土氟静态吸附特性及其影响因素

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1、荆秀艳等：土氟静态吸附特性及其影响因素1821土氟静态吸附特性及其影响因素荆秀艳1，袁周燕2，杨红斌1,3，田华1，王文科31.西安科技大学地质与环境工程学院，陕西西安710054；2.机械工业勘察设计研究院，陕西西安710043；3.长安大学环境科学与工程学院，陕西西安710054摘要：采用室内试验方法，研究了4种土对氟的静态吸附特性及其影响因素。结果表明：四种土的吸附性能与氟质量浓度的关系用回归方程拟合达极显著的直线正相关水平，土吸附系数差异，表现为中沙<粉土<粉质粘土<粘土。此外，土吸附氟后的平衡溶液pH值随氟加入质量浓度增大而上升，主要是氟与OH-发生交换吸附作用；干

2、扰因素试验中，HCO3-对氟吸附有重要影响，随其质量浓度增加而减少，Cl-、SO42-表现不明显；pH值因素试验中，氟的吸附性能随pH值先增加后下降，原因是酸碱条件影响了氟的存在形态，导致土氟吸附性能发生变化。关键词：氟；吸附特性；影响因素中图分类号：X131.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）05-1818-04荆秀艳等：土氟静态吸附特性及其影响因素1821表1土样物理特性Table1Thephysicalchemistrycharacterofsoil土样性质IP土样溶液pH值粘土178.40粉质粘土12.28.30粉土8.68.15砂土<37.8氟

3、是自然界中广泛分布的，为人体和动物所必需的微量元素之一。它具有双阈性,饮用水中氟质量浓度适宜于0.5~1.0mg·L-1[1]，一旦水体中氟质量浓度发生异常，将会引起人的氟病反应，氟不足引起龋齿，氟过量产生氟斑牙和氟骨症。对于动植物而言，受氟毒害后，也会出现各种病症[2]。我国高氟饮用水分布较广，遍及几十个省、市、自治区，约有两亿人饮用氟质量浓度超标的饮用水。据卫生防疫部门流行病学调查研究，氟中毒的主要病源是水、食物及空气，其中又以饮水型分布面广，而土壤中氟是大多数地方水和食物中氟的主要来源。可见土壤是氟环境化学体系的枢纽，对氟在环境中的分布和运移有着直接影响。大量研究已经表

4、明[3-8]，土中水溶性氟含量与土中铁铝氧化物、有机质、母质和水中的常见离子及pH值等密切相关。本文采用不同质地的土对氟的静态吸附及影响因素做了室内试验研究，旨在从水文化学角度来揭示氟在土—水系统中的富集-迁移转化规律，对土壤水体污染的治理提供一定的理论依据。1材料与方法1.1供试土样陕西部分地区地下水中氟质量浓度高于全国饮用水的标准[9]，因此，试验土样主要取自陕西境内普遍存在的砂土、粉土、粉质粘土、粘土。土样经过3d风干，再用25目的筛网过滤。相关性质见表1。1.2测定方法pH值：pHS-25型pH计；氟的测定采用离子选择电极法，所用电极为中科院南京土壤研究所产pF一1型

5、氟电极，用饱和甘汞电极作参比电极。每次均在78-1型磁力加热搅拌器上用DD-2B电极电位仪测定。测定时均用高纯度去离子水。1.3土对氟的静态吸附与影响因素试验方法（1）常温静态吸附试验[10-13]采用四分法取中砂、粉土、粉质粘土、粘土各10g，分别置于250mL的平底烧瓶中，并分别加入0mg·L-1、3mg·L-1、5mg·L-1、7mg·L-1、10mg·L-1、12mg·L-1、15mg·L-1、20mg·L-1各200mL的NaF溶液中，静置，在0h、12h、24h、36h、48h、60h、72h取上清液20mL，加10mLTISAB，在磁力搅拌下用氟电极测定氟的质量

6、浓度，用差减法求出土样氟的质量分数。另做一组等温吸附平衡试验，方法同上。（2）影响因素试验pH值影响因素试验：取中砂、粉土、粉质粘土、粘土各10g，分别加入配置好的质量浓度为5mg·L-1的NaF溶液200mL，用HCI和NaOH将溶液的pH值分别调节到2、4、6、8、10、12，静置，36h后取上清液20mL，加10mLTISAB，在磁力搅拌下用氟电极测定氟质量浓度及pH值，用差减法求出土样氟质量分数。荆秀艳等：土氟静态吸附特性及其影响因素1821Cl-影响试验：取粘土、粉质粘土、粉土、中砂土样各10g，4份土样，分别置于250mL的锥形瓶中，并加入200mL含有NaF5m

7、g·L-1、NaCI分别为3mg·L-1、5mg·L-1、7mg·L-1、10mg·L-1、15mg·L-1的溶液。36h后取其上清液测定氟离子质量浓度及其pH值。SO42-影响试验、HCO3-影响试验采用上述同样的方法。pH2结果分析2.1土中氟的静态吸附特性等温吸附平衡试验结果表明：粘土、粉质粘土静态吸附平衡时间为36h左右，中砂时间要短一些，大概24h达到平衡，结合前人经验，取36h为试验土的氟吸附平衡时间。2.1.1土对氟的吸附性能4种土样的静态吸附特性见图1。由图1可知，土中氟的质量分数与初始