粘土矿物和土壤对不同形态砷吸附—解吸特性地研究

《粘土矿物和土壤对不同形态砷吸附—解吸特性地研究》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、摘要吸附和解吸是影响土壤中砷化合物迁移、转化的重要过程，土壤中的不同形态的砷可与粘土矿物通过静电吸附或专性吸附形成外层或内层配合物，这一作用受多种因素影响，如矿物类型、pH等。本研究选取高岭石、凹凸棒石、蒙脱石、沸石四种土壤中典型矿物作为吸附剂，研究其对不同形态砷砷酸盐As(Ⅴ)、亚砷酸盐As(Ⅲ)和二甲基砷酸盐DMA的吸附机理；同时探讨pH值对不同形态砷吸附的影响。在此基础上，采集红壤、黄褐土、砂姜黑土三种土壤进行砷的吸附-解吸，以明确不同类型土壤吸附砷的规律。研究的主要结果如下：1.随初始砷浓度的升高，粘土矿物对不同形态砷的吸附量逐渐增

2、加，到一定浓度时，吸附量的增加逐渐减缓。常温条件下，不同粘土矿物对砷的吸附可用Langmuir和Freundlich方程很好的拟合，吸附能力为高岭石＞凹凸棒石＞蒙脱石＞沸石。这与粘土矿物的比表面积和结构组成有关：粘土矿物的比表面积越大，吸附能力越强；粘土矿物中Si/Al越小，吸附能力越强。不同形态砷在粘土矿物上的吸附为As(Ⅴ)＞As(Ⅲ)＞DMA。粘土矿物中铝四面体对As(Ⅴ)的吸附能力大于As(Ⅲ)。DMA可能是由于它的甲基基团影响了其分子形状，降低了表面吸附位点的空间兼容性，因此降低了DMA在粘土矿物上的吸附。2.pH对不同形态砷在高

3、岭石和蒙脱石上吸附影响趋势相同。As(Ⅴ)在pH为4.0时得到最大吸附量，As(Ⅲ)在pH为9.0时得到最大吸附量，DMA在pH为5.0时得到最大吸附量。pH对粘土矿物对砷吸附的影响与粘土矿物的pHPZC和不同形态砷的解离常数有关：pH＜pHPZC时，粘土矿物带正电荷，吸附能力较强，pH＞pHPZC时，粘土矿物带负电荷，吸附减少；pH＜pKa1时砷呈分子状态，与粘土矿物中的≡Al(OH)形成络合物而进行吸附，pH＞pKa1时砷呈离子状态，与粘土矿物的表面电荷产生静电引力而进行吸附。3.随着初始砷浓度的增加，三种土壤对砷的吸附量均逐渐增加，至

4、较高浓度时吸附量变化较小。最大吸附量大小顺序为红壤>黄褐土>砂姜黑土。不同土壤对砷的吸附可用Freundlich方程很好的拟合，吸附能力与实验所得结果一致。总体而言，酸性条件，含有铁、铝矿物，粘粒含量高的土壤会表现出较好的吸附效果。4.本实验对吸附不同浓度砷后的土壤进行等温解吸试验。结果表明，随着初始砷添加浓度的增加，各类型土壤对砷的解吸量均呈上升趋势。其中几种土壤中，红壤解吸的砷量较其它土壤高，砂姜黑土解吸量最少，这一规律与土壤对砷的吸附规律一致，可见吸附砷后的解吸量与吸附量呈对应关系，即解吸量随土壤吸附量的增加而增加，但两者间的大小并不

5、一致，解吸量要明显小于吸附的砷量，存在一定的滞后现象，这与土壤对砷的结合能力有关。几种土壤解吸的砷量与吸附-I-砷量间呈正相关关系，红壤的解吸量较高，黄褐土和砂姜黑土较少，而解吸率则表现出不同的规律，红壤解吸率最小，黄褐土居中，砂姜黑土的解吸率最高。关键词：As(Ⅴ)，As(Ⅲ)，DMA，吸附，解吸-II-AbstractTheadsorptionanddesorptionaffectthemigrationandtransformationofarseniccompoundsinsoil.thedifferentformsofarseni

6、cinthesoilformcomplexesoftheouterorinnerlayerwithclaymineralsbyelectrostaticadsorptionorspecificadsorption.thisroleisaffectedbymanyfactors,suchasmineraltype,pH,etc.Thestudytakeskaolinite,attapulgite,montmorillonite,zeolitefourtypicalmineralsinsoilsasadsorbenttostudyadsorpt

7、ionmechanismdifferentspeciesofarsenic，As(Ⅴ)、As(Ⅲ)andDMAandexplorestheinfluenceofpHonthearsenicadsorption.Onthisbasis,studytheadsorptionanddesorptionofarsenictoclarifythelawofadsorptionofarseniconthedifferenttypesofsoilsbycollectingredsoil,cinnamonsoil,limeconcretionblackso

8、il.Themainfindingsofthestudyareasfollows:1.Withinitialarsenicconcentrationincreasing,thea