人工湿地基质对磺胺甲恶唑和六价铬复合污染的吸附性能

为探明能够协同吸附磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMZ)和六价铬[Cr(Ⅵ)]的人工湿地基质种类,以蛭石、沸石、河砂、泥炭、水稻土、高炉渣、硅藻土、火山岩、钾长石和砾石10种基质作为吸附剂,采用批次吸附试验,研究SMZ和Cr(Ⅵ)单吸附和共吸附的吸附动力学、吸附等温线和pH响应变化。结果表明:准二级动力学模型能更好地描述SMZ和Cr(Ⅵ)在基质上的吸附过程(R2≥0.993),同时伴随体积扩散、大孔扩散和微孔扩散三个阶段(Ci>0),SMZ和Cr(Ⅵ)互相削弱了彼此的体积扩散和大孔扩散(P>0.05),降低Cr(Ⅵ)吸附量从0.51~0.97 mg·g^(-1)至0.48~0.49 mg·g^(-1),但增加SMZ吸附量从0.35~0.54 mg·g^(-1)至0.45~0.51 mg·g^(-1),SMZ和Cr(Ⅵ)以水稻土和火山岩动力学聚类变化较大。Freundlich模型能更好地描述SMZ和Cr(Ⅵ)(R2≥0.839)在各基质上的吸附行为,Cr(Ⅵ)对SMZ吸附以促进作用为主,SMZ对Cr(Ⅵ)吸附的影响因基质不同而存在差异,其中SMZ和Cr(Ⅵ)互相促进彼此在钾长石、高炉渣、火山岩、砾石的吸附容量,分别提升10%、10%、21%、25%和166%、71%、104%和658%,吸附等温线聚类变化较大。SMZ和Cr(Ⅵ)在各基质上的吸附量随pH递增而递减,酸性pH下泥炭和火山岩对SMZ和Cr(Ⅵ)的吸附量均高于其他基质,pH响应聚类变化较大。研究表明,钾长石、高炉渣、火山岩、砾石和泥炭有利于SMZ和Cr(Ⅵ)的协同吸附,是人工湿地控制SMZ和Cr(Ⅵ)复合污染的潜在基质。