名山河流域黄壤土壤微团聚体对砷(As(Ⅴ))、磷(PO43-)竞争吸附—解吸的影响

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土壤是地球的自然组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一,具有为人类提供粮食生产等重要功能。近几十年,工业化和城市化使得土壤受到包括重金属污染等大量来自不同来源的污染,因此研究土壤重金属污染问题十分有价值。本文以名山河流域老冲积黄壤为研究对象,采用批培养法研究了原土及不同粒径微团聚体(2-0.25mm,0.25-0.053mm,0.0530.002mm,<0.002mm)对As(V)、P的热力学、动力学吸附-解吸特性,去除土壤组分(有机质、游离氧化铁)后对As(V)、P的热力学、动力学吸附-解吸特性,以及As(V)与P的竞争吸附-解吸特性。主要研究结论如下:(1)原土及不同粒径微团聚体对As(V)与P的吸附-解吸特性相似,等温吸附均符合Langmuir和Freund lich方程,但Langmuir方程拟合效果最佳表明原土及各粒径微团聚体对As(V)、P的吸附均以专性吸附为主,非专性吸附为辅。原土及不同粒径微团聚体对As(V)、P的最大吸附量随粒径的减小而增加,即粒径越小其最大吸附量越高。原土及各粒径微团聚体对As(V)、P的吸附量与土壤有机质、CEC、游离氧化铁含量呈正相关。(2)As与P的动力学吸附过程可分为快速反应和慢速反应两个阶段。即表明As与P的动力学吸附过程包括专性吸附和非专性吸附。快速反应阶段,主要以交换吸附为主;慢速反应阶段主要以配位吸附(专性吸附)为主。Elovich方程和双常数方程对As、P动力学吸附数据的拟合均能达到极显著水平,表明原土及各粒径微团聚体对As、P的动力学吸附过程是一个复杂的反应过程,可能包括吸附、扩散、溶解、矿化等复杂的过程。(3)As、P在各粒径微团聚体上解吸量与其吸附量呈指数关系。去除有机质(游离氧化铁)后,黄壤原土及各粒径微团聚体对As、P的吸附量减少,即说明有机质与游离氧化铁对As、P具有促进作用。Langmuin方程对As、P吸附过程拟合效果最佳,说明原土及各粒径微团聚体去除有机质(游离氧化铁)后对As、P的吸附仍然是均匀的单层吸附。(4)As与P共存时,原土及不同粒径微团聚体对As(P)的吸附量随P(As)浓度的增加而减少,As(P)的解吸量随P(As)浓度的增加而增加,表明P(As)能抑制土壤对As(P)的吸附,而促进土壤对As(V)的解吸,且<0.002mm粒径的土壤对As(P)的吸附-解吸受P(As)浓度的影响最小。As(V)、P共存时,As(V)、P的吸附均受到抑制,且As(V)受到的抑制更大;As(V)与P的竞争吸附能力随着粒径的减小而减弱。伪二级动力学方程对As(V)、P动力学吸附数据的拟合效果最佳。As(V)、P共存时其解吸量多余单独存在时解吸量。As(V)与P的竞争解吸能力随着粒径的减小而减弱。As(V)、P共存时,As(V)、P的解吸均受到对方的促进,且As(V)受到的促进更大;Elovich方程和双常数方程都是描述原土及各粒径微团聚体对As、P解吸过程的最佳方程。
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