综述铬在土壤中的吸附行为

《综述铬在土壤中的吸附行为》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、综述铬在土壤中的吸附行为　　摘要：一般意义上的吸附是指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。在土壤中，污染因子进入后会与土壤胶体颗粒发生相互作用，使得土壤胶体体系中离子分布不均一。近些年，我国土壤铬污染问题日渐严重。该文综述了铬在土壤中的吸附理论和吸附行为的定量描述，为铬污染土壤修复技术的研发与治理工程的开展提供基础信息。　　关键词：铬土壤吸附行为　　中图分类号：S131文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）10（b）-0056-02　　一般意义上的吸附是指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现

2、象。在土壤中，污染因子进入后会与土壤胶体颗粒发生相互作用，使得土壤胶体体系中离子分布不均一。某种意义上说，土壤胶体的吸附情况决定了土壤中重金属的分布，金属离子在吸附过程中由液体进入固体。土壤胶体是作为土壤重金属离子吸附的主要载体，其吸附机理主要包括非专性吸附和专性吸附。专性吸附作用是由于土粒表面存在着羟基（M-OH）、水分子（M-OH2）等基团，这些基团可以与阴离子发生配位交换，M是这些集团的中心离子，一般为铁或铝。所以当土壤中含有大量的氧化铁和氧化铝时会对阴离子的配位吸附起到较为明显的作用。　　1铬在土壤中的吸附理论　　由于铬在土壤溶液中存在Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）两种价态

3、，Cr（Ⅵ）离子以CrO42+、HCrO4-、Cr2O72-形式存在，带正电荷的土壤胶体可以与之交换吸附，由于它们带有正电荷而对Cr（Ⅵ）具有很大的吸附能力[1]。土壤对Cr（Ⅵ）的吸附主要为专性吸附[2]。Cr（Ⅲ）在土壤溶液中主要以Cr（H2O）63+及其水解产物Cr（H2O）5（OH）2+、Cr（H2O）4（OH）2+、Cr（H2O）（OH）30、CrO2-等形式存在[3]。Cr（Ⅲ）在溶液中的存在形式主要取决于溶液的pH值。在酸性条件下，溶液中的Cr（Ⅲ）主要以阳离子形式存在，pH<4时Cr（Ⅲ）在土壤中的形态为Cr（H2O）63+；当pH升到5.5，土壤中Cr（Ⅲ

4、）的存在形式主要是CrOH2+；pH在6.8～11.3的中性至碱性土壤中，Cr（Ⅲ）趋向于形成Cr（OH）3的沉淀，这样Cr（Ⅲ）的活性大大降低，表现为土壤对铬的吸附能力增加；pH继续增大Cr（Ⅲ）重新溶解进入土壤水体系，以Cr（OH）4-离子形式存在，则土壤对铬的吸附量减小[4]。　　2铬在土壤中吸附行为的定量描述　　动力学和热力学是定量描述土壤对铬吸附行为的两个方面，学者对不同土壤应用不同的描述方程拟合进行研究。等温吸附是为广大研究学者经常应用到的一种热力学方法，主要以化学反应平衡为原理，研究在一些特定条件下土壤对重金属吸附反应的特征。Langmuir、Freundii

5、ch、Temkin方程是经常被用于描述铬的等温吸附解吸行为的3个方程，3个方程的表达式和每个字母所代表的内容如下。　　Langmuir方程表达式如下：Q=QmKC/（1+KC）（式中，Q为平衡状态的吸附量；Qm为最大吸附量；K为吸附常数，它代表土壤吸附能力的大小；C为平衡浓度）　　经过大量的试验研究，该方程基本符合土壤的吸附过程，而且其最大优点是可以计算出最大吸附量Qm。因此，该方程被广大研究者广泛使用。　　Freundlich方程的两种表达式如下：Q=K×C1/n（非线性）；lgQ=lgK+l/nlgC（线性）（式中，Q为意义与Langnuir方程式的相同，表示平衡状态的

6、吸附量；C为平衡浓度；K为吸附常数。K和n都是由土壤性质决定的常数。线性方程表明，logQ与logC呈直线，截距为logK，斜率的倒数即为n。常数K可以作为土壤对重金属离子吸附作用力强度的指标，它与土壤对重金属离子吸附能力呈正相关关系）。　　Temkin方程表达式如下：Q=a+blgC（式中a、b为常数，分别与最大吸附量和吸附能有关）。　　这3个方程经常在土壤重金属铬等温吸附中应用，拟合后常互相比较拟合程度，通过比较选出最优拟合方程，最终可以求出吸附与解吸反应所需要的相关参数。　　易秀[5]研究了?v土不同发生层对Cr（Ⅵ）吸附特性，研究发现土壤对Cr（Ⅵ）等温吸附可以用L

7、angmuir模型和Freundiich模型较好地描述，并应用Langmuir模型求得土粘化层对Cr（Ⅵ）的最大吸附量最高，为228.3mg/kg-1；黄土性土壤对Cr（Ⅲ）的等温吸附来看，拟合结果符合Freundiich模型。褐土对Cr（Ⅲ）、Cr（Ⅵ）的等温吸附过程均符合Langmuir方程，对Cr（Ⅲ）的饱和吸附量为2.17×104mg/kg-1、对Cr（Ⅵ）的饱和吸附量为175mg/kg-1[6]。红壤对Cr（Ⅵ）的等温吸附拟合符合Langmuir方程，计算得出最大吸附量为290.1mg/kg-1[7]。李