近年来，镉污染现状和危害越来越受到人们的关注。大气、水和土壤中镉污染不断增加，尤其是水环境中镉污染事件屡有发生，直接威胁到人类的生存和发展。含镉废水主要来源于金属矿山的采选、冶炼、矿山排水、电解、电镀、农药、医药、油漆、合金、陶瓷、颜料、纺织印染等。其中冶金行业，电镀工业排放的废水中含有高浓度镉，对环境造成严重污染，产生巨大危害。 长期摄入过量的镉，会影响体内其他有益元素的效能，造成肝肾损害、肺气肿、支气管炎、内分泌失调、食欲不振、失眠、心力衰竭等问题。镉通过消化道吸收进入血液后，部分与血红蛋白结合，部分与低分子硫蛋白结合，形成镉金属硫蛋白经血液输送至肾，被肾小管重新吸收而蓄积于肾，造成肾小管再吸收障碍，低分子量蛋白质和钙质等由尿中流失，出现低分子蛋白尿，长期下去镉进入骨质取代部分钙(脱钙)，引起关节疼痛、骨折及骨骼软化和变形等。镉还会转移至动脉，使血压上升，引致血管脂肪化和动脉硬化。高血压病人尿中的镉含量较正常值高出40％。另外，镉也可能诱发前列腺癌。镉毒性是潜在性的，即使饮用水中镉浓度低至0.1 mg/L，也能在人体组织中积聚。国际癌症研究中心认为，镉是人类的致癌物，可引起肺癌和肾癌。 利用天然矿物治理污染和修复环境，建立在充分利用自然规律的基础上，体现了天然白净化作用的特点。近年来学者研究表明CaCO<,3>。对地表水体中各种重金属离子有很强的捕捉能力，以单位表面积计算，CaCO<,3>对重金属离子吸附能力是其他表生矿物的10-100倍。大理石在我国储量丰富，经过开发应用之后将成为一种更加高效低廉的矿物材料。 了解污染物在矿物组分中的分配、赋存形态及其稳定性，以及污染物与矿物表面之间作用的复杂性和多样性，是选择合适技术整治污染沉积物的重要依据。例如污染沉积物的浸出法修复、污染沉积物资源化利用的溶剂浸出法、农用污染沉积物中污染物的稳定化处理等等。矿物一污染物界面之间的界面化学反应决定了污染物的赋存形态及其稳定性。碳酸盐矿物一水界面作用对控制着地表元素的地球化学循环、地表水和地下水水质质量，甚至某些地区的土壤发生与发展起着关键的作用。 本文从重金属镉与大理石矿物的界面化学反应出发，研究大理石去除水中镉的机理以及镉在大理石中的富集形态、动力学特征和迁移转化规律，以期找到一种经济高效的去除镉的方法。 通过批实验考察了pH值和温度等因素对吸附和解吸附的影响、吸附等温线、动力情况等。大理石的表面功能基>CaOH、>CO<,3><->、>CO<,3>H、>CaOH<,2><+>、>CO<,3>Ca<+>的数量和性质以及Cd<2+>的活性决定了它们之间的表面反应，pH值对功能基的类型和数量有很大影响，所以pH值对大理石与Cd<2+>的表面反应，以及大理石对水中Cd<2+>的去除效果都具有很大的影响，当pH值达到7以上时，去除效率明显提高，pH=8时去除效率达到最大。pH值对解吸附也具有显著影响，酸性条件下易发生Cd<2+>的解吸附，不利于镉的固定：但是酸性条件下被吸附的Ca<2+>比碱性条件下更难解吸附下来。随着温度的增加，去除效率也增加。温度和解吸率也是呈正相关的关系，温度增加解吸率也增加。随着反应时温度的增加，反应后大理石的解吸率降低，这就可能说明在大理石去除水溶液中Cd<2+>的时候，有重金属Cd<2+>和大理石品格中Ca<2+>的交换反应发生，或者CaCO<,3>与Cd<2+>反应生成的新物种扩散到人理石的品格中去。这两种过程都是需要较高能量的，而且这两种状况下固定的Cd<2+>比较难解吸下来。大理石对水中Cd<2+>的吸附符合准二级反应动力学方程，化学吸附步骤为整个吸附过程的控制步骤；等温吸附用Langmiur型吸附等温模式和Freundlich型吸附等温模式取得较好的拟和效果，表明Cd<2+>在大理石上的吸附较容易发生，大理石对水溶液中Cd<2+>的吸附过程可能是一种单层吸附的过程。对于投加量为10g/L的大理石粉末，随着Cd<2+>初始浓度的增加，去除效率逐渐降低，初始浓度小于20mg/L的Cdd<2+>溶液，一次吸附去除后剩余浓度小于0.1mg/L，达到国家污水综合排放标准。火理石对水溶液中Cd<2+>的最大吸附量可达7mg/g。大理石矿物与水中Cd<2+>之间的表面作用分为两个部分：表面反应利表面控制作用，表面反应包括离子交换反应和表面配位反应，表面控制作用包括表面溶解，表面沉淀和晶体生长。大理石去除水中Cd<2+>的去除机理主要是离子交换，表面配位和溶解一共沉淀作用。其中离子交换作用占主要位置，表面配位反应只占一小部分。反应后通过SEM分析，在大理石表面所形成的白色不规则颗粒物为镉的富集体，元素能谱分析得出上面既有Ca又有Cd，说明白色颗粒物可能是CaCO<,3>和CdCO<,3>的固溶体，但是这种猜测还没有得到其它方面的证实，还有待进一步研究。 我们还研究了CaCO<,3>纯度更高，粒径更小的纳米碳酸钙对水中Cd<2+>的吸附情况，结果表明纳米碳酸钙对水中Cd<2+>_的吸附效果明显优于大理石，这可能归因于：①纳米碳酸钙具有很高的表面活性和比表面积，②纳米碳酸钙中CaCO<,3>的纯度高于大理石，而且未结晶(纳米碳酸钙)的CaCO<,3>比方解石结晶相(大理石)的活性大。 关于大理石与水中Cd<2+>反应后镉的赋存形态，还需要深一步的研究。