锌冶炼地块剖面土壤对镉、铅的吸附特征及机制

作者：刘凌青; 肖细元^*; 郭朝晖; 彭驰; 姜智超; 阳安迪

来源：环境科学, 2021, 42(08): 4015-4023.

DOI：10.13227/j.hjkx.202012205

• 地块土层
• 镉铅
• 吸附
• pH
• 机制

采用静态批实验,研究了不同初始Cd/Pb浓度、温度(288～308 K)和pH值(2～6)条件下,湖南省株洲市某关停锌冶炼厂地块垂直剖面土层杂填土(S1)、素填土(S2)、粉质黏土(S3)和全风化板岩(S4)对Cd和Pb的吸附特征.结果表明,各土层土壤对Cd和Pb的吸附平衡过程较快,准一级动力学模型更适合描述其动力学过程.土壤对Cd和Pb的吸附量随初始溶液pH值和温度的增加而增加,Freundlich方程能较好描述其等温吸附特征,且为自发进行的吸热物理化学过程.Langmuir方程拟合发现,剖面土壤对Cd和Pb的滞留能力较大,298 K下Cd吸附量为2 097～4 504 mg·kg-1,Pb吸附量高达4 376～10 564mg·kg-1,Cd和Pb吸附量均呈现出全风化板岩(S4)>杂填土(S1)>粉质黏土(S3)>素填土(S2)趋势.土层土壤理化性质差异影响Cd和Pb在土壤上的吸附行为,Fe/Al含量和阳离子交换量是其主要影响因子.扫描电镜(SEM-EDS)和傅里叶变化(FTIR)结果表明,Cd和Pb与土壤中Fe和Al发生交换,土壤中羟基(—OH)、羧基(CO)的位点是Cd和Pb的主要吸附位点.锌冶炼活动排放的Cd和Pb进入地块后大部分滞留在土壤表层,随着土壤深度增加含量逐渐降低,研究结果可为冶炼地块土壤及地下水重金属污染防治提供科学依据.

• 单位
  中南大学