浅述土壤吸附金属铜离子

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污染土壤中铜离子的吸附行为研究

污染土壤中铜离子的吸附行为研究

污染土壤中铜离子的吸附行为研究近几年来,人类对于环境保护的意识日益增强。

其中,污染土壤的问题一直备受关注。

污染土壤中的重金属离子,如铜离子,会对生态环境和人体健康造成极大的威胁。

因此,对于污染土壤中铜离子的吸附行为进行深入研究,有助于制定科学的环境治理措施。

1. 什么是铜离子的吸附?铜离子的吸附是指铜离子与土壤中的微粒子表面发生电化学反应,从而固定在土壤颗粒上的过程。

常见的土壤吸附剂有矿物质、有机物质、氧化物等。

铜离子与土壤吸附剂之间的交互作用,是影响吸附的关键因素。

2. 吸附过程的影响因素是什么?在实际操作中,铜离子的吸附行为受到许多影响因素的制约。

其中,土壤pH 值、土壤粒径、土壤结构、铜离子浓度等因素都会在不同程度上影响铜离子的吸附过程。

(1)土壤pH值:土壤pH值决定了离子在土壤中的电性,从而影响离子与土壤颗粒之间的电化学吸附作用。

一般来说,当土壤pH值低于6.5时,铜离子的吸附能力会增强。

但当pH值过低或过高时,吸附能力会下降。

(2)土壤粒径:土壤颗粒的大小也会影响铜离子的吸附。

一般来说,当土壤颗粒越小,吸附能力也越强。

(3)土壤结构:土壤结构的稳定性会影响铜离子在土壤中的迁移行为。

当土壤结构不稳定时,铜离子会更容易溶解在水中并发生迁移。

(4)铜离子浓度:铜离子浓度越高,越容易与土壤颗粒发生物理化学反应。

但高浓度铜离子会阻碍土壤颗粒的吸附功能,导致铜离子进一步污染。

3. 如何控制铜离子的吸附?对于铜离子的吸附控制,需要从多个角度考虑。

(1)改变土壤pH值:在实战中可以采用如添加钙粉、石灰等方式,改变土壤pH值,从而调整铜离子的吸附能力。

(2)增加土壤有机物质含量:土壤有机质的加入可以增加铜离子的吸附速率,从而达到降低铜离子污染的作用。

(3)选择适合的吸附剂:根据不同种类的污染物,选用合适的土壤吸附剂,可以更好地控制污染物的扩散和迁移。

4. 结语铜离子是一种常见的重金属污染物之一,对环境和人体健康造成不可忽视的影响。

土壤对重金属的吸附解吸的研究概况

土壤对重金属的吸附解吸的研究概况

土壤对重金属的吸附解吸的研究概况摘要:本文主要对土壤吸附重金属离子的研究现状进行了综述,介绍了土壤对重金属吸附一解吸的反应机理,以及各种环境因子的影响;同时综述了土壤对重金属吸附模式的研究情况。

关键词:土壤,重金属,吸附,解吸The study of adsorption and desorption of heavy metals on soilYAO xiao-fei(Department of Municipal and Environmental Engineering, Beijing Jiao Tong University, Beijing100044)Abstract:The adsorption and desorption of heavy metals on soil were studied in this paper,it Describes the reaction mechanism about adsorption and desorption of heavy metals in soil,and the impact of various environmental factors 。

At the same time we can have an overview of heavy metal adsorption model 。

Keywords: soil,heavy metal,absorption,desorption长期以来,土壤中的重金属污染一直是人们关注的焦点,随着人类活动的加剧,越来越多的重金属元素进入到土壤中,进入土壤的重金属可以被植物吸收,进入食物链,也可在一定的条件下向下迁移污染地下水,威胁生态环境的平衡和人类健康[1]。

吸附是重金属元素在土壤中积累的一个主要过程,是一个溶质由液相转移到固相的物理化学过程,其决定着重金属在土壤中的移动性、生物有效性和毒性[2]。

土壤对铜的吸附实验-2009

土壤对铜的吸附实验-2009

土壤对铜的吸附实验一、实验目的重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附-解吸作用、配合-解离作用、沉淀-溶解作用、氧化-还原作用等,其中吸附作用是重要的迁移转化过程,土壤对重金属吸附能力的大小直接影响土壤中重金属的活性,进而对重金属的环境生态效应产生重要影响。

因此,研究土壤重金属的吸附特征对正确评价土壤中重金属的环境生态效应具有重要意义。

二、实验原理土壤对重金属的吸附包括吸附动力学和吸附热力学。

吸附动力学特征一般可用双常数速率方程lgY=lgK+(1/n)lgt和Elovich方程Y=K+(1/a)lnt描述,两方程中K值的大小均可以反映吸附速率的大小。

吸附热力学特征可以用Freundlich方程lgY=lgK+(1/n)lgC(lgK值越大吸附量越大,1/n值越大吸附力越强)和Langmuir方程1/Y=1/M+(K/M)(1/C)描述(Y吸附量,C 是平衡液吸附质浓度,M是最大吸附量,K是与能量项有关的常数,是吸附结合能常数,对离子交换反应来说是吸附解吸平衡常数,MBC=M*K为最大缓冲容量)。

Freundlich方程中的K值反映了土壤对重金属的吸附能力大小,K值越大吸附能力越大;Langmuir方程中的M是土壤对重金属的最大吸附量。

三、仪器与试剂常用玻璃仪器、离心管、振荡器、离心机、原子吸收分光光度计用0.01MNaNO3溶液配制1、5、10、20、50、100、150、200mg/L铜标准溶液各500mL备用。

四、实验步骤1、土壤的采集与制备2、各类溶液的配制3、标准曲线的绘制吸取50mg/L的铜标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL分别置于50mL容量瓶中,加2滴0.5mol/L的H2SO4,用蒸馏水定容,其浓度分别为0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mg/L。

然后再原子吸收分光光度计上测定吸光度。

实验六土壤对铜的吸附

实验六土壤对铜的吸附

实验六土壤对铜的吸附一.实验目的1. 掌握制作土壤对铜的吸附等温线,并求得Freundlich 方程中的K 、n 值。

2. 了解pH 对土壤对铜吸附作用的有关因素。

二.实验原理铜是植物生长所必不可少的微量营养元素,但含量过多也会使植物中毒。

因此,研究土壤对铜的吸附特性,有助于了解铜进入土壤后的变化规律,从而为合理施用铜肥及处理土壤的铜污染提供理论依据。

不同土壤对铜的吸附能力不同,同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。

而对吸附影响比较大的是pH.。

为此,本实验通过向土壤中调节待吸附铜溶液的pH ,分别测定不同pH 条件对土壤吸附铜的影响。

土壤对铜的吸附可采用Freundlich 吸附等温式来描述。

即:X =K*C 1/n (1)式中:X ——土壤对铜的吸附量,mg/g ;C ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度,mg/L ;K ,n ——经验常数,其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich 吸附等温式两边取对数,可得:1g X = lgK +n 1lgC (2)以1gX 对1gC 作图可求得常数K 和n ,将K 、n 代人Freundlich 吸附等温式,便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程,由此可确定吸附量(X )和平衡浓度(C)之间的函数关系。

三.仪器和试剂1. 仪器(1) 原子吸收分光光度计。

(2) 恒温振荡器。

(3) 离心机。

(4) 酸度计。

(5) 复合电极。

(6) 容量瓶:50 mL ,250 mL ,500 mL 。

(7) 聚乙烯塑料瓶:50 mL 。

2. 试剂(1) 二氯化钙溶液(0.01 mol/L):称取 1.5 g CaC12 · 2H 2O 溶于1L 水中。

(2) 铜标准溶液(1000 mg/L ):将0.5000 g 金属铜(99.9%)溶解于30 mLl:1HNO 3中,用水定容至500 mL 。

(3) 50 mg/L 铜标准溶液:吸取25 mL 1000 mg/L 铜标准溶液于500 mL 容量瓶中,加水定至刻度。

不同配比水泥土对铜离子的吸附性能研究

不同配比水泥土对铜离子的吸附性能研究

2.1试验材料
部清液离心,并用 0.22m 滤膜过滤,滤
水泥土自行制备,取水泥若干,按照 液稀释 100倍后,测定清液中的浓度,的
水泥量占土样的 5%,9%,12%与土样、 浓度由同济大学环境科学与工程学院重
水掺和,并将它们用拌棒在容器中充分 点实验室利用电感耦合等离子发射光谱
搅拌,混合均匀,制备成不同配比的水泥 仪测得。
(g)。
3 水泥土吸附效果分析
3.1不同配比水泥土对吸附的动力学特 征
5%、9%和 12% 水泥土各测定 7个 吸附时间点溶液中的浓度,百分吸附率 一时间曲线见图 1。由图可知:这三种水 泥土对的吸附过程是很快的,在 0-3h 内溶液中浓度降低较快,分别达 35.19% (5% 水 泥 土),39.67%(9% 水 泥 土), 50.28%(12%水泥土),此后速度减慢, 72h后基本达到吸附平衡状态。随着水 泥掺量的增多,水泥土对的吸附能力也 相应增加,9%和 12%的水泥土对的吸 附能力相当,平衡吸附率为 94.88%和 99.65%,较大于 5%水泥土,其平衡吸附 率为 76.73%。
本文研究了不同配比的复合建筑材 中的重金属离子浓度)。
料水泥土 (水泥掺量占土样 5%、9%、 2.3动态吸附试验方法
12%)对铜吸附的动力学特征、吸附等温 线型式,探讨复合型材料水泥土对铜的
使 用 CuSO4 配 制 了 浓,5%、9%、12% 配比
吸附能力,与之前国内外研究较单一的 水泥土分别称重 0.5g,各 7份置于 7个
型模拟实验分析了水泥土墙屏障厚度和 在表 1中。
水泥掺量对重金属离子隔离效果的影 2.2试剂和仪器
响,同时应用数值模拟方法求解了锌离
主要试剂:无水硫酸铜(CuSO4),分

土壤对重金属离子的吸附

土壤对重金属离子的吸附

土壤对重金属离子的吸附土壤对重金属离子的吸附是环境污染和生态修复领域的重要研究内容。

重金属离子如铜、铅、锌、镉等在环境中含量过高时,会对人类和生态系统产生危害。

土壤作为环境中重金属离子的重要“过滤器”和“储存库”,对其吸附行为的研究有助于深入理解重金属离子的环境行为和生态风险。

首先,土壤对重金属离子的吸附主要取决于土壤的理化性质。

土壤的有机质、pH值、阳离子交换容量(CEC)等都是影响其吸附重金属离子的关键因素。

有机质可以通过配位作用与重金属离子形成络合物,增强土壤对重金属的吸附能力。

pH 值则通过影响土壤表面的电负性来影响吸附,而CEC则反映了土壤对阳离子的吸附能力。

其次,重金属离子的性质如离子半径、电荷数和极化率等也对其在土壤中的吸附有影响。

一般来说,离子半径小、电荷数高、极化率低的重金属离子更易被土壤吸附。

此外,重金属离子的浓度、吸附时间、温度等也会影响其在土壤中的吸附行为。

关于土壤对重金属离子的吸附机制,主要有离子交换、专性吸附和表面络合等。

离子交换是土壤表面离子与重金属离子在静电作用下的交换,专性吸附则是土壤表面的特定基团与重金属离子形成配位键的吸附。

表面络合则是土壤表面的配位基团与重金属离子形成稳定的络合物的吸附。

在实际的环境中,土壤对重金属离子的吸附还受到许多环境因素的影响。

例如,土壤中的水分含量会影响土壤表面的湿润程度,从而影响其吸附能力。

土壤中的氧化还原状态会影响重金属离子的溶解度和化学形态,从而影响其吸附行为。

此外,土壤中的生物活动和微生物群落也会影响其对重金属离子的吸附。

土壤对重金属离子的吸附过程是一个复杂的多相反应过程,涉及物理、化学和生物等多个方面。

这一过程受到多种因素的影响,包括前述的土壤理化性质、重金属离子性质和环境因素等。

对这一过程的深入理解和研究,有助于我们更好地理解和预测土壤环境中的重金属行为,对于环境保护和污染治理等方面具有重要的意义。

对于土壤对重金属离子的吸附研究,未来的研究方向也很多。

土壤对铜的吸附剖析

土壤对铜的吸附剖析

土壤对铜的吸附XXX指导老师:XXXX摘要重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化还原作用。

其中又以吸附作用最为重要。

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素,但含量过多也会使植物中毒。

土壤的铜污染主要是来自于铜矿开采和冶炼过程。

进人到土壤中的铜会被土壤中的粘土矿物微粒和有机质所吸附,其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转化。

因此,研究土壤对铜的吸附作用及其影响因素具有非常重要的意义。

本次实验就土壤对铜的吸附做了标准曲线的绘制、吸附平衡时间的测定以及土壤对铜吸附量的测定。

实验原理土壤对铜的吸附可采用Freundlich 吸附等温式来描述。

即: Q =Kρ1/n 式中:Q ——土壤对铜的吸附量,mg/g ; ρ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度,mg/L ;K ,n ——经验常数,其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich 吸附等温式两边取对数,可得: 1g Q = lgK +n1lg ρ 以1gQ 对1g ρ作图可求得常数K 和n ,将K 、n 代人Freundlich 吸附等温式,便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程,由此可确定吸附量(Q )和平衡浓度(ρ)之间的函数关系。

仪器与试剂1仪器原子吸收分光光度计;恒温振荡器;离心机;酸度计;50mL 容量瓶;聚乙烯塑料瓶。

2试剂(1) 0.01mol/L 的NaNO 3溶液。

(2) 铜标准溶液(1000 mg/L ):将0.5000 g 金属铜(99.9%)溶解于30 mL l:1HNO 3中,用水定容至500 mL 。

(3) 50 mg/L铜标准溶液:吸取25 mL 1000 mg/L铜标准溶液于500 mL容量瓶中,加水定至刻度。

(4) 硫酸溶液:0.5 mol/L。

(5) 氢氧化钠溶液:1 mol/L。

(6) 铜标准系列溶液(pH=2.5):分别吸取10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL 的铜标准溶液于250 mL烧杯中,加0.01 mol/L CaCl2溶液,稀释至240 mL,先用0.5 mol/L H2SO4调节pH=2,再以1 mol/L NaOH溶液调节pH=2.5,将此溶液移入250 mL容量瓶中,用0.01 mol/L CaCl2溶液定容。

土壤对铜的吸附

土壤对铜的吸附

土壤对铜的吸附XXX指导老师:XXXX摘要重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化还原作用。

其中又以吸附作用最为重要。

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素,但含量过多也会使植物中毒。

土壤的铜污染主要是来自于铜矿开采和冶炼过程。

进人到土壤中的铜会被土壤中的粘土矿物微粒和有机质所吸附,其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转化。

因此,研究土壤对铜的吸附作用及其影响因素具有非常重要的意义。

本次实验就土壤对铜的吸附做了标准曲线的绘制、吸附平衡时间的测定以及土壤对铜吸附量的测定。

实验原理土壤对铜的吸附可采用Freundlich 吸附等温式来描述。

即: Q =Kρ1/n式中:Q ——土壤对铜的吸附量,mg/g ; ρ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度,mg/L ;K ,n ——经验常数,其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich 吸附等温式两边取对数,可得: 1g Q = lgK +n1lg ρ 以1gQ 对1g ρ作图可求得常数K 和n ,将K 、n 代人Freundlich 吸附等温式,便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程,由此可确定吸附量(Q )和平衡浓度(ρ)之间的函数关系。

仪器与试剂1仪器原子吸收分光光度计;恒温振荡器;离心机;酸度计;50mL 容量瓶;聚乙烯塑料瓶。

2试剂(1) 0.01mol/L 的NaNO 3溶液。

(2) 铜标准溶液(1000 mg/L ):将0.5000 g 金属铜(99.9%)溶解于30 mL l:1HNO 3中,用水定容至500 mL 。

(3) 50 mg/L铜标准溶液:吸取25 mL 1000 mg/L铜标准溶液于500 mL容量瓶中,加水定至刻度。

(4) 硫酸溶液:0.5 mol/L。

(5) 氢氧化钠溶液:1 mol/L。

(6) 铜标准系列溶液(pH=2.5):分别吸取10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL 的铜标准溶液于250 mL烧杯中,加0.01 mol/L CaCl2溶液,稀释至240 mL,先用0.5 mol/L H2SO4调节pH=2,再以1 mol/L NaOH溶液调节pH=2.5,将此溶液移入250 mL容量瓶中,用0.01 mol/L CaCl2溶液定容。

土壤吸附铜实验报告

土壤吸附铜实验报告

一、实验目的1. 了解土壤对铜的吸附作用及其影响因素。

2. 探究不同土壤类型、pH值和有机质含量对土壤吸附铜的影响。

3. 为土壤重金属污染治理提供理论依据。

二、实验材料与仪器1. 实验材料:- 土壤样品:采集于某地区农田、林地、草地等不同土壤类型。

- 铜离子溶液:浓度为0.1mol/L。

- 腐殖质:市售天然腐殖质。

- pH调节剂:NaOH、HCl。

2. 实验仪器:- 电子天平- pH计- 烧杯- 移液管- 恒温水浴锅- 滴定管- 离心机- 紫外可见分光光度计三、实验方法1. 土壤样品处理:将采集的土壤样品自然风干,过筛(筛孔直径为2mm),备用。

2. 吸附实验:1)将不同土壤样品分别称取5.0g,置于烧杯中。

2)加入50mL 0.1mol/L铜离子溶液,充分混合。

3)调节溶液pH值至不同水平(如pH 3、5、7、9、11)。

4)将烧杯置于恒温水浴锅中,在25℃下恒温吸附2小时。

5)用离心机离心分离土壤与溶液,取上层清液测定铜离子浓度。

6)重复上述步骤,研究不同土壤类型、有机质含量对土壤吸附铜的影响。

3. 数据处理:1)根据实验数据,计算不同条件下土壤对铜的吸附量。

2)分析不同土壤类型、pH值和有机质含量对土壤吸附铜的影响。

四、实验结果与分析1. 不同土壤类型对土壤吸附铜的影响实验结果表明,不同土壤类型对铜的吸附能力存在差异。

农田土壤对铜的吸附量最大,林地土壤次之,草地土壤吸附量最小。

2. pH值对土壤吸附铜的影响实验结果显示,随着pH值的增加,土壤对铜的吸附量逐渐降低。

当pH值为3时,土壤对铜的吸附量最大;当pH值为11时,吸附量最小。

3. 有机质含量对土壤吸附铜的影响实验结果表明,有机质含量越高,土壤对铜的吸附量越大。

当有机质含量为2%时,土壤对铜的吸附量最大。

五、结论1. 土壤对铜的吸附作用受土壤类型、pH值和有机质含量等因素的影响。

2. 农田土壤对铜的吸附能力最强,林地土壤次之,草地土壤吸附能力最弱。

去除土壤中重金属的方法

去除土壤中重金属的方法

去除土壤中重金属的方法
去除土壤中重金属的方法主要包括淋洗法、电动力学修复和电热修复。

1. 淋洗法是利用洗液或者加入可以提高重金属水溶性的化学物质的
水将污染物冲到根的外层。

这种方法对于硝酸盐、烃及重金属的高度污染治理效果比较好,尤其适合轻质土壤。

但需要注意的是,淋洗法投资大,且可能造成土壤的养分流失和地下水污染。

2. 电动力学修复是通过电流作用,在电解、电渗等作用下,使重金
属污染物作相对运动,向电极迁移,再通过收集系统统一收集处理。

这种修复技术在去除土壤中铬、铅、铜、砷、镉、锌、汞和铀等重金属时十分有效,因为它并没有搅动到土层,是一种经济可行的修复技术。

3. 电热修复是对土壤加热,使其升温把有害污染物解析出来并统一
收集处理。

这一技术一般用于容易挥发的有害污染物,如硒、汞等。

但需要注意的是,电热修复会破坏到土壤中的有机质及结构水,会把土壤的水分蒸发掉。

综上所述,不同的修复方法各有优缺点,选择时应结合具体情况,包括土壤类型、污染物种类和修复成本等因素进行考虑。

1。

土壤对重金属的吸附 -回复

土壤对重金属的吸附 -回复

土壤对重金属的吸附-回复土壤对重金属的吸附是指土壤颗粒表面吸附重金属离子的过程,是土壤对环境中重金属污染的重要防止和治理方式之一。

本文将逐步回答土壤对重金属的吸附过程、影响因素、吸附机制以及提高土壤对重金属吸附能力的方法。

一、土壤对重金属的吸附过程土壤对重金属的吸附过程是一个动态平衡过程。

一方面,土壤中的各种成分如有机质、粘粒、孔隙等具有较大的表面积和表面活性,能够吸附大量的重金属离子。

另一方面,重金属离子在土壤中通过水解、配位等化学反应形成各种离子态和络合物,从而被土壤吸附。

二、影响土壤对重金属吸附的因素1. pH值:土壤pH值是影响土壤对重金属吸附的重要因素。

一般来说,土壤的pH值越低,其对重金属的吸附能力越强,因为在酸性条件下,重金属离子更容易与土壤颗粒表面的负电荷区域发生吸附反应。

2. 有机质含量:土壤有机质含量高的地区,其对重金属的吸附能力较弱。

这是因为有机质中的功能基团能够与重金属形成胶体或络合物,从而减少重金属离子与土壤颗粒间的相互作用。

3. 孔隙度:土壤孔隙度越大,其吸附重金属的能力越强。

这是因为孔隙度的增大能够提供更多的吸附位置,从而增加重金属与土壤颗粒的接触机会。

4. 重金属浓度:重金属离子浓度越高,其在土壤中的吸附量越大。

但当重金属浓度超过一定范围时,由于土壤吸附位点饱和,进而导致重金属向土壤颗粒孔隙中扩散和迁移。

三、土壤对重金属的吸附机制1. 离子交换:土壤中的可交换性阳离子如钠(Na+)、钙(Ca2+)等能够与重金属离子发生交换反应,从而使重金属被土壤颗粒吸附。

2. 静电吸附:土壤颗粒表面具有一定数量的负电荷,而重金属离子通常带有正电荷,因此重金属离子能够通过静电作用与土壤颗粒发生吸附。

3. 配位反应:重金属离子与土壤颗粒表面的氧、氮、硫等功能基团发生配位反应,形成络合物或胶体颗粒,从而吸附重金属。

四、提高土壤对重金属吸附能力的方法1. 改善土壤质地:增加土壤的有机质含量,改善土壤颗粒的结构,提高土壤的孔隙度,从而增加土壤对重金属的吸附能力。

实验三-土壤对铜的吸附(环境化学实验)

实验三-土壤对铜的吸附(环境化学实验)

实验五 土壤对铜的吸附土壤中重金属污染主要来自于工业废水、农药、污泥和大气降尘等。

过量的载金属可引起植物的生理功能紊乱、营养失调。

由于重金属不能被土壤中的微主物所降解,因此可在土壤中不断地积累,也可为植物所富集并通过食物链危害气体健康。

重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化还原作用。

其中又以吸附作用最为重要。

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素,但含量过多也会使植物中毒。

土壤的铜污染主要是来自于铜矿开采和冶炼过程。

进人到土壤中的铜会被土壤中的粘土矿物微粒和有机质所吸附,其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转化。

因此,研究土壤对铜的吸附作用及其影响因素具有非常重要的意义。

一、实验目的1. 了解影响土壤对铜吸附作用的有关因素。

2. 学会建立吸附等温式的方法。

二、实验原理不同土壤对铜的吸附能力不同,同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。

而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH.。

为此,本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节待吸附铜溶液的pH ,分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响。

土壤对铜的吸附可采用Freundlich 吸附等温式来描述。

即:Q =K ρ1/n式中:Q ——土壤对铜的吸附量,mg/g ;ρ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度,mg/L ;K ,n ——经验常数,其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich 吸附等温式两边取对数,可得: 1g Q = lgK + n1lg ρ 以1gQ 对1g ρ作图可求得常数K 和n ,将K 、n 代人Freundlich 吸附等温式,便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程,由此可确定吸附量(Q )和平衡浓度(ρ)之间的函数关系。

三、仪器和试剂1. 仪器(1) 原子吸收分光光度计。

(2) 恒温振荡器。

(3) 离心机。

(4) 酸度计。

(5) 复合电极。

(6) 容量瓶:50 mL,250 mL,500 mL。

实验四土壤对Cu的吸附实验

实验四土壤对Cu的吸附实验

实验四土壤对Cu的吸附实验一、实验目的1. 掌握土壤对Cu吸附实验原理和方法;2. 掌握土壤对Cu的吸附等温线的制作方法;3. 了解土壤对Cu吸附的影响因素;4. 学习使用原子吸收光谱仪测定土壤中Cu的操作方法。

二、实验原理Cu是生物必需元素,Cu缺乏会影响生物生长。

Cu易被土壤吸附,并在土壤中积累。

当它超过一定的临界值时,便会进入食物链,从而对人类造成危害。

因此研究Cu在土壤中的吸附和解吸作用具有重要的意义。

Cu的吸附行为受很多因素的影响,包括土壤类型、pH 值、有机质含量、离子交换、络合和氧化-还原条件等。

土壤(颗粒物)对重金属(溶质)的吸附是一个动态平衡过程,固定的温度条件下,当吸附达到平衡时,颗粒物表面的吸附量(X)与溶液中溶质平衡浓度(C)之间的关系可以用吸附等温线来表达。

目前常用 Freundlich 和 Langmuir 方程来描述土壤体系中的吸附现象。

一定温度下(25℃),向土壤中按一定土液比加入不同浓度的Cu标准溶液,当吸附达到基本平衡后,以Cu的加入量对土壤吸Cu量作图,就得到土壤对Cu的等温吸附曲线。

土壤对铅的吸附量一般符合Langmuir和Freundlich方程,通过计算可得出吸附数据与这两个理论模式的拟合程度。

Langmuir方程的形式为:X=KC Xmax/(1+KC) (1)式中C为吸附平衡时Cu溶液的浓度(mg/L),X为土壤对Cu的吸附量(mg/g),Xmax为最大吸附量(mg/g),K为与吸附结合能有关的常数(L/mg)。

(1)式也可以改写为线性方程:C/X = 1/K + C/Xmax (2)Freundlich方程的形式为:X=KC1/n (3)式中: X为土壤对Cu的吸附量(mg/g)C 为平衡溶液中汞的浓度(mg/L)K,n 为经验常数,其值决定于离子种类吸附剂性质及温度等。

(3)式也可以写成直线型方程:lgX=lgK+(1/n)lgC (4)以 lgX对lgC 作图可得一直线,lgK为截距,1/n为斜率。

土壤对铜的吸附

土壤对铜的吸附

土壤对铜的吸附简介铜是一种常见的地球元素,在自然界中广泛存在。

它被广泛用于众多应用中,包括电子、建筑、化工等等。

然而,铜在环境中的大量释放已成为日益严重的问题,由此引发了严重的水和土壤污染。

土壤对铜的吸附是影响土壤环境中铜浓度的主要因素之一,因此对土壤吸附铜的了解是保护环境和减少污染的关键所在。

土壤和有机质中的矿物质都具有大量的负电荷,这些负电荷可以吸附自由阳离子,例如铜。

当铜进入土壤中时,它不断向负电荷点移动,直到与之相遇。

吸附铜的物质包括土壤粒子表面负电荷,氧化铁、铝和锰等氧化物表面,以及有机物分子的配体(如腐殖质,蛋白质和氨基酸等)。

这种吸附大多是反应性,因为铜离子可以与这些物质化学结合,从而形成铜复合物。

土壤对铜的吸附程度受到许多因素的影响,例如土壤性质、铜和土壤颗粒的质量和形态、pH和温度等。

其中,土壤性质是影响土壤对铜吸附能力的最重要因素之一。

许多研究已表明,铜吸附在粘土类土壤中最为广泛,而砂壤土中的铜吸附能力最弱。

这是因为粘土中有更大的比表面积和更多的吸附位点,因此能够提供更多的吸附机会。

同时,铜离子在酸性环境中更容易被土壤吸附,而在碱性环境中,铜离子的流动更加活跃。

土壤对铜的吸附过程可以分为两种类型,一种是快速吸附(通常在几小时内发生),它主要由外表面和交换吸附位点实现。

另一种是缓慢吸附,它可以持续数天或数周,主要由更深的吸附位点(包括孔隙内部和氧化物表面等)实现。

由于土壤对铜吸附能力受到许多因素的影响,因此吸附动力学和热力学通常需要通过实验来确定。

热力学研究表明,吸附铜在温度升高时会显著增加,因为吸附反应是放热反应。

结论总之,土壤对铜的吸附足以在一定程度上减少铜在土壤环境中的扩散和迁移。

然而,铜的过量积累仍然是世界范围内面临的重要问题,因此,在污染物的种类和浓度不断增加的情况下,土壤吸附铜的机制和影响因素需要更多的研究。

在实际应用中,需要实施有效的土壤修复措施,以使污染土壤从铜中得到解脱,并减少对环境的影响。

土壤对铜的吸附实验(数据处理版)

土壤对铜的吸附实验(数据处理版)

实验二十一 土壤对铜的吸附一、实验目的1. 了解影响土壤对铜吸附作用的有关因素。

2. 学会建立吸附等温式的方法。

二、实验原理土壤中重金属污染主要来自于工业废水、农药、污泥和大气降尘等。

过量的载金属可引起植物的生理功能紊乱、营养失调。

由于重金属不能被土壤中的微主物所降解,因此可在土壤中不断地积累,也可为植物所富集并通过食物链危害气体健康。

重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化还原作用。

其中又以吸附作用最为重要。

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素,但含量过多也会使植物中毒。

土壤的铜污染主要是来自于铜矿开采和冶炼过程。

进人到土壤中的铜会被土壤中的粘土矿物微粒和有机质所吸附,其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转化。

因此,研究土壤对铜的吸附作用及其影响因素具有非常重要的意义。

不同土壤对铜的吸附能力不同,同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。

而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH.。

为此,本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节待吸附铜溶液的pH ,分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响。

土壤对铜的吸附可采用Freundlich 吸附等温式来描述。

即: Q =K ρ1/n 式中:Q ——土壤对铜的吸附量,mg/g ;ρ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度,mg/L ;K ,n ——经验常数,其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich 吸附等温式两边取对数,可得: 1g Q = lgK +n1lg ρ 以1gQ 对1g ρ作图可求得常数K 和n ,将K 、n 代人Freundlich 吸附等温式,便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程,由此可确定吸附量(Q )和平衡浓度(ρ)之间的函数关系。

三、仪器和试剂1. 仪器原子吸收分光光度计;恒温振荡器;离心机;电子天平;50 mL容量瓶52个;250 mL容量瓶10个;50 mL塑料离心管12个;塑料针筒3支;针筒式滤膜过滤器3个;玻璃棒;1mL、2mL、5mL、10mL吸量管;2. 试剂二氯化钙溶液(0.01 mol/L);铜标准溶液(1000 mg/L);铜标准溶液(50 mg/L);硫酸溶液(0.5 mol/L);氢氧化钠溶液(1 mol/L);一号土壤样品(钙基膨润土);二号土壤样品(钙基膨润土+腐殖质)四、实验步骤1. 铜溶液配制铜标准系列溶液(pH=2.5):分别吸取10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL 的铜标准溶液于250 mL烧杯中,加0.01 mol/L CaCl2溶液,稀释至240 mL,先用0.5 mol/L H2SO4调节pH=2,再以1 mol/L NaOH溶液调节pH=2.5,将此溶液移入250 mL容量瓶中,用0.01 mol/L CaCl2溶液定容。

土壤对铜的吸附

土壤对铜的吸附

土壤对铜的吸附环境化学——土壤对铜的吸附2013年11月实验十七土壤对铜的吸附土壤中重金属污染主要来自于工业废水、农药、污泥和大气沉降等。

过量的重金属可引起植物的生理功能紊乱、营养失调。

由于重金属不能被土壤中的微生物所降解,由此可在土壤中不断积累,也可为植物所富集并通过食物链危害人体健康。

重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化还原作用。

其中又以吸附作用最为重要。

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素,但含量过多也会使植物中毒。

土壤的铜污染主要是来自铜矿开采和冶炼过程。

进入到土壤中的铜会被土壤中的粘土矿物微粒和有机质吸附,其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转化。

因此,研究土壤对铜的吸附作用及其影响因素具有非常重要的意义。

一、实验目的1、了解影响土壤对铜吸附作用的有关因素。

2、学会建立吸附等温式的方法。

二、实验原理不同土壤对铜的吸附能力不同,同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。

而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH。

为此,本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节待吸附铜溶液的pH,分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响。

土壤对铜的吸附可采用Freundlich吸附等温式来描述。

即:Q = Kρ1/n式中:Q——土壤对铜的吸附量,mg/g;ρ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度,mg/L;K,n——经验常数,其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich吸附等温式两边取对数,可得:lgQ = lgK + 1/n lgρ以lgQ 对lgρ作图可求得常数K和n,将K、n代入Freundlich吸附等温式,便可确定该条件下的Freundlich吸附等温式方程,由此可确定吸附量(Q)和平衡浓度(ρ)之间的函数关系。

(2)采用Langmuir吸附等温式描述,即:Q = q m k1ρ/(1+k1ρ)→1/Q = 1/q m k1ρ+ 1/q m 以1/Q 对1/ρ作图可求出q m和k1 ,进而确定吸附量(Q)与平行浓度ρ的函数关系,分别作出lgQ - lgρ和1/Q - 1/ρ图,求出相关系数,判定吸附类型。

浅谈植物对土壤中重金属的吸附

浅谈植物对土壤中重金属的吸附

浅谈植物对土壤中重金属的吸附摘要:针对中国土壤中重金属污染加剧的趋势,为提高人们对土壤重金属污染的认识,和人们对土壤中重金属污染的重视,特简要介绍相关情况。

本文从土壤重金属污染现状概况、植物对土壤重金属的吸收、影响植物吸收土壤中重金属的因素三个方面介绍。

并对植物修复土壤中重金属污染的理论提出展望。

关键词土壤;重金属;植物;吸收Introduction to Plant for the Adsorption ofHeavy Metals in SoilAbstract:With the soil pollution of heavy metals getting worse and worse,In order toimprove people's knowledge on the soil heavy metal pollution,and the importance of heavymetal pollution in soil,so introduce something about heany metal pollution.This studiesabout soil heavy metal pollution status、the absorption of heavy metals from soil、thefactors affecting plant absorption of heavy metals in soil. The prospect of the theory ofphytoremediation of heavy metal pollution in soil is also proposed.Key words:soil;heavy metal;plant;absorption引言土壤是环境要素的重要组成部分,它不仅是农业生产的基础,而且还是人类环境的重要组成部分。

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2012年第15期广东化工第39卷总第239期 · 137 ·浅述土壤吸附金属铜离子赵娜1,吕瑞滨2(1.上海市固体废物处置中心,上海 201815;2.上海城投污水处理有限公司石洞口污水处理厂,上海 200942) [摘要]综述了土壤吸附铜离子动力学的研究方法,涉及吸附速率,吸附等温线,表面络合模式和影响吸附量的环境因子等方面的问题。

[关键词]铜离子;吸附;土壤;动力学[中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0137-03The Brief Introduction of Metal Copper Ions Adsorbed by SoilZhao Na1, Lv Ruibin2(1. Shanghai Solid Waste Disposal Center, Shanghai 201815;2. Shanghai Chengtou Wastewater Treatment Co., Ltd., Shanghai 200942, China)Abstract: The paper summarized kinetics of copper ions by soil adsorption, involved in the adsorption rate, adsorption isotherms, surface complexation model and environmental factors which affected the adsorption amount.Keywords: copper ions;adsorption;soils;dynamics铜(Cu)是一种生物必需的微量营养元素,但是土壤Cu含量高于某一临界值就会对生物产生一定的毒性效应;土壤中Cu污染主要来源于含Cu废水的农田灌溉、含Cu农药和肥料的施用、污泥的土地利用和大气颗粒物的沉降等。

20世纪60年代以来,土壤重金属污染已经引起了对重金属在土壤环境中行为的广泛研究,关注的焦点是重金属在食物链中传递和重金属进入地表水和地下水的风险,这些关注主要取决于重金属在土壤溶液中的浓度,而土壤溶液中重金属的浓度受到土壤对重金属吸附的控制。

土壤对Cu的吸附-解吸是影响土壤系统中Cu 的移动性和归宿的主要过程,影响着植物养分和污染物的控制,影响着Cu的植物有效性和在食物链中传递的程度等。

文章就土壤对铜离子吸附的速率、吸附等温线、表面络合模式和影响吸附量的因子等进行了综述,并进行了研究展望。

1 研究方法和机理1.1 吸附速率土壤对Cu吸附速率的大小,直接反映Cu在一定环境条件下的迁移性能。

了解土壤颗粒吸附Cu达到平衡所需的时间及吸附量(或水相浓度)随时间增长(或减少)的特性,有助于深化认识Cu在土壤中物质转化动态规律。

Cavallaro等[1]指出,土壤对Cu的吸附平衡在24 h内达到。

Zhou等[2]通过实验得出,所选的酸性砂壤土和石灰性粘壤土样品对Cu吸附的平衡时间是1.5 h。

根据砖红壤对Cu吸附动力学,溶液中Cu的浓度在30 min内达到平衡[3]。

一般情况下,选择的平衡时间是24 h[4]。

谢忠雷等[5]在研究Cu、Ni、Pb、As在草甸黑土中的吸附动力学时发现,吸附动力学可用双常数速率方程和Elovich方程很好地拟合,Elovich方程拟合的效果更好,吸附速率为Pb>As>Cu>Ni。

Yu等[6]通过研究土壤吸附Cu动力学指出土壤对Cu的吸附先经历一个快速的反应阶段,然后是一个慢的反应阶段;没有加入农药的情况下,两种土壤对Cu的吸附在1 min内大于98 %的Cu被吸附;通过经验性的动力学方程(一级方程、双常数方程、Elovich方程和抛物线扩散方程对实验数据进行拟合,得出Elovich方程、双常数方程和一级方程都能够很好地描述土壤对Cu 的吸附,但是双常数方程是最好的。

目前对土壤吸附Cu的速率研究主要有两种方法,一是根据实验数据绘制吸附量随时间变化的曲线,根据所绘制的曲线斜率来研究吸附动力学过程。

二是选择经验性的化学动力学方程对数据进行拟合,依据较高的相关系数和较低的标准误差选择最优方程,根据吸附速率系数来进行定量的研究。

影响吸附速率的因数有很多,比如Cu的初始浓度、土壤的组成、温度、其他重金属的竞争吸附和土壤固液比等等。

土壤对Cu的吸附平衡时间目前没有定论,因为平衡时间受到许多环境条件的影响。

共存重金属对Cu的吸附速率的影响以及几种条件耦合作用下对Cu吸附速率的影响研究较少。

1.2 吸附等温线土壤对重金属的吸附是一个动态平衡过程,在固定的温度条件下,当吸附达到平衡时,土壤对重金属吸附量与溶液中重金属平衡浓度之间的关系,可用吸附等温线来表达,等温线在一定程度上反映了吸附剂与吸附质的特性;吸附等温线是用来描述土壤中Cu吸附的常用方法。

Yu等[7]研究红壤对Cu的吸附-解吸时,得出两种红壤对Cu的吸附行为可以用Freundlich和Langmuir方程来描述,Freundlich比Langmuir更好,两种土壤从Langmuir方程得出的最大吸附量分别为Cu2+25.90 mmol/kg土和20.17 mmol/kg土。

Mesquita[8]用平衡等温线阐述了Cu、Zn的土壤吸附;平衡等温线符合Freundlich和Langmuir 等温式;用于Cu和Zn值预测的竞争性Langmuir和扩散性Freundlich方程与实验数据具有很好的一致性。

Harter和Baker[9]认为Langmuir方程中参数的大小不能用于解释反应的机理和结合键的强度;Elprince[10]等指出传统的Langmuir方程不能用来描述离子交换过程。

尽管有一些学者对Langmuir方程和Freundlich方程用于解释金属阳离子在土壤中的吸附有异议,但是模型中的一些参数如最大吸附量和分配系数等在描述土壤中Cu 的吸附时还是有用的。

用来描述土壤吸附Cu的吸附等温式有Langmuir吸附等温式、Freundlich吸附等温式、Temkin方程和Henry 吸附等温式,也不断有人改进这些吸附等温式,比如双表面吸附等温式和Langmuir竞争吸附等温式等等。

但是应用最广泛的是Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式。

有时候土壤对Cu 的吸附既符合Langmuir吸附等温式也符合Freundlich吸附等温式,但通常Langmuir方程被优先使用,因为它可以计算出潜在的吸附量和吸附系数,可以对土壤吸附Cu进行预测。

一些研究者把从方程得出的吸附参数和土壤理化性质的关系进行拟合,对土壤吸附Cu进行评价和预测。

在土壤吸附Cu的研究中应用吸附等温线对重金属吸附数据进行分析已经相当普遍;尽管Cu的吸附机制是否符合吸附模式的假设是值得考虑的,但是由于许多实验结果与经验吸附等温线相符,所以作为土壤对Cu吸附的定量描述,经验性的吸附等温式仍不失为一个十分有用的方法。

考虑到土壤性质和环境因子对吸附的影响,模型中应该加入这些参数使其更能反映土壤对重金属的吸附过程,这方面的研究相对较少。

1.3 表面络合模式对金属离子的吸附,已经有许多学者提出各种模型来说明氧化物表面上的吸附机理,例如离子交换、水解吸附、表面沉淀、氧化物胶体内层离子交换、表面络合及同晶置换作用等。

其中表面络合模式是Stumn等[11]在20世纪70年代初期基于水合氧化物分散体系中金属的专属吸附作用提出来的,用于描述固-液界面的表面特征和吸附研究。

该模式已经得到了广泛的应用,目前已经成为主要的理论模式之一。

魏俊峰等[12]对Cu(II )在常见的重要高岭石表面的吸附进行了实验和模式研究,结果表明在同时考虑自由水合离子Cu2+和羟基金属离子CuOH+与高岭石表面络合的情况下,单一表面基团、无静电表面络合模式能很好地描述Cu (II) 的吸附行为,拟合得到的CuOH+的络合常数比Cu2+的大得多。

Weirich 等[13]利用表面络合模式研究了简单有机酸存在条件下针铁矿对Cu、Ni和Cd的吸附行为。

Ravat等[14]利用表面络合模式研究了有机物表面对Cu吸附。

文湘华等[15]应用表面络合理论及其研究方法对乐安江沉积物的表面特征及对重金属的吸附特性进行了研究,结果表明3种表面络合模式即恒定容量模式、扩散层模式和三层模式均能较好地描述天然沉积物的吸附过程。

杨亚提等[16]采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西4种典型土壤胶体(黄褐土、塿土、黑垆土和黄绵土)吸附Cu和Pb的影响。

Wang等[17]证实了表面络合模式能应用于模拟重金属在沉积物上的吸附。

应用表面络[收稿日期] 2012-10-09[作者简介] 赵娜(1982-),女,上海人,本科,工程师,主要从事固体废物处理和资源化方面的工程与研究。

广东化工 2012年第15期· 138 · 第39卷总第239期合模式可以解释吸附量随pH而变,又可解释H+/Cu2+交换不是2而是介于1~2之间的实验结果,还能较合理地解释各种离子的吸附选择顺序,认为氧化物表面优先吸附羟基金属离子是目前比较普遍接受的。

表面络合模式虽然广泛应用在氧化物对Cu的吸附研究上,但是目前也用在有机物、黏土矿物、河流沉积物和和土壤对Cu的吸附行为研究上。

利用表面络合模式还可以解释许多现象。

由于土壤是一个多组分、多表面的复杂体系,土壤对Cu的吸附过程也是很复杂的,关于Cu的吸附机理有待进一步研究。

2 影响土壤铜吸附的因子2.1 土壤表面电荷特征土壤表面电荷性质制约着重金属离子在土壤胶体表面的吸附解吸行为,是影响土壤吸附解吸重金属最根本的因素之一。

恒电荷和可变电荷土壤表面电荷的性质明显不同,对重金属吸附解吸的影响也不一样。

恒电荷土壤电性吸附重金属离子的比例比可变电荷土壤电性吸附的比例高。

温带土壤和热带土壤的表面特征是不一样的,温带土壤主要由带永久电荷的矿物组成,热带土壤经常具有可变电荷。

通常永久电荷的矿物有相对较高的比表面积。

对一种给定的土壤矿物来说,比表面积是恒定的,电荷的发生将导致颗粒表面电荷浓度增加。

Wen[15]等指出沉积物表面电荷特征是控制Cu吸附最重要的因素。

邹献中等[18]的研究结果表明,随pH 升高,可变电荷土壤的表面负电荷增加,正电荷减少,土壤对Cu2+的吸附量增大;随着离子强度增大,可变电荷土壤对Cu2+的吸附百分率降低的幅度比恒电荷土壤者小得多,土壤中氧化铁的含量越高,降低的幅度越小;在可变电荷土壤对Cu的吸附中,专性吸附较为重要;可变电荷土壤中吸附性Cu2+的解吸规律,完全不同于恒电荷土壤。

由于表面性质的差异,土壤对Cu吸附量也存在差异;与可变电荷土壤比,恒定电荷土壤对所吸附的Cu有更强的吸附力。

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