Mn(OH)2胶体对地下水中磷的吸附研究

作者：许佳薇; 张彩香^*; 黄书鑫; 吕幽; 范增辉

来源：安全与环境工程, 2023, 30(01): 184-191.

DOI：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20220518

• 地下水
• Mn(OH)2胶体
• 磷吸附
• 吸附动力学试验
• 等温吸附试验

磷是植物生长必需的营养元素之一。在农业生产过程中需要不断补充磷肥，既造成了资源的浪费，又会导致地下水、周边河流和湖泊的磷污染。目前对于土壤及水环境中广泛分布的铁锰(氢)氧化物对磷的吸附能力和特征认识还存在不足。选取地下水中活跃的胶体Mn(OH)2,开展吸附动力学和等温吸附试验，考察地下水中pH值、离子强度对其吸附过程的影响，研究Mn(OH)2固体及其胶体对磷的吸附机理。结果表明：(1)Mn(OH)2固体及其胶体对磷的吸附过程均更符合准二级吸附动力学模型(相关系数R2为0.914和0.981),说明磷在Mn(OH)2固体及其胶体上的吸附存在化学吸附，而Freundlich模型可更好地拟合Mn(OH)2固体及其胶体对磷的等温吸附过程(相关系数R2为0.987和0.995),说明Mn(OH)2固体及其胶体对磷的吸附为多层吸附；(2)由于Mn(OH)2胶体具有更大的比表面积，能提供更多的吸附位点，故Mn(OH)2胶体对磷的吸附能力显著高于Mn(OH)2固体；(3)离子强度升高可促进Mn(OH)2固体及其胶体对磷的吸附；(4)随着pH值的升高，Mn(OH)2胶体表面的Zeta电位降低至负值，而由于其吸附过程中存在化学吸附，依然能吸附带负电的磷酸根离子，且在pH值为10时Mn(OH)2胶体对磷的吸附量达到最大值，但当pH值大于10时，pH值升高抑制了Mn(OH)2胶体对磷的吸附；Mn(OH)2胶体吸附磷后，Mn(OH)2胶体与磷酸盐反应形成的新产物大量附着于表面形成松散多孔的层状结构，使胶体粒径显著增大。该研究结果可为锰胶体对地下水中磷迁移转化的影响研究提供理论和数据支撑。

• 单位
  中国地质大学（武汉）