两种铁氧化物对土壤有效态汞的吸附作用研究_任丽英_赵敏_董玉良_王芳_高晓慧_庞

，ａｎｄ ，ｚｅｒｏ － ｏｒｄｅｒ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ
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（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ） 引 言 汞 （Ｈｇ）是 一 种 可 生 物 积 累 的 有 毒 有 害 重 金 属 ， 在 土 壤 中 积 累 会 对 环 境 及 人 类 健 康 产 生 危 害 （王 梅 等 ， 日 本 “水 俣 病 ”爆 发 开 始 ，Ｈｇ ２０１１ ） ．从 １９５６ 年 污 染 问 题 就 已 引 起 人 们 的 关 注 和 重 视 （Ｔｈｏｍａｓ 天 然 释 放 和 人 为 污 染 都 是 土 壤 ｅｔ ａｌ ． ，１９９９ ） ． Ｈｇ 的 中 Ｈｇ 的 Ｈｇ 进 重 要 来 源 ， 入 土 壤 后 由 于 土 壤 矿 物 对 有 强 烈 的 吸 附 作 用 ， 因 此 ， 各 类 土 壤 中 Ｈｇ 具 ９０％ 以
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两 种 铁 氧 化 物 对 土 壤 有 效 态 汞 的 吸 附 作 用 研 究
， （ ）：
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２７６０００ 临 沂 大 学 资 源 环 境 学 院 水 土 保 持 与 环 境 保 育 重 点 实 验 室 ， 临 沂 ２７６０００ 临 沂 大 学 生 命 科 学 院 ， 临 沂 收 稿 日 期 ： 回 日 期 ： 用 日 期 ： ２０１３０６１７ 修 ２０１３ ０７２７ 录 ２０１３０７２９
利 用 氧 化 物 对 土 壤 中 汞 的 吸 附 特 性 ， 研 究 了 汞 污 染 土 壤 中 添 加 铁 锰 和 铁 铝 复 合 氧 化 物 对 土 壤 汞 有 效 性 的 影 响 果 表 明 ， 在 土 壤 中 添 加 ．结 摘 要 ： 间 内 ， 添 加 铁 铝 氧 化 物 氧 化 物 后 ， 土 壤 中 有 效 态 汞 的 含 量 明 显 降 低 ， 在 相 同 添 加 量 下 铁 铝 复 合 氧 化 物 比 铁 锰 复 合 氧 化 物 的 吸 附 效 果 好 ． １４ ｄ 时 ９４ ． ６０％ 和 ９３． １１％ ；添 ８８． ６９ ％ 和 后 ， 两 种 土 壤 中 有 效 态 汞 的 含 量 分 别 降 低 了 加 铁 锰 氧 化 物 后 ，两 种 土 样 中 有 效 态 汞 的 含 量 分 别 降 低 了 可 见 两 种 氧 化 物 是 土 壤 中 有 效 态 汞 的 有 效 吸 附 剂 过 方 程 拟 合 研 究 了 氧 化 物 对 土 壤 中 有 效 态 汞 吸 附 的 规 律 ， 其 中 ， 铁 铝 氧 化 物 对 土 ８７ ８５％ ， ．通 壤 中 有 效 态 汞 的 吸 附 规 律 以 程 和 权 函 数 方 程 拟 合 度 较 好 ， 铁 锰 氧 化 对 土 壤 中 有 效 态 汞 的 吸 附 规 律 以 程 拟 合 效 果 最 好 ，零 Ｅｌｏｖｉｃｈ 方 Ｅｌｏｖｉｃｈ 方 ． 级 速 率 方 程 及 指 数 方 程 的 拟 合 效 果 则 相 对 较 差 铁 锰 复 合 氧 化 物 ； 铁 铝 复 合 氧 化 物 ； 有 效 态 汞 ； 吸 附 关 键 词 ： ０２５３２４６８ （ ２０１４ ） ０２ 中 Ｘ５３ 文 Ａ 文 章 编 号 ： 图 分 类 号 ： 献 标 识 码 ：
上 的 矿 物 组 成 对 吸 持 特 性 是 决 定 土 壤 中 Ｈｇ 的 Ｈｇ 环 境 活 性 的 重 要 因 素 ． 土 壤 重 金 属 污 染 的 修 复 方 式 有 很 多 种 ，近 年 来 ， 从 化 学 修 复 中 逐 渐 分 出 来 的 矿 物 修 复 被 誉 为 继 物 理 修 复 和 化 学 修 复 尤 其 是 生 物 修 复 方 法 之 后 的 第 四 类 污 染 治 理 方 法 （杭 小 帅 等 ， 然 矿 物 ２０１３ ） ．天 材 料 由 于 其 独 特 的 结 构 和 优 异 的 性 质 ， 对 环 境 中 重 金 属 元 素 有 较 强 的 吸 附 能 力 ， 进 而 会 影 响 它 们 在 环 境 中 的 浓 度 和 迁 移 能 力 （Ｃｈａｎｇ ｅｔ ａｌ． ，２０１０ ）． 铁 锰
Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅｓ ｏｎ Ｈｇ ｉｎ ｓｏｉｌ
ＲＥＮ Ｌｉｙｉｎｇ １ ，
，ＺＨＡＯ Ｍｉｎ ，ＤＯＮＧ Ｙｕｌｉａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｆａｎｇ ，ＧＡＯ Ｘｉａｏｈｕｉ ，ＰＡＮＧ Ｘｕｅ
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１ ． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｌｉｎｙｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｌｉｎｙｉ ２７６０００ ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｉｎｙｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｌｉｎｙｉ ２７６０００ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ １７ Ｊｕｎｅ ２０１３ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｉｎ ｒｅｖｉｓｅｄ ｆｏｒｍ ２７ Ｊｕｌｙ ２０１３ ａｃｃｅｐｔｅｄ ２９ Ｊｕｌｙ ２０１３ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＦｅＭｎ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ａｎｄ ＦｅＡｌ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ｏｎ Ｈｇ ｉｎ ｓｏｉｌ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｏｘｉｄｅｓ ｉｎｔｏ ｓｏｉｌ Ｈｇ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＦｅＡｌ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ＦｅＭｎ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ １４ ｄａｙｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｉｍｅ Ｈｇ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ９４ ． ６０ ％ ａｎｄ ９３． １１％ ｉｎ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌｓ ａｆｔｅｒ ＦｅＡｌ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ｗａｓ ａｄｄｅｄ． Ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
家 自 然 科 学 基 金 项 目 （Ｎｏ． ４１２０１２２８ ， ４１１７２１６０ ） 基 金 项 目 ：国 Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ （ Ｎｏ ４１２０１２２８ ，４１１７２１６０ ） 作 者 简 介 ：任 讯 作 者 （责 任 作 者 ） 丽 英 （ ）， 女 ， 副 教 授 （博 士 ）， １９８１ — Ｅｍａｉｌ ： ｌｉｙｉｎｇｒｅｎ２５＠ １６３． ｃｏｍ ； 通 ），ｆｅｍａｌｅ，ａｓｓｏｃｉａｔｅ ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ（Ｐｈ． Ｄ． ），Ｅｍａｉｌ：ｌｉｙｉｎｇｒｅｎ２５＠ １６３ ． ｃｏｍ ； Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ ：ＲＥＮ Ｌｉｙｉｎｇ （ １９８１ —
任 丽 英 ， 赵 敏 ， 董 玉 良 ， 等 种 铁 氧 化 物 对 土 壤 有 效 态 汞 的 吸 附 作 用 研 究 ［Ｊ］． 环 境 科 学 学 报 ， ． ２０１４ ． 两 ３４ （ ２ ）： ， ， ， ［］
，， 任 丽 英 赵 敏 ， 董 玉 良 ， 王 芳 ， 高 晓 慧 ， 庞 雪
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环 境 科 学 学 报
ｍｇ ｋｇ － １
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卷
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氧 化 物 和 铁 铝 氧 化 物 是 土 壤 中 两 种 常 见 的 氧 化 物 ， 自 然 界 中 存 在 的 天 然 铁 锰 矿 物 材 料 具 有 稳 定 的 电 荷 零 点 ， 比 表 面 积 大 、 表 面 活 性 强 ， 其 对 环 境 中 重 金 属 元 素 的 吸 附 、固 定 控 制 着 它 们 在 环 境 中 的 浓 度 、 存 在 形 态 和 化 学 行 为 ．近 年 来 ，有 关 氧 化 物 在 环 境 重 金 属 修 复 中 的 应 用 也 受 到 越 来 越 多 的 关 注 （Ｍｉｙａｔａ ｅｔ ａｌ． ，２００７ ；张 林 静 等 ，２０１３ ）． 有 研 究 表 ＭｎＯ 、 Ｆｅ Ｏ 等 Ｈｇ 有 矿 物 材 料 对 较 大 的 吸 附 容 明 ， ２００４ ） ． 量 ， 且 固 持 能 力 强 （姚 爱 军 等 ， Ｈｇ 污 因 此 ， 本 试 验 通 过 在 重 金 属 染 土 壤 中 添 Ｈｇ 加 铁 锰 和 铁 铝 氧 化 矿 物 ， 探 讨 两 种 氧 化 物 对 土 壤 Ｈｇ 有 的 吸 附 作 用 ， 阐 明 两 种 氧 化 物 对 土 壤 效 性 的 Ｈｇ 环 影 响 ， 为 寻 求 各 类 土 壤 中 境 活 性 规 律 及 制 定 ． 相 应 的 调 控 措 施 提 供 理 论 依 据 ２ 材 料 与 方 法 （Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ） ２． １ 复 合 氧 化 物 的 制 备 铁 锰 复 合 氧 化 物 的 合 成 （Ｃｈａｎｇ ｅｔ ａｌ． ，２０１０ ）： １ ｍｏｌ· Ｌ 的 ＮａＯＨ 溶 ０． ０２５ 液 加 入 到 将 一 定 体 积 · 液 中 ， 在 缓 慢 搅 拌 下 ， 以 Ｌ 的 ＫＭｎＯ 溶 ５ ｍＬ· ｍｏｌ ｍｉｎ 的 ０． ０４５ ｍｏｌ· Ｌ ＦｅＣｌ 溶 速 度 向 溶 液 中 滴 加 ｐＨ 达 ８． ０ ； 液 ， 直 至 悬 液 到 然 后 储 于 塑 料 容 器 中 ， 在 温 箱 中 老 化 离 心 分 离 得 到 沉 淀 物 ， 用 ６０ ℃ 恒 ４８ ｈ ， ６０ ℃ 下 去 离 子 水 冲 洗 干 净 ， 将 沉 淀 物 在 真 空 干 燥 ， ． 即 铁 锰 复 合 氧 化 物 铁 铝 复 合 氧 化 物 的 合 成 （Ｂａｓｕ ｅｔ ａｌ． ，２０１２ ）： 将 ６Ｈ Ｏ ）和 ６Ｈ Ｏ ）配 三 氯 化 铝 （ＡｌＣｌ· 三 氯 化 铁 （ＦｅＣｌ· 成 混 合 溶 液 ， 置 于 烧 杯 中 ， 在 不 断 搅 拌 的 情 况 下 ， 向 溶 液 中 滴 加 液 ， 调 节 溶 液 的 ３ ｍｏｌ· Ｌ ＮａＯＨ 溶 ｐＨ 为 续 搅 拌 均 匀 ， 储 于 塑 料 容 器 中 ， 在 ７． ４ 继 ６０ ℃ 恒 温 箱 中 老 化 然 后 离 心 分 离 得 到 沉 淀 物 ， 用 去 离 ４８ ｈ ； 子 水 冲 洗 干 净 ， 将 沉 淀 物 在 真 空 干 燥 ， 得 到 ６０℃ 下 ． 铁 铝 复 合 氧 化 物 ２． ２ 土 壤 采 集 于 临 沂 市 区 内 进 行 土 样 采 集 ，并 采 用 ＧＰＳ 定 １０ 个 点 的 表 层 （０ ～ ２０ ｃｍ ）土 壤 制 位 ， 每 种 土 样 取 成 混 合 样 品 样 自 临 沂 市 滨 河 大 道 沿 岸 （ ．土 １取 １１８° ３４′Ｅ ， ３５°０６′Ｎ ）， ２取 土 样 自 临 沂 市 青 年 路 与 沂 水 路 １１８°３５′Ｅ ， ３５°０５′Ｎ ） ． 交 汇 处 （ １： ｐＨ ＝ ７． ８１ ， 土 壤 基 本 理 化 性 质 为 ， 土 样 速 效 ０． ４５ ｍｇ ｋｇ ， １８９． ０９ ｍｇ· ｋｇ ， 磷 · 速 效 钾 有 效 态 样 Ｈｇ ３． ５８ ｍｇ· ｋｇ ，全 Ｈｇ １７． ６２ｍｇ· ｋｇ ；土 ２： 效 磷 效 钾 ｐＨ ＝ ７． ６０，速 ０． ４９ ｍｇ · ｋｇ ，速 １７０ ８４
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Baidu Nhomakorabea
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，Ｈｇ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｂｙ ８８． ６９ ％ ａｎｄ ８７ ． ８５ ％ ａｆｔｅｒ ＦｅＭｎ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ｗａｓ ａｄｄｅｄ． Ｔｈｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｗｏ ｏｘｉｄｅｓ ａｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｈｇ ｉｎ ｓｏｉｌ． Ｉｔ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＦｅＡｌ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ｏｎ Ｈｇ ｗａｓ ｆｉｔｔｅｄ ｂｅｔｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｌｏｖｉｃｈ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＦｅＭｎ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ｏｎ Ｈｇ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ Ｅｌｏｖｉｃｈ ｅｑｕａｔｉｏｎ． Ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｆｉｔ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｐｏｏｒｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＦｅＭｎ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ＦｅＡｌ ｂｉｎａｒｙ ｏｘｉｄｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｈｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
Ｖｏｌ． ３４ Ｎｏ． ２ Ｆｅｂ．
， ，２０１４
Ｒｅｎ Ｌ Ｙ Ｚｈａｏ Ｍ Ｄｏｎｇ Ｙ Ｌ ｅｔ ａｌ ． ２０１４ ． Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅｓ ｏｎ Ｈｇ ｉｎ ｓｏｉｌ Ｊ ． Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ ３４ ２
网络出版时间：2014-01-02 15:25 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1843.X.20140102.1525.005.html
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第 第 ３４ 卷 ２ 期 年 ２月
境 科 学 学 报 环 Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ