污染土壤中Sn, Hg, Sb, Bi 解吸动力学特性的研究

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1、陈苏等：污染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi解吸动力学特性的研究629污染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi解吸动力学特性的研究陈苏1,2,3，孙丽娜1,2,3*，晁雷3,4，孙铁珩1,31.沈阳大学环境工程重点实验室，辽宁沈阳110044；2.污染环境修复与生态健康教育部重点实验室//浙江大学环境与资源学院，浙江杭州3100293.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016；4.辽宁省环境科学研究院，辽宁沈阳110031摘要：土壤中重金属的解吸直接影响重金属在环境中的形态转化和植物有效性。文章以我国东北地区草甸棕壤作为研究对象，通过对Sn、Hg、Sb、

2、Bi单一及复合污染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi的解吸动力学行为的研究，探索污染土壤中重金属Sn、Hg、Sb、Bi的解吸特性与规律。结果表明，不同污染类型的污染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi这几种重金属的解吸量随着振荡时间的延长而不断增加。重金属Sn、Hg、Sb、Bi的解吸过程可分为快速反应阶段和慢速反应阶段。描述土壤Sn、Hg、Sb、Bi解吸动力学过程的最优模型为Elovich方程，其次为双常数方程，而一级动力学方程拟合效果不佳。此外，污染土壤中重金属Sn、Hg、Sb、Bi的解吸过程受共存重金属元素的影响。关键词：Sn；Hg；Sb；Bi；解吸中图分类号：

3、X131.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）02-0627-04陈苏等：污染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi解吸动力学特性的研究629重金属在土壤中吸附-解吸行为受诸多因素影响，十分复杂[1,2]，以往的研究多侧重于重金属污染土壤的吸附行为研究，而目前，对重金属在土壤中的解吸行为研究则少见报道。吸附-解吸是控制重金属的植物有效性的主要过程之一，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[3,4]。解吸潜力的大小往往标志着在一定条件下对地下水以及生物吸收重金属的潜在

4、影响[5]，阐述在不同污染土壤中重金属的解吸动力学特性，对理解重金属在土壤-植物系统中的迁移、转化及植物有效性具有重要意义。本文以我国东北地区普遍存在的草甸棕壤作为研究对象，通过对Sn、Hg、Sb、Bi单一及复合污染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi的解吸动力学行为的研究，探索土壤中重金属解吸规律，为防治、修复土壤Sn、Hg、Sb、Bi污染提供必要的理论依据。1材料与方法1.1供试土壤共10种供试土壤，其污染类型分别为：Hg、Bi、Sn、Sb、Hg+Bi、Bi+Sn、Bi+Sb、Hg+Bi+Sb、Bi+Sn+Sb和Hg+Bi+Sn+Sb，均采自辽宁省沈阳市的

5、细河流域，属于草甸棕壤，采样深度为0~20cm（表层土壤），土样风干后过20目筛，称取一定量的风干土壤进行基本性状的测定，土壤的基本理化性质及样号代码见表1所示。表1供试土壤基本理化性质及重金属含量Table1Basicphysicalandchemicalpropertiesandcontentsofheavymetalsintestsoil土壤样号土壤污染类型pH有机质%重金属含量/(mg·kg-1)HgBiSnSb①Sb6.501.550.080.523.733.98②Sn6.251.430.040.243.280.65③Bi6.681.360.

6、240.491.160.66④Hg5.081.591.530.220.750.18⑤Bi+Sn6.101.660.070.834.290.84⑥Hg+Bi7.241.601.800.461.140.32⑦Bi+Sb6.981.530.240.571.260.93⑧Bi+Sn+Sb6.051.500.502.025.085.38⑨Hg+Bi+Sb5.781.621.000.641.371.31⑩Hg+Bi+Sn+Sb6.821.520.994.193.972.16辽宁省均值（土壤二级标准）－－0.500.282.630.701.2解吸动力学实验称上述土样

7、各1.0000g于100mL离心管中，加入pH=5.5的0.01mol·L-1Ca(NO3)2解吸液25mL进行解吸动力学实验，试样保持恒温25℃振荡，在预定解吸时间（5min,10min,20min,40min,1h,2h,4h,8h,16h,24h,48h,96h,144h,240h,408h,744h）离心分离（4000r·min-1离心20min），每次均将平衡液全部取出，测定上清液中重金属的浓度，然后重新加入pH=5.5的0.01mol·L-1Ca(NO3)2解吸液25mL继续解吸，直至解吸过程趋于平衡，计算重金属的解吸量和解吸率。陈苏等：污

8、染土壤中Sn、Hg、Sb、Bi解吸动力学特性的研究6291.3分析方法与数据处理土壤基本理化性