小分子有机酸对紫色土中Pb的活化机理研究

以紫色土为研究对象,分别用强酸和小分子有机酸盐模拟柠檬酸、酒石酸、乙酸中质子和酸根离子,研究典型小分子有机酸对紫色土中铅(Pb2+)的活化作用,探讨其对紫色土中Pb2+的活化动力学。结果表明:乙酸对Pb2+的活化以质子作用为主,240min内的快反应阶段达到最大解吸量的76.05%,能快速解吸静电吸附态Pb2+;酒石酸则表现出较强的络合配位作用,其钠盐对紫色土中Pb2+的活化能力大于酒石酸自身;柠檬酸在借助滴定模拟的方法时,无法判断质子与酸根的作用大小,在动力学中使用双指数动力学模型得出,慢反应占总反应的比例最高达48.39%,由于较高的络合稳定常数与较多的有机配体,能够破坏更多化学键而与Pb2+形成多齿多核状络合物,释放专性结合位点的Pb2+。

EDDS在模拟酸雨条件下对紫色土Cd,Hg淋溶风险研究

通过模拟试验添加乙二胺二琥珀酸（[S,S]-EDDS）后,研究在酸雨淋溶下紫色土中Cd,Hg的溶出风险.研究发现,施加EDDS后土壤中Cd的溶出量显著提高.相同EDDS用量下,单次施加（T1）对土壤Cd浓度为2mg/kg的Cd的溶出量略高于多次施加（T2）,分别为1.294mg/kg和1.212mg/kg,溶出率为64.7%和60.6%.施加EDDS后,淋溶初期Cd浓度对环境有较高风险,20d后,随EDDS降解,Cd的溶出量迅速下降.未施加EDDS（T3）条件下,Cd的单次溶出量维持在0.001~0.006mg/kg较低水平.在土壤Hg浓度为2mg/kg情况下,3种处理使土壤中Hg累积溶出量分别为36.242,30.507和16.121μg/kg,溶出率不足2%.酸雨淋溶下,添加EDDS能促进Cd、Hg向易迁移的形态转化,使得Cd及Hg更易随淋溶液释放出来,增大了对下层土壤甚至地下水的环境风险.等量EDDS在不同添加方式不会对土壤中残留Cd,Hg形态造成显著差异.

改性水葫芦粉对水体中Hg^(2+)的吸附

通过二硫化碳(CS_2)对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞(Hg^(2+))的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明:吸附剂浓度为2 g·L^(-1),溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg^(2+)浓度为2.0 mg·L^(-1)时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg^(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变(ΔG)<0、吸附焓变(ΔH)>0、吸附熵变(ΔS)>0,表明改性水葫芦粉对Hg^(2+)的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg^(2+)的吸附既有物理吸附又有化学吸附。

模拟三峡库区消落带优势植物根系低分子量有机酸对土壤中铅的解吸动力学

三峡库区消落带落干期时会生长大量植被,其根系分泌的低分子量有机酸会对消落带土壤中重金属的活化带来一定影响,为此,本研究通过水培法以及利用去离子水直接浸提其根际土测出三峡库区优势植物狗牙根和稗草根系分泌的低分子量有机酸种类和含量,并模拟优势植物所分泌的单一有机酸和混合有机酸分别对消落带土壤中的铅(Pb)进行解吸,探究其对消落带土壤中铅的解吸动力学.结果表明,狗牙根根系分泌的低分子量有机酸种类和含量均大于稗草,其中柠檬酸、丙二酸、乙酸、苹果酸是两种植株根系均分泌的有机酸,且乙酸含量最高,分别为0.765 mmol·kg-1、0.261 mmol·kg-1,而在狗牙根和稗草根际土中均检测到柠檬酸、丙二酸、乙酸;选取柠檬酸、丙二酸、乙酸对消落带土壤中铅进行解吸时,发现当有机酸浓度≤1 mmol·L^(-1)时,有机酸解吸量由高到低为:丙二酸>柠檬酸>乙酸;而当有机酸浓度>1 mmol·L^(-1)时,有机酸解吸量由高到低为:柠檬酸>丙二酸>乙酸,且低分子量有机酸在土壤中含量低时,抑制土壤对Pb的解吸;含量高时,促进土壤对Pb的解吸.在解吸过程中,0~240 min为快反应阶段,240 min后为慢反应阶段,准二级动力学方程拟合效果最好.