纳米羟基磷灰石对重金属铜和铅污染土壤的修复研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对木研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究牛签名：垫l翁国时间：yf湃6月7日关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存

2、、汇编学位论文。同意安徽农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究牛签名：—二班驵丑鲤L—一时间：)oJ拜‘月7同第一导师签名：习盘皇茵时间2．012-“／

3、=_j川J摘要lUlIIIIIIIIIIUlIIIIIIIIII＼2149764木文通过室内模拟和田间原位试验，研究了纳米羟基磷灰石(nano—HAP)对重金属Cu2+和Pb2+污染的修复效果。首先研究了nano．HAP对Cu2+和Pb2+的吸附动力学，比较Cu2+和Pb2+吸附行为的不同，探讨Cu2+和Pb

4、2+共存时在nano—HAP表面的竞争吸附机制；然后比较了不同因子对Cu2+和Pb2+在nano．HAP上吸附效果的影响，进一步验证nano—HAP对重金属Pb2+和Cu2+的吸附机理的差异：最后对不同粒径HAP进行田问示范，以黑麦草作为指示牛物，比较施用不同粒径HAP后上壤pH和各形态Cu含量随着时问的变化规律，及黑麦草牛物量和黑麦草Cu吸收量的变化，丰要对相较于其他粒径的HAP，nano．HAP对上壤中Cu污染的修复效果如何，不同粒径HAP修复机理的差异等进行初步探讨，为不同粒径HAP对土壤和水环境重金属污染治理中的应用提供理论

5、依据。丰要研究内容和研究结果如下：1．通过吸附动力学试验研究fPb2+和Cu2+在nano．HAP上的竞争吸附过程，比较吸附反应后nano—HAP的Zeta电位以及X射线衍射图谱等，对Pb2+和Cu2+在nano．HAP上的竞争吸附机理进行探讨。结果表明，单一Pb2+、Cu2+存在时，Pb2+较Cu2+在nano—HAP上的吸附量要高；当Pb2+、Cu2+共存时，Pb2+和Cu2+在nano．HAP表面发牛竞争吸附，Cu2+的吸附量增加，Pb2+的吸附量下降。结合X射线衍射图谱和动力学反应@Ca”的溶出量，推测出Cu2+在Nano．

6、HAP上的吸附以静电吸附和表面络合为丰，而Pb2+在nano—HAP上的吸附以溶解一沉淀反应为丰，Pb2+、Cu2+在nano．HAP上的吸附量与Ca2+的溶出量线性关系显著(R2为0．861～0．954)。分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程、双常数方程和LJ方程对Pb2+和Cu。2+在nano．HAP上的吸附动力学过程进行了拟合，其中二级动力学方程和双常数方程拟合结果较好，说明Pb2+矛IlCu2+在nano—HAP表面的动力学吸附反应是一个化学反应和物理吸附均占一定比例的复杂吸附过程。2．通过比较环境因子

7、的改变对Cu2+和Pb2+在nano．HAP上的吸附影响的研究发现：控制反应体系的pH值分别为3、4、5，nano．HAP对Pb2+和Cu2+的吸附量都在pH值为5时最大。Na+和Ca2+离子强度对Cu2+和Pb2+在nano—HAP上的吸附影响不同。Cu2+浓度较低时，Na+离子强度的变化对Cu”在nano—HAP上的吸附量影响较小；Cu”较高时，Na+离子强度高(0．1mol·L。)促进了Cu2+在nano．HAP上的吸附。Pb2+在nano．HAP上的吸附量大小川页J芋随Na+离子强度变化的顺序为O．01mol·L“>0．1m

8、ol·Lq>O．001mol·L～。随着Ca2+离子强度的增加，nano—HAP对Pb2+的饱和吸附量逐渐下降，对Cu2+的饱和吸附量影响较小。Cu2+浓度较低时，不同粒径HAP对Cu2+的吸附量大小顺序是：nano—HAP>micro—HAP>AP，随着Cu2十初始浓度升高micro．HAP对Cu2+吸附量明显上升，甚歪高于nano—HAP对Cu2+的吸附量。不同粒径HAP对Pb2+的吸附量大4,1*JiJ手是：micro—HAP>nano—HAP>AP。nano—HAP对Cu2+的饱和吸附量为35．8mg·g一，对Pb2十的饱和

9、吸附量为469．5mg·g一。Pb2上和Cu2+共存时，分别抑制了对方的吸附。3．以黑麦：肇(LoliumperenneL．)为指示植物，通过田间小【遥实验，研究不同粒径HAP对重金属Cu污染l二壤的田问原何修复。不同粒径HAP施脂比