碳酸钙对土壤镉吸附及解吸的影响

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汪 洪等: 碳酸钙对土壤镉吸附及解吸的影响
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去除 CaCO 3 后, 镉的吸附量 和专性吸附量均下降 。L angm uir、Fr eundlich、T em ink 方程均能 较好地拟 合土 壤对镉的吸 附, 加入 CaCO 3后, F r eundlich 方程中参数 和 值下降, L angmuir 方程中的参数 值增加,
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加 入 CaCO3 , 土 壤对 镉的专 性吸 附也 明显增 加, 尤其以 棕壤 专性 吸附的 镉最 多, 增 加幅 度为 40% ～ 100% , 这可能与棕壤 的 pH 值较低有关。淋溶褐土加入 CaCO3 后, 专性吸附量增加了 2. 2% ～26. 5% 。而栗 钙土专性吸附的镉增加较少, 无论镉浓度较低或较高 , 基本没有增加。栗钙土 去除 CaCO3 后, 土壤 专性吸 附的 镉下降幅度在 4. 0% ～38. 2% 。随外界加入镉 的浓度增加, 专性吸附 的镉占总吸 附量的比 例越小( 表 6) 。
dure.
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下降, 表明 CaCO 3 的存在之所以使土壤体系吸附镉能力增加, 除 CaCO3 本身的吸附作 用外, 还可 能明显 影响整个反应体系的平衡系数。添加 CaCO 3, 土壤镉的 解吸量下降。栗钙土去除 CaCO 3 后, 吸附的镉解吸 量明显增加。可见 CaCO 3 的存在, 对土壤体系中镉的保留也起到了重要作用。
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. 土壤镉的解吸特性以及 CaCO3 对解吸的影响 3 种土壤的原 状土样镉解吸能力 正好与土壤对镉的吸 附相反, 解 吸程度表现为: 棕壤> 淋溶褐土 > 栗
钙土。添加 CaCO 3 可 使土壤镉的解吸量下 降, 当外 界镉浓度 为 50mg / L 时, 棕壤、淋溶褐土 镉解吸下 降达 40% 以上。而在外界镉处理浓度为 100 和 150mg / L 时, 栗钙土的镉解吸下降最甚。去除 CaCO 3 后, 栗钙土 对吸附镉的解吸量明显增加, 与原状土样 相比, 解吸 量增加幅度高达 60% 以上。可见 CaCO3 的存在, 对土 壤体系中镉的保留能力具有重要的作用 。
结论 3 种土壤原状土样对镉吸附总的趋势是: 栗钙土> 棕壤> 淋溶褐土, 对吸附镉 的解吸能力表现为: 棕壤
> 淋溶褐土> 栗钙土 。而对镉的专性吸附遵从以下顺序 : 栗钙土> 淋溶褐土> 棕壤。添加 CaCO 3 到土壤中, 镉的吸附量和专性吸附量都增加, 增加幅度一般以棕壤加较多, 淋溶褐土其次, 而栗钙土较少。从栗钙土中
此可见, CaCO 3 的存在, 对栗钙土镉吸附具有一定的作用, 尤其外界镉浓度较高时, 作用更大。 表 种土壤专性吸附的镉量占土壤总的吸附镉量的比例( % )
镉浓度
棕壤
淋溶褐土
栗钙土
Con cen tr at ion of Cd( mg /L )
Brow n eart h
原土样
+ CaC O 3
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生 态 学 报
21 卷
方 程的 拟合 参数 也得 到一 致结 果: 最大 吸附 值 均 增加, 增 加的 百分 数分 别为: 栗 钙土 0. 7% < 棕 壤
13. 2% < 淋溶褐土 14. 7% 。吸附平衡常数 值棕壤和淋溶褐土表现下降( 表 2, 表 3, 表 4) 。
栗钙土去除 CaCO 3 后, 镉的吸附下降, 下降幅度为 2. 0% ～26% , 在外界镉浓度较高, 镉的吸附 下降更 大( 图 1) 。Lang muir 方程的拟合参数表明, 去除 CaCO 3 后, 最大吸附值比起原状土样, 降低了 47. 3% , 吸附 反应平衡常数增加了 1 倍。Fr eundlich 方程拟合的结果也表明, 参数 和 值均有较大幅度升高( 表 4) 。由
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土壤 中施用石灰减少植 物对镉的吸收[ 2] 和土壤 N aN O3 浸提的镉量[ 1] , 主要原因 有以下几种: ( 1) 可以 认为 是由于施用 石灰后, 土壤 pH 提 高, 土壤 表面负电 荷增加, 从而土壤对 镉的亲和 性增加[ 3] , 同时 pH 升 高, 也有利于 CdO H+ 的存在, 从而提高镉吸附量[ 4] 。( 2) 采用 连续提取法研究受 镉污染的红壤中镉 的形态 发现, 添加 CaCO 3 可 降低水溶 态镉和 0. 1mol/ L HCl 提取 的镉量, 并能使土 壤交换态镉 明显向有 机态、铁 铝氧化物包被态及硫化物态的镉转化[ 12] 。但是 M a & U r en[ 13] 的研究表明: CaCO3 加入对土壤中其 它形态 的镉没有多大影响。在本试验 中, 所用土壤 pH 在 6. 0～ 8. 0 之间, 加入 CaCO 3 后, 土壤吸附和专性 吸附镉 的程度有所加强, 在不含 Ca CO 3 的淋溶褐土 和棕壤上时, 加入 CaCO 3 的效应更甚。栗钙土去 除 CaCO 3 后, 土壤镉吸附量下降。CaCO 3 本身可能会作为镉吸 附载体。L angmuir 方程和 F r eundlich 方程拟合的参数表 明, CaCO 3 的加 入, 土壤体 系吸附反应 的平衡常数 和结合能 会发生变化; 同时, CaCO3 的加入, 土壤镉 的解 吸程度也减少, 保留镉的能力较强。而栗钙土中去除 CaCO 3 后, 土壤吸附的镉解吸程度增强。这些结果从一 定角度上解释了 CaCO 3 改良土壤镉污染的机理。
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Leach ed cinn amon soil
原土样
+ CaCO3
Cast anozem s oil
原土样
+ CaC O 3
-CaCO 3
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