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磺胺嘧啶在土壤及土壤组分中的吸附/解吸动力学 总被引：2，自引：0，他引：2
抗生素在土壤中的吸附/解吸及迁移过程受其理化性质的强烈影响,其中土壤中的矿物成分,如高岭石、蒙脱石及腐殖酸等是重要控制因素。本文主要研究了磺胺嘧啶在土壤、高岭石、蒙脱石和腐殖酸中的吸附/解吸动力学过程,并对反应前后的高岭石、蒙脱石和腐殖酸进行傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared, FTIR)表征,探讨其可能的吸附机理。结果表明:磺胺嘧啶的吸附(解吸)动力学过程,可以分为快速吸附(解吸)、吸附解吸动态平衡和吸附(解吸)平衡3个阶段;磺胺嘧啶在土壤及其3种组分中的吸附(解吸)均可在24 h内达到平衡,其浓度高低会导致土壤及其组分的吸附差异,不同土壤组分中的官能团含量、带电性质及氢键是造成吸附差异的主要原因;分别用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和Elovich模型对其吸附过程进行拟合,其动力学吸附过程更符合伪二级动力学模型,R20.99,主要受控于物理化学吸附;FTIR图谱表明磺胺嘧啶与高岭石以物理吸附为主,并有少量氢键作用,与蒙脱石之间主要以氢键作用完成吸附,而在腐殖酸中存在表面络合和π–π共轭作用。 相似文献
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BS-18两性修饰膨润土对Cd（II）的吸附 总被引：2，自引：0，他引：2
为探讨两性修饰剂的结构效应,搞清不同碳链长度的两性修饰土对有机、重金属污染物的吸附特征。本文以膨润土为基质,以两性修饰剂十八烷基甜菜碱（BS-18）进行修饰,以批处理法研究BS-18两性修饰膨润土对Cd（II）的平衡吸附特征和机理。结果表明, BS-18修饰膨润土在修饰比例小于100?C时,其对Cd2 的平衡吸附量随修饰比例的增加而减小,超出100%修饰比例后对Cd2 吸附能力则增强且高于未修饰膨润土。不同碳链长度两性修饰剂修饰膨润土吸附性能上的差异主要体现在超出100%修饰比例上。BS-18修饰膨润土样对Cd2 吸附呈现“感温钝化”现象。苯酚的共存对低修饰比例土样吸附Cd2 具有抑制作用,而对高修饰比例土样吸附Cd2 具有促进作用。pH升高和离子强度的降低均可促进Cd2 吸附。机理讨论认为,以电性引力形式修饰在的膨润土表面上的BS-18不利于Cd2 吸附作用,而以疏水键形式吸附膨润土表面上的BS-18却促进了Cd2 吸附,与BS-12修饰膨润土吸附效应的比较证实了这一机制。 相似文献
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腐殖酸对土壤中Cd形态的影响及利用研究 总被引：39，自引：2，他引：39
目前就腐殖酸对土壤重金属形态影响的研究较少 ,为此本文讨论了腐殖酸及其数量在棕壤上对Cd的赋存形态的影响作用。研究表明 :随腐殖酸投入比的加大 ,可溶态Cd含量明显下降 ,有机态Cd恰反之 ,铁铝 (锰 )氧化态Cd与有机态Cd雷同 ;腐殖酸对可溶态Cd分配比率最高 ,达 19～ 73 % ,分别是有机态Cd和铁铝 (锰 )氧化态Cd的 4.2～ 5 .5倍和1.6～ 3 .8倍。结果说明腐殖酸在棕壤上有明显降低有害的活性Cd之净化功能 ,其作用机制在于腐殖酸具备的络合 (螯合 )能力和胶体特性。研究确认腐殖酸不失为一重金属污染土壤修复的优选材料 相似文献
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磁流体改性制备磁性肉骨生物炭及其对Cd2+的吸附特性 总被引：2，自引：2，他引：0
病死水产品（以非正常死亡鲤鱼为例）制成肉骨生物炭（Carp meat bone Biochar,CBC）应用于Cd2+污染修复,是试现水产养殖废弃物无害化、减量化和资源化处置的新途径。采用磁流体对CBC进行改性制备磁性肉骨生物炭（Magnetic Carp meat bone Biochar,MCBC）,并考察磁流体改性对CBC理化性质的影响;采用批平衡试验、微观结构分析和顺序提取试验,探究了MCBC对Cd2+的吸附特性。结果表明,磁流体改性能使Fe3O4在CBC表面较为均匀分布,并使CBC对Cd2+的吸附量提高160%;MCBC对Cd2+的吸附符合准二级动力学、Diffusion-Chemisorption、Freundlich和Temkin吸附模型。MCBC对Cd2+的吸附机理主要以离子交换、沉淀、静电吸附和含氧官能团络合为主;顺序提取试验表明Cd2+在MCBC上的存在形态主要为可交换态（占总吸附量48.4%）和酸可提取态（占总吸附量29.5%）;研究结果将为磁性生物炭的制备及其对重金属Cd2+污染的修复提供一定的理论参考。 相似文献
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Cd和Zn在滇池沉积物中的吸附-解吸特征 总被引：3，自引：0，他引：3
研究了Cd和Zn在滇池沉积物中的吸附-解吸特征并分析了影响其吸附的因素。结果表明滇池沉积物对Cd和Zn的等温吸附符合Langmuir模型,且Cd和Zn的最大吸附量很高,Cd为6443mg/kg,Zn为13889mg/kg,这表明滇池沉积物对重金属具有很大的吸附潜力。Cd和Zn的吸附和解吸过程都可以分成30min之前的快反应和60min之后的慢反应,且吸附率和解吸率与时间的关系都可以用乘幂函数拟和。沉积物对重金属的吸附受pH的影响,吸附量随着pH的增加而增加,当溶液pH为8.05时,Cd和Zn的吸附百分数都超过了97%。 相似文献
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水洗处理在不影响生物质炭性质的前提下,可以去除附着在其表面的热解副产物,从而保证对重金属离子的去除能力。以小麦和玉米秸秆为原料,比较两种秸秆类生物质炭对溶液Cd2+和Pb2+的吸附解吸特点及其水溶性盐分含量的影响。结果表明,小麦和玉米秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附过程均更好地符合准二级动力学方程和Langmuir方程。小麦秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量达12.82 mg g?1和9.91 mg g?1,为玉米秸秆吸附量的1.31 ~ 1.76倍和1.06 ~ 1.53倍。洗脱水溶性盐分可以降低生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附,水洗后小麦秸秆和玉米秸秆生物质炭对Cd2+的最大吸附量分别降低42.36%和60.13%,对Pb2+的最大吸附量分别降低29.47%和62.72%。水洗处理提高了两种秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的解吸率,其中小麦秸秆生物质炭提高幅度较大,由原来对Cd2+的解吸率为1.84% ~ 13.05%提高到7.88% ~ 20.19%,对Pb2+的解吸率为1.57% ~ 11.82%提高到6.34% ~ 16.94%。因此,可溶性盐分在秸秆生物质炭吸附Cd2+和Pb2+的过程中具有重要作用,该研究结果将为制备高效修复重金属污染土壤的生物质材料提供技术支撑。 相似文献
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蒙脱石-氧化铁复合体的表征及其对不同形态磷的吸附特性 总被引：1，自引：0，他引：1
制备了蒙脱石-针铁矿复合体(Mt-Goe)和蒙脱石-非/弱晶质氧化铁复合体(Mt-HFO),研究了它们的结构、表面性质及其对无机磷酸盐(Pi)和植酸(IHP)的吸附特性。结果显示,Mt-Goe中少量羟基铁离子进入了蒙脱石晶层间导致其层间距增大,针铁矿颗粒较好地包被在蒙脱石外表面;Mt-HFO中蒙脱石层间则发生了Fe~(3+)水解,生成了(羟基)铁氧化物,并在蒙脱石表面形成非晶质氧化铁颗粒。蒙脱石、Mt-Goe和Mt-HFO的比表面积分别为258.7、185.4和226.4 m~2·g~(–1),其表面分形度、等电点和表面羟基含量均依次升高,pH5.5时的表面Zeta电位分别为–46.1、–13.6和–19.4 mV。3种样品对Pi和IHP的吸附模式以匀质性表面单层吸附为主,Langmuir饱和吸附量(qmax)和吸附亲和力均表现为由大到小依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。3种样品对Pi和IHP的动力学吸附过程适合用准二级动力学模型描述,其速率常数由小到大依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。与吸附Pi相比,3种样品吸附IHP的动力学速率常数明显减小,吸附量明显增大;Mt-HFO对IHP的吸附速率尤其缓慢,而吸附量远大于对Pi的吸附量。 相似文献
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9.
在土壤中，重金属（如Cd、Pb）和类金属（As、Sb）的复合污染非常复杂，而目前，还未有研究关注Cd、As在土壤微生物界面的共吸附行为。本研究利用宏观批吸附实验、电位滴定及光谱学手段探讨Cd(II)-As(V)在一株土壤细菌（Delftia sp.）表面的共吸附特点和机制。结果表明：Delftia sp.细菌表面富含羧基、磷酰基、氨基和羟基等官能团，解离常数（pKa）分别为4.57、7.04、8.22和10.45；当pH<5时，Cd(II)在复合体系的吸附量大于单一体系，pH>5时，Cd(II)在复合和单一体系吸附量差异不大；在pH 2–9范围内，As(V)在复合体系的吸附量都小于单一体系；细菌表面的羧基和少量氨基参与了Cd、As在细菌表面的络合反应，且Cd、As会在这些位点发生竞争作用。本研究证实，土壤pH是影响Cd、As在微生物表面共吸附的重要因素. 相似文献
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天然沸石对重金属离子的竞争性吸附研究 总被引：6，自引：1，他引：5
通过室内分析的方法研究了天然沸石对4种重金属离子Cd2 、Zn2 、Cu2 、Pb2 的竞争性吸附特性。研究结果表明,与单一离子体系比较,沸石在竞争体系中对Cd2 、Zn2 、Cu2 、Pb2 4种重金属离子的吸附量均呈下降的趋势。竞争体系下,其它重金属离子的存在显著地抑制了沸石对Cd2 的吸附,而对Pb2 的吸附几乎没有影响。天然沸石对4种重金属离子的富集系数,其大小顺序依次为Pb2 >Cu2 >Zn2 >Cd2 。该选择性吸附顺序可能与重金属离子的水合能、离子半径、有效水合离子半径等因素密切相关。 相似文献
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Tracer levels of 109Cd were used to study the adsorption and desorption of Cd by synthetic and natural organo—clay complexes. Synthetic organo—clay complexes were made by adsorbing humic acid extracted from soil to various forms of < 2 μm diameter montmorillonite (Na, Ca, Al, and Fe saturated and Ca-montmorillonite coated with Al or Fe hydroxide). Natural organo—clay complexes were fractionated from the clay fraction of a Captina silt loam by density-gradient centrifugation in a large-scale zonal rotor.To evaluate the influence of humic acid on adsorption of Cd, Cd was adsorbed to the various forms of montmorillonite before and after humic acid adsorption. No appreciable difference in Cd adsorption was noted except in the case where montmorillonite was coated with Al or Fe hydroxides. Cadmium was found to be strongly bonded to clays coated with Al or Fe hydroxides; however, Cd adsorption to these clays after humic acid adsorption was considerably less. Data indicated Cd and humic acid adsorption sites on Al or Fe coated clays were either identical or prior adsorption of humic acid simply covered available Cd sites.Cadmium adsorption to clay density fractions showed that greatest adsorption was to fractions containing high quantities of organic matter or sesquioxides. Desorption of Cd with 0.01 M Ca (NO3)2 showed that Cd was adsorbed more tenaciously to the sesquioxides than organo—clay fractions. 相似文献
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以17年不同施肥处理土壤胡敏酸为材料,研究了不同性质胡敏酸与钙饱和蒙脱石的
吸附特征。结果表明,钙饱和蒙脱石对土不同施肥处理胡敏酸的吸附曲线可用单表面Langmuir方程、双表面Langmuir方程以及Freundlich方程来描述。由单表面Langmuir方程计算的有机肥处理（厩肥、秸秆）胡敏酸的吸附量和吸附强度大于无肥、化肥处理。温度升高各处理胡敏酸吸附量增加,但吸附强度下降。双表面Langmuir揭示,蒙脱石对胡敏酸的吸附呈现高低两种能位的吸附。高能点位的吸附以化学吸附为主,是吸热反应,低能点位的吸附以物理吸附为主,是放热反应。有机肥处理和无肥、化肥处理相比,高能点位吸附相对减弱,低能点位吸附相对增强。 相似文献
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The adsorption of ionic Cd has been investigated on three humic acids isolated from podzol, rendzina and brown Mediterranean soils of Tuscany. The adsorption isotherms have been determined at 5 and 25°C. Cadmium adsorption was described by the Langmuir adsorption equation. Langmuir parameters were related to the functional groups content of humic acids and decreased in the following order: rendzina>brown Mediterranean soil>podzol. Adsorption was independent on temperature and increased with pH. Desorption experiments with 0.1 N NH4OAc and 0.25 M Cu (OAc)2 proved that Cd is adsorbed on humic acid about 50% in an exchangeable form and 50% in coordination complexes. 相似文献
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The amount of metal ion sorbed by the solids increased with increasing pH over the range 3 to 6, and with mixtures of clay-cellulose or illite-humic acid the uptake corresponded to the direct addition of individual substrate adsorption values. When the humic acid samples were admixed with Na+-form kaolinite or montmorillonite, there was some reduction in adsorption, attributable to component interactions, and this effect was most marked in the presence of Cu and Zn ions. In alkaline media there was competition between the ability of the organic material to form soluble metal humates and the tendency of the clays to strongly retain the sparingly soluble metal hydroxy species formed at pH > 6. In most systems studied retention by the solid phase predominated. In the presence of tannic acid there were distinct pH regions in which the four metal ions formed compounds of limited solubility, with the pH for maximum precipitation ranging from 4.5 (Cu) to 7 (Cd). The introduction of clay suspensions increased the amount precipitated/sorbed in these pH regions. The amount of Cu, Pb, Zn or Cd retained by mixed suspensions varied markedly with pH, nature of the clay and the chemical nature of organic components. 相似文献
15.
《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(5-6):765-776
Abstract Levels of cadmium (Cd) in New Zealand pastoral soils have increased due to Cd impurities in applied fertilisers. As there is little information on the interaction of Cd with soil mineral‐organic matter complexes, the sorption of Cd by complexes of kaolinite with humic acid has been investigated. Sorption was measured at pH and ionic strength values typically found for solutions of pastoral soils in New Zealand. Sorption increased with the content of humic acid in the complex, and as the pH of the medium was raised from 4.2 to 6.3. Sorption was also influenced by the ionic strength of the ambient solution, notably by the nature of the cation in the added electrolyte. The experimental data were interpreted in terms of the effect of solution pH and ionic composition on the charge characteristics of kaolinite and humic acid. These factors, in turn, influence clay particle association as well as the clay‐humic and metal‐humic interaction. 相似文献
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天然矿物复配腐植酸对农田镉的钝化机理研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用田间试验研究了改良剂(腐植酸)及由膨润土、硅藻土、氧化镁组配的钝化剂对土壤镉(Cd)的钝化效果及对土壤理化性质的影响,并借助红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜联用能谱分析仪(SEM-EDS)和比表面分析仪(BET),分析探讨了钝化改良剂对镉的钝化机理。结果表明：不同钝化改良剂处理初始有效态镉浓度为0.0836 mg/kg的菜地土壤70 d后,镉的钝化效率由高到低依次为：1% 钝化剂 + 0.04% 改良剂>10g/kg钝化剂>5g/kg 钝化剂 + 0.4 g/kg 改良剂>5 g/kg 钝化剂>0.4 g/kg 改良剂,其中10 g/kg 钝化剂 + 0.4 g/kg 改良剂对有效态镉的钝化效率达到60.2%。表征分析显示,钝化剂表面结构疏松,其表面的Na+、Ca2+、Mg2+ 等离子可与Cd2+发生离子交换反应,改良剂中含有醌基、醇羟基、羧基、羰基和C=C键,能与Cd2+ 发生配位络合作用,化学吸附是复配钝化改良剂降低土壤镉有效性的主要原因。 相似文献
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修复剂调控铅镉污染棉田对土壤微生物多样性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探讨重金属铅(Pb)、镉(Cd)污染下棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾修复剂对土壤微生物多样性的影响,采用田间桶栽试验,进行了棉粕腐植酸、聚丙烯酸钾以及两者复合施用修复污染棉田土壤的研究,通过高通量测序分析了土壤微生物多样性的变化,并利用傅里叶红外光谱进行了土壤化学结构的修复响应分析。结果表明:与未施用修复剂处理相比,施用棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾减少了表层土壤Pb、Cd含量,其中两者复合处理可分别减少62.6%和52.3%;改变了土壤微环境进而影响了土壤微生物多样性,不同处理共发现土壤细菌25个门,69个纲,149个目,273个科,442个属,其中优势菌门主要为变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和放线菌门。聚丙烯酸钾处理增加了土壤中变形菌门的相对丰度,棉粕腐植酸和复合修复处理增加了酸杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度。由此可见,铅镉复合污染土壤中微生物多样性丰富,优势菌群相对稳定,聚丙烯酸钾和棉粕腐植酸通过改变土壤微环境进而影响菌群丰度。 相似文献
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不同pH下有机酸对针铁矿和膨润土吸附Cd2+、Pb2+的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
用平衡吸附法研究了不同pH下,三种有机酸(乙酸、酒石酸和柠檬酸)对针铁矿和膨润土等温吸附Cd2 、Pb2 的影响。结果表明:在加入的Cd2 、Pb2 浓度分别小于0.2 mmol L-1和4.0 mmol L-1时,针铁矿和膨润土吸附平衡体系的pH随加入重金属浓度的增加而降低,膨润土体系的pH降低更明显。在有机酸作用下,pH对针铁矿和膨润土吸附Cd2 、Pb2 的影响差异显著。3酒石酸>乙酸,其对膨润土吸附的影响差异不明显。 相似文献
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采用改进的化学共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒,利用3-巯丙基三乙氧基硅烷（MPTES）和胡敏酸（HA）对所制备的纳米Fe3O4进行巯基修饰和胡敏酸包裹,通过红外光谱（IR）、X射线衍射分析（XRD）等方法对上述制备的纳米颗粒的性质进行了表征,同时对上述不同的纳米Fe3O4颗粒在恒温下对水体中金属离子（Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋）的吸附进行了研究。结果表明,所制备的功能化前后的纳米Fe3O4纯度较高,平均粒径约为20～30nm,且分布均匀。不同纳米型Fe3O4颗粒对溶液中金属离子具有较好的吸附性能,其吸附等温线均可以用Langmuir方程进行较好的拟合;裸露的纳米Fe3O4颗粒对Pb2＋最大吸附量（b）达到172.4mg·g-1,经过胡敏酸包裹后的纳米Fe3O4颗粒对Cd2＋、Cu2＋的最大吸附量分别增加了75.8%和231.5%;对不同金属离子而言,裸露的和巯基修饰的纳米Fe3O4对3种重金属离子的吸附能力的强弱为Pb2＋〉Cd2＋〉Cu2＋,而经胡敏酸包裹后的顺序则为Pb2＋〉Cu2＋〉Cd2＋;与裸露的和巯基修饰的纳米Fe3O4相比,经HA包裹的纳米Fe3O4对Cd2＋和Cu2＋具有较高的吸附量和吸附亲和力参数,而对Pb2＋的吸附无显著性差异。 相似文献
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为筛选稳定、高效、环境友好的重金属污染修复材料,利用批吸附试验研究了不同温度下褐煤、腐植酸、活性炭对镉(Cd~(2+))的吸附特征,采用非线性χ~2检验辅助决定系数判断等温线模型拟合度,用红外光谱对材料功能团进行了识别。结果表明,Temkin模型能最好拟合3种材料对Cd~(2+)的等温吸附过程,Langmuir和Freundlich模型也能较好拟合但与温度有关。吸附热力学参数表明,3种材料对Cd~(2+)的吸附为优惠发生的物理吸附,并且是自发的吸热过程,3种材料与Cd~(2+)之间均有较强的作用力。在温度294.55~313.15 K时腐植酸、褐煤和活性炭对Cd~(2+)的最大吸附量分别为36.14~44.09、29.63~38.20 mg·g~(-1)和21.04~30.34 mg·g~(-1),吸附量随温度升高而升高,吸附自由能随着温度升高而降低,说明升温吸附更容易发生。准二级动力学拟合数据最好,表明3种材料对Cd~(2+)的吸附存在着化学过程。褐煤基活性炭和褐煤基腐植酸具有丰富的孔隙结构。红外光谱图表明腐植酸和褐煤较大的吸附量与其含氧功能团种类较多以及在波数2 360 cm~(-1)和2 342 cm~(-1)附近吸收峰有关。因此,褐煤基3种材料对Cd~(2+)的吸附是自发的吸热过程,腐植酸对Cd~(2+)的最大吸附量和吸附能力最大,用Temkin等温方程和准二级动力学曲线能最适宜描述褐煤基材料对Cd~(2+)的吸附特征。 相似文献