由于现代工业的发展，重金属对水体的污染日趋严重。重金属进入水体后不易去除，会在水环境中不断积累，对生物和人类的健康造成威胁。铅是人体健康的非必需元素，具有显著的毒性作用。如何能够快速、有效地控制水环境中的重金属含量是饮水净化研究中的重中之重。土壤是一种成分复杂且多变的天然产物，对重金属离子有一定的吸附性。土壤中的阴离子可以与Pb2+形成二价态难溶化合物；土壤中的黏土矿物、有机质以及铁锰氧化物对Pb2+也有很强的吸附能力。因此，土壤可以作为一种吸附材料，控制地表水及饮用水中的重金属铅污染。为了探究天然土壤对水中Pb2+的去除规律，本课题以国内常见的三种土壤为研究对象，研究了三种土壤对水溶液中Pb2+的吸附过程，并根据土壤的基本理化性质对吸附规律进行了初步分析。具体研究内容如下：（1）土壤基本理化性质的测定，包括土壤比表面积（BET/N2法）、土壤阳离子交换量（乙酸铵交换法）、土壤游离氧化铁含量（连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠溶液提取法）、土壤pH（NY/T1121.2）、土壤机械组成（NY/T1121.3）、土壤有机质含量（NY/T1121.6）、土壤金属背景值（微波消解-原子吸收法），通过所得结果初步分析三种土壤之间的特性差别。（2）土壤对水溶液中Pb2+的吸附特性。通过在不同反应时间取样，测定溶液中剩余的Pb2+浓度来计算某时刻土壤的吸附量，绘制吸附动力学曲线，并分别用Elovich方程、一级动力学方程、二级动力学方程、抛物线方程对所得曲线进行拟合；控制实验温度和Pb2+溶液初始浓度，测定不同条件下土壤饱和吸附量，绘制土壤的吸附等温线，分别用Langmuir方程、Frenudlich方程、Temkin方程对实验所得曲线进行拟合，并根据拟合效果最好的曲线方程进行相应的热力学计算；再结合土壤理化性质，分析土壤对Pb2+的吸附性能存在差异的原因。（3）正交试验。采用L27（313）正交表设计实验，三因素分别为粒径范围、温度、Pb2+初始浓度，并采用部分追加法令棕壤和钙层土的粒径范围增加一个水平，考察实验条件对土壤吸附Pb2+能力影响的强弱顺序，并结合土壤性质对结果进行分析。主要实验结果如下：（1）土壤基本理化性质：棕壤偏中性，其有机质含量和阳离子交换量都最大；红壤呈酸性，其比表面积和游离氧化铁含量最大；钙层土呈碱性，比表面积、有机质含量、阳离子交换量和游离氧化铁含量的值都最小。（2）实验结果表明棕壤的吸附能力远大于红壤和钙层土。三种土壤对Pb2+的吸附很快，其吸附动力学曲线与二次动力学方程有较好的拟合性。三种土壤吸附Pb2+的吸附等温线用Langmuir方程描述最为合适，其次是Temkin方程，再次是Frenudlich方程，钙层土对Pb2+的吸附受温度影响较为明显。（3）三种土壤吸附Pb2+反应的标准吸附热Δ H0均大于零，吉布斯自由能ΔG0均小于零，说明吸附反应是自发的吸热反应；标准熵Δ S0均大于零，说明实验温度范围内Pb2+从溶液中聚集到土壤表面的过程是由有序到无序的熵增过程。（4）土壤粒径范围、反应温度、Pb2+初始浓度对各土壤的吸附能力影响程度大小各不相同。对棕壤吸附Pb2+的能力影响最大的是土壤粒径范围，对钙层土的影响最大的是反应温度，而对红壤的影响最大的是Pb2+初始浓度。（5）Pb2+在饱和吸附的土壤表面覆盖率并不高，说明Pb2+在三种土壤表面均不能达到完全覆盖，且覆盖率较低；红壤的表面覆盖率最小，钙层土的表面覆盖率受温度影响很大。三种土壤的低表面覆盖率表明并不是土壤表面的所有位点都能固定Pb2+。（6）土壤对Pb2+的吸附能力大小不是由单一土壤性质决定的，而是受到多个土壤理化性质的共同影响。土壤的阳离子交换量、有机质含量、pH值对土壤吸附能力的影响很大。虽然天然土壤的基本理化性质差异较大，但都对水溶液中的Pb2+有较好的吸附性，吸附后不易解吸。因此，天然土壤既可作为野外应急饮水的预处理剂，也可作为处理紧急污染事件的吸附材料。