论文部分内容阅读
目前,铬成为我国土壤中最常见的重金属污染物之一。土壤腐殖质对土壤中Cr(VI)迁移的迟滞效应十分显著,同时在Cr(III)和Cr(VI)赋存形态中扮演重要角色。本文以敦化黑土为代表,开展黑土对Cr(VI)的吸附实验,采用红外光谱分析、光学性质分析和改进Tessier形态分析等方法,探索不同腐殖质组分对Cr(VI)迟滞过程和赋存形态的作用机理,主要获得以下几个方面的结论和认识:(1)基于腐殖质分类对Tessier连续提取法进行了改进,将有机结合态(OM)分为可提取腐殖质结合态(HE)和不可提取腐殖质结合态(HU)。采用加标回收法和污染土样校对法进行检验,黑土及其各赋存形态中Cr(T)回收率均在±10%可接受的误差范围之内,其准确度和精密度满足实验要求。(2)富含腐殖质的敦化黑土对Cr(VI)迟滞过程服从“吸附-还原”机理,吸附的Cr(VI)中80.31%~100%被还原为Cr(III),仅少部分以吸附态Cr(VI)存在,吸附态Cr(VI)含量由固液分配系数K_d决定。土壤腐殖质是敦化黑土还原Cr(VI)主要的电子供体,Cr(VI)的还原速率由土壤颗粒界面H~+浓度、吸附态Cr(VI)含量和腐殖质还原官能团数量共同决定。随着pH的降低(7.01~3.48),K_d增加,吸附态Cr(VI)含量升高,同时界面H~+浓度增大,促进腐殖质对Cr(VI)还原。(3)黑土中Cr(T)由活跃态向次稳定态和稳定态转化。随着Cr(VI)初始浓度增大(40~400mg/L),活跃态中Cr(T)含量和占比显著增大;随着pH降低(7.01~3.48),次稳定态、稳定态中Cr(T)占比和含量显著提高。其中,Cr(VI)主要分布在Sol和HE中,Cr(III)主要分布在HE、HU和FeMn中。Cr(VI)/Cr(III)赋存形态转化主要以液膜扩散、颗粒内扩散以及氧化还原作用为主要驱动力。(4)土壤腐殖质对铬在黑土中迟滞过程和赋存形态发挥重要作用,HE对Cr(VI)的迟滞和赋存贡献均大于HU。这主要是因为相对于HU,HE以胶膜形式覆盖在介质表面,缩聚度低,比表面积大,活性官能团含量高,对Cr(VI)的吸附、还原以及络合能力较强。随着pH降低,HE对铬迟滞和赋存贡献提高更加显著。