名山河流域水稻土微团聚体对Hg2+吸附—解吸特性研究

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以名山河流域典型的水稻土为例,通过实验室模拟,采用等温吸附法和NaNO3、 HCl溶液解吸法,研究了土壤组分(有机质、游离氧化铁)对原土及各粒径微团聚体吸附-解吸Hg2+热力学特征的影响;采用间歇法和NaNO3、HCl溶液解吸法研究了土壤组分(有机质、游离氧化铁)对原土及各粒径微团聚体吸附-解吸Hg2+动力学特征的影响。本实验结果期待能为该区域预测重金属汞离子的环境容量、防治点源和面源重金属污染、提高农作物品质提供一定的参考。研究结果如下:(1)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量随平衡溶液质量浓度增大而增加。吸附量与阳离子交换量、有机质含量、游离氧化铁含量呈极显著正相关(R2=0.9746~ 0.9836);Langmuir方程拟合效果最佳,达到显著水平(R2=0.9988~0.9996);分布系数Kd值与Hg2+初始质量浓度呈负相关。(2)去除土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量均有所减少,吸附减少量与有机质和游离氧化铁去除率呈显著正相关(R2=0.9960,R2=0.9468)。(3)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的解吸率随吸附量增加而增加。并且以专性吸附的解吸为主,其解吸率在50%左右。去除各土壤组分后,非专性吸附的解吸率增加;专性吸附的解吸率降低。土壤中Hg2+的流动性更大,对流域内地下水、土壤生物及作物的潜在威胁增大。(4)原土及各粒级微团聚体对Hg2+的吸附解吸动力学均有2个过程。快速和慢速过程。原土及各粒级微团聚体在最开始阶段吸附速度均很快,几乎呈直线上升趋势,处于快反应阶段,然后瞬间放缓,进入吸附速度缓慢增长的阶段。Hg2+在原土及各粒级微团聚体中的吸附绝大部分都集中在开始的1h-3h内,Elovich方程和双常数方程均能较好地拟合原土及各粒径微团聚体对Hg2+的动力学吸附。同时,与去除土壤组分前一样,仍分为快反应和慢反应2个过程。原土及各粒级微团聚体去除土壤组分后吸附速率更慢,Elovich方程和双常数方程拟合效果最佳。(5)去除土壤组分前后,原土及各粒级微团聚体对Hg2+的动力学解吸过程先为快解吸再是慢解吸。
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