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近年来,土壤重金属超标、各种有机污染如农药残留一直是困扰着我国农业生产和农产品安全的焦点问题。目前对重金属或有机污染物在土壤中的迁移、转化及归宿有了较多研究,但忽视了多种污染共存体系,尤其是重金属与有机污染共存体系中,污染物质的吸附、迁移机制。这些污染物间的相互作用,可影响其迁移转化、生物有效性和生物毒性。在我国,重金属Cd与有机磷类农药复合污染土壤较为常见。因此,本文以典型的有机磷农药草甘膦和Cd(Ⅱ)为对象,探讨两种污染物共存时,它们在代表性土壤矿物针铁矿、蒙脱石和高岭石表面的吸附行为,并借助红外光谱、等温滴定微量热及X射线光电子能谱技术,初步分析草甘膦和Cd(Ⅱ)在土壤矿物表面共吸附机理。主要研究结果如下:1.pH可影响矿物对单一污染物或复合污染物的吸附。矿物-Cd(Ⅱ)体系中,Cd(Ⅱ)的吸附量随pH的升高而增加;针铁矿-Cd(Ⅱ)-草甘膦和高岭-Cd(Ⅱ)-草甘膦体系中,Cd(Ⅱ)的吸附量随pH的升高而增加,蒙脱石-Cd(Ⅱ)-草甘膦体系中,Cd(Ⅱ)的吸附量随pH的升高先增加后减少。2.由红外光谱结果可知,草甘膦与Cd(Ⅱ)络合,通过磷酸基和羧基形成P-O-H、P-O-Fe、C-O-Fe键吸附于针铁矿表面,形成三元复合物,其化学键的强度随pH的升高而减弱;XPS数据显示,草甘膦可单独吸附于针铁矿表面,也可与Cd(Ⅱ)络合后吸附于表面;pH 3-4时,草甘膦可使针铁矿表面的负电荷缓慢增多,pH 4-8时,针铁矿表面负电荷迅速增多。在静电引力和化学络合反应的共同作用下,与针铁矿-Cd(Ⅱ)相比,Cd(Ⅱ)和草甘膦在针铁矿表面的共吸附在pH 3-4时,减弱了Cd(Ⅱ)的吸附作用,而在pH 4-8时,增强了Cd(Ⅱ)的吸附作用。3.与蒙脱石-Cd(Ⅱ)体系相比,Cd(Ⅱ)和草甘膦在蒙脱石表面的共吸附在pH 3-6时,对Cd(Ⅱ)吸附的影响不明显,而在pH 6-8时,显著降低了Cd(Ⅱ)吸附量;与高岭石-Cd(Ⅱ)体系相比,Cd(Ⅱ)和草甘膦在高岭石表面的共吸附在pH 3-5时,抑制Cd(Ⅱ)的吸附,在pH 5-8时,促进Cd(Ⅱ)的吸附。蒙脱石和高岭石吸附草甘膦后,其表面电荷缓慢下降;且共吸附红外光谱中并没发现新的吸收峰的形成。推测草甘膦和Cd(Ⅱ)在蒙脱石、高岭石表面的共吸附行为主要受静电引力控制。4.微量热数据表明,三种典型的粘土矿物对草甘膦、Cd(Ⅱ)的吸附及其共吸附过程均为放热的过程。共吸附放出的热量与草甘膦和Cd(Ⅱ)单一吸附放出的热量之和非常接近,且草甘膦吸附热远大于Cd吸附,因此可以推测,共吸附体系的热量来源主要是矿物吸附草甘膦所释放的热量。