As(Ⅴ)在粉质黏土中的吸附特性研究

作者：季永新; 张文杰^*; 黄津祥

来源：岩土工程学报, 2022, 44(12): 2206-2214.

• 砷
• 吸附动力学
• 吸附等温线
• 吸附热力学
• 渗透系数

目前对土中重金属吸附特性的研究多集中在金属阳离子，对As(Ⅴ)等以阴离子基团形式存在的重金属关注较少。研究了As(Ⅴ)在粉质黏土中的吸附，并与常见阳离子Pb(Ⅱ)进行了对比。考虑了土水比、反应时间、溶液浓度、pH和温度对吸附的影响，通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学模型和微细观测试分析了吸附机制，另外研究了吸附As(Ⅴ)和Pb(Ⅱ)后土的渗透特性。试验结果表明，As(Ⅴ)在粉质黏土上的最大吸附量远低于Pb(Ⅱ);As(Ⅴ)吸附量随溶液浓度增加线性增加；Pb(Ⅱ)吸附量随溶液p H增加而增加，而As(Ⅴ)吸附量在碱性条件下稍有减小。As(Ⅴ)和Pb(Ⅱ)的吸附都符合准二阶动力学模型，都是以化学吸附为主，Pb(Ⅱ)吸附与颗粒内扩散和液膜扩散有关，而颗粒内扩散是As(Ⅴ)吸附的主要控速因素；Langmuir模型对As(Ⅴ)拟合较差，As(Ⅴ)属于中等难吸附；Pb(Ⅱ)的吸附是吸热过程，温度高有利于Pb(Ⅱ)吸附，而As(Ⅴ)的吸附过程放热，吸附量随温度升高而降低。微观测试表明，粉质黏土对As(Ⅴ)和Pb(Ⅱ)的吸附基本发生在晶格以外；吸附Pb(Ⅱ)后土颗粒团聚导致孔隙变大，而吸附As(Ⅴ)后土颗粒趋于分散；土中有官能团参与了吸附过程。随着土中重金属含量增加，Pb(Ⅱ)污染土渗透系数增大，而As(Ⅴ)污染土渗透系数减小，酸性条件下含重金属的土渗透系数均增大。得到的吸附机理和参数对研究砷污染具有重要意义。

• 单位
  上海大学; 中国建筑第四工程局有限公司