壳聚糖对污染土壤中吸附态pb(ⅱ)的解吸作用

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1、李增新等：壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb(Ⅱ)的解吸作用1053壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb(Ⅱ)的解吸作用李增新1，梁强1，孟韵1，张道来21.青岛大学师范学院化学系，山东青岛266071；2.国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266071摘要：土壤中重金属的吸附－解吸直接影响重金属在土壤及其生态环境中的形态转化、迁移和归趋。利用螯合剂促进普通植物富集吸收土壤中重金属是一种新的土壤组合修复技术,向污染土壤中施用螯合剂可增加土壤溶液金属的浓度和活度，有利于金属到根部而被植物吸收。通过吸附等温实验研究了壳

2、聚糖对污染土壤中铅的解吸作用。将壳聚糖提取液加入含Pb土壤中结果表明，壳聚糖螯合剂能提高土壤中吸附态铅的解吸效率，增加解吸溶液中Pb2+的浓度。壳聚糖对污染土壤中铅的解吸作用随着壳聚糖加入量的增大而增大，用浓度为0.4g·L-1的90％脱乙酰度壳聚糖做提取液，提取液pH＝3，提取平衡时间10h达到最高提取率32.4%，该吸附过程遵从Langmuir等温吸附方程；土柱淋溶实验表明壳聚糖对污染土壤中Pb2+的提取率为27.4％。研究结果为铅在环境中的迁移转化和治理技术等方面的实际应用提供有价值的参考。关键

3、词：土壤污染；土壤修复；重金属污染；壳聚糖；铅离子中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）03-1049-04李增新等：壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb(Ⅱ)的解吸作用1053表1实验土壤部分理化性质Tab.1partphysicalandchemicalpropertiesofexperimentalsoil有机质/％腐殖质/％pH水分/％颗粒组成1.561.657.353.18沙壤土重金属通过不同途径进入土壤环境，土壤中的重金属经过复杂的物理、化学反应，大部分以各

4、种形态滞留在土壤中，同时重金属在作物可食部分积累并进入食物链循环，从而对人体健康构成威胁。因此世界各国目前纷纷开展重金属污染土壤治理技术的研究[1-2]。虽然有关土壤中重金属吸附的研究较多，但有关土壤中重金属解吸方面的报道还相对较少[3-5]。土壤中重金属的吸附－解吸，直接影响重金属在土壤及其生态环境中的形态转化、迁移和归趋，最终影响农产品的质量及人类的生存环境[6]。利用螯合剂促进普通植物富集吸收土壤中重金属是近年发展起来的一种新的土壤组合修复技术。向污染土壤中施用螯合剂可使土壤固相键合的金属释放，

5、增加土壤溶液金属的浓度和活度，有利于金属到根部而被植物吸收[7-8]。近年来，已陆续有乙二胺三乙酸(HEDTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等有机螯合剂用于提高植物对Cd、Pb吸收和富集能力的研究[9-11]。但这类研究中所用的螯合剂大都是合成的化学试剂，毒性较高、价格昂贵且易造成二次污染。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物，易被植物吸收、无毒且易生物降解，具有较强的与金属离子配位的能力，可与重金属形成螯合物，对污染土壤植物修复起促进作用[12-13]。本文将壳聚糖用于吸附土壤中重金属离子Pb2+，并对其吸附

6、条件进行试验研究，为Pb在环境中的迁移转化、Pb的分析和治理技术等方面的实际应用提供参考[14]。1材料与方法1.1试验材料脱乙酰度为80％、85％、90％、95％的壳聚糖(青岛海普生物技术有限公司)；供试土壤为石灰性褐土，采自本市浮山脚下，取样深度为0～20cm，土壤理化性质分析测定方法均采用国家标准，结果如表1所示。1.2Pb污染土样的制备将风干研磨的土样过20目筛，装瓶备用，从中取土10g，放入100mL离心管中，加入50mL不同质量浓度的Pb(NO3)2溶液，振荡1，平衡7d后，离心，倒掉上层

7、水，再加50mL双蒸水，用玻璃棒搅拌均匀，再离心；重复以上操作5次。含Pb2+土样烘干，保存在磨口棕色瓶中备用。1.3试验方法称取一定量壳聚糖，溶于400mL1%的乙酸溶液，分别取20L用乙酸溶液和NaOH溶液调整pH，同时用相同体积和pH的双蒸水作为空白对照样，将不同pH的提取液加入盛有1含Pb土壤的锥形瓶中，在摇床上振荡4h，静置一定时间，用两层中速滤纸过滤混合液，再将滤液进行稀释，用原子吸收分光光度计检测Pb2+浓度并计算提取率。1.4壳聚糖提取能力的测定壳聚糖的提取率由式(1)计算:G=10-

8、3×C×N×V/W0×100%(1)李增新等：壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb(Ⅱ)的解吸作用1053式中：为壳聚糖对土壤Pb的提取率，%；C为最后检测的提取液Pb的ρ(mg·L-1)；N为原始提取液的稀释倍数，倍；V为原始提取液体积，mL；W0为每克土壤中Pb的质量，mg。2结果与讨论2.1壳聚糖提取液浓度对土壤Pb2+提取率的影响将壳聚糖溶解后配成不同的浓度，分别取20mL调节至适当的pH，按照1.3操作检测Pb2+质量浓度，并计算提取率。在pH为3时，