15.2%、14.5%和13.7%,说明Cd比较难解吸。(3)试验温度15℃、25℃、35℃下,Cd在3种供试土壤上的吸附/解吸热力学参数ΔGo<0,说明反应是自发的,且温度越高3种土壤对Cd的吸附反应自发性越强;ΔHo>0,说明反应是吸热、ΔSo>0,说明反应是无序的。(4)在Al3+(00.20 mol·L-1)、Ca2+(00.20 mol·L-1)、Na+(00.20 mol·L-1)范围内,随着Al3+、Ca2+、Na+离子添加量的增大,3种供试土壤对Cd的吸附量均有所下降;在相同的吸附条件下,随着Al3+、Ca2+、Na+离子添加量的增大,3种供试土壤对Cd的解吸量均有所增加。(5)添加生物质炭,3种土壤对Cd的吸附量均增加,分别由未添加生物质炭时的648.000、699.500和748.000 mg·kg-1,增加至生物质炭添加量为0.05 g(10%)时的788.000、832.000和883.5.00 mg·kg-1;解吸量均有所下降,分别由未添加生物质炭时的66.800、72.800和77.000 mg·kg-1下降至48.000、54.8000和58.400 mg·kg-1
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