近年來(lái),隨著城鎮(zhèn)化工業(yè)化的快速發(fā)展,重金屬Cd污染事件頻發(fā),Cd污染修復(fù)迫在眉睫,鈍化修復(fù)法因其經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、效果好而被廣泛應(yīng)用。海泡石是一種多孔硅酸鎂粘土礦物,其價(jià)格低、來(lái)源廣,但由于腔孔阻塞、比表面積受限等限制了其在重金屬修復(fù)中的應(yīng)用,因此加強(qiáng)對(duì)改性海泡石的研究十分必要。本研究旨在探究不同改性海泡石對(duì)Cd的吸附性能、修復(fù)效應(yīng)及鈍化作用機(jī)理,以期為Cd污染土壤修復(fù)提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容如下:（1）以海泡石（Sep）為原料,酸堿復(fù)合改性處理獲得ABsep,借助BET、SEM-EDS、TEM、FTIR和XRD等技術(shù)分析了改性前后材料的結(jié)構(gòu)特征,研究了時(shí)間、ABsep/Cd²⁺質(zhì)量比、溫度、吸附劑用量、pH及共存離子等因素對(duì)ABsep吸附Cd²⁺的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),ABsep孔隙發(fā)達(dá),比表面積、平均孔徑和孔容分別較改性前增加66.1%、15.7%和34.8%,可交換性離子含量增加,主要成分為SiO₂和Mg（OH）₂。改性前后海泡石對(duì)Cd²⁺吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Langmuir模型... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同處理土壤中pH,EC,DTPA-Cd,TCLP-Cd及Cd形態(tài)的相關(guān)關(guān)系

懦猓?幟蘢柚沽Ｗ蛹淶耐啪郟?蠱浣峁貢淶乃繕?喻亞琴，2009;張麗蓉，2013)，SEM圖表明SDBS對(duì)海泡石起到了修飾作用。TEM顯示未改性的海泡石礦物呈現(xiàn)纖維束狀結(jié)構(gòu)、針狀和鱗片狀結(jié)構(gòu)等，且相互疊加、聚結(jié)，結(jié)構(gòu)緊密，經(jīng)十二烷基苯磺酸鈉改性后纖維狀結(jié)構(gòu)破碎，不規(guī)則性增加，團(tuán)聚體明顯減少，分散較均勻。吸附后(圖4-4b)，Cd均勻地出現(xiàn)在SDBS/ABsep表面，EDS圖譜也顯示了較高的Cd含量，都表明Cd離子被成功吸附。EDS分析證實(shí)O、Si和Mg是Sep的主要元素，而SDBS/ABsep出現(xiàn)較高的Na含量，這也間接證實(shí)了磺酸鹽分子的表面負(fù)載。圖4-4SDBS/ABsep吸附前(a)后(b)SEM-EDS圖像及TEM圖像Fig.4-4SEM-EDSofSDBS/ABsep(a),SDBS/ABsep-Cd(b),andTEMimages如圖4-5所示，在Sep的紅外光譜中，高頻區(qū)3633cm-1附近的峰帶被指定為O-H的拉伸和彎曲振動(dòng)以及SDBS/ABsep表面吸附的水分子引起的(ERENetal.,2010)92，此外，3429cm-1處的拉伸可能歸因于Sep中的結(jié)構(gòu)結(jié)合水，這表明了海泡石纖維被沸石水和一層表面吸附水覆蓋(龐湘，2014)42，3565cm-1處的峰對(duì)應(yīng)與Mg2+連接的-OH(屬于Mg3OH)的拉伸(謝廈等，2019)296。低頻區(qū)波數(shù)為1110~900cm-1范圍內(nèi)的震動(dòng)帶主要是硅酸鹽的特征吸收峰，其中1020cm-1處為Si-O-Si的反對(duì)稱振動(dòng)帶，479cm-1和787cm-1附近的振動(dòng)帶是海泡石的Si-O的彎曲振動(dòng)和Mg-O八面體的伸縮振動(dòng)(陳冰雁，2013)，691cm-1和651cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)與Mg-OH鍵的吸收振動(dòng)(ZHANGetal.,2018)。與Sep比較，SDBS/ABsep在3400~3600cm-1附近有較強(qiáng)較寬的吸收峰，屬于羥基伸縮振動(dòng)峰，吸收峰強(qiáng)度增加可能是SDBS改性過(guò)程中還引入了-OH基團(tuán)(CHAIetal.,2010)。此外，SDBS/ABsep的FTIR光譜中691cm-1處的羥基峰帶消失，479cm-1處的Si-O拉伸振動(dòng)變?yōu)?55cm

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第四章SDBS/ABsep對(duì)鎘污染修復(fù)效應(yīng)及機(jī)理研究54圖4-10不同處理土壤中各影響因素間的相關(guān)關(guān)系Fig.4-10CorrelationrelationshipofsoilpH,EC,DTPA-Cd,TCLP-CdandsoilCdmorphology注：右上部三角形中圓圈的面積和顏色深度表示變量之間的相關(guān)性，其中藍(lán)色為正相關(guān)，紅色為負(fù)相關(guān)，圓的面積越大、顏色越深，相關(guān)性越強(qiáng)；否則，相關(guān)性越弱Note:Theareaandcolordepthofthecircleintheupperrighttriangleindicatethecorrelationbetweenvariables,ofwhichblueispositivecorrelationandredisnegativecorrelation.Thelargertheareaandthedeeperthecolorofthecircle,thestrongerthecorrelationis.Otherwise,theweakerthecorrelationis4.3小結(jié)(1)SDBS/ABsep吸附Cd2+符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，吸附等溫結(jié)果符合Langmiur和Redlich-Paterson等溫模型，283K時(shí)Langmuir模型擬合的Cd2+的最大吸附量239.6mg·g-1，遠(yuǎn)高于Sep，同時(shí)吸附為無(wú)序度增加的自發(fā)吸熱過(guò)程，吸附反應(yīng)中物理和化學(xué)吸附共存。(2)有機(jī)改性后比表面積增大，表面團(tuán)聚體減少，孔隙度增加，十二烷基苯磺酸鈉表面修飾后沒(méi)有改變?cè)瓉?lái)的晶體結(jié)構(gòu)，主要組成依然為SiO2及Mg(OH)2，十二烷基苯磺酸鈉覆蓋于ABsep表面。(3)添加SDBS/ABsep后最低DTPA-Cd濃度為0.62mg·kg-1，最高鈍化率為47.33%，遠(yuǎn)大于Sep。與Sep相比，SDBS/ABsep鈍化處理更有利于土壤Cd由酸溶態(tài)和可還原態(tài)等生物可利用態(tài)向氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)等生物活性弱的形態(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低重金屬Cd的生物可用性和生態(tài)毒性；(4)土壤酸提取態(tài)Cd含量、可還原態(tài)Cd含量與殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量呈顯著負(fù)相關(guān)，表明Cd的酸提取態(tài)和可還原態(tài)主要是向殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化。SDBS/ABsep對(duì)土壤中Cd的鈍化效果優(yōu)于天然海泡石。SDBS/ABsep鈍化培養(yǎng)后Cd穩(wěn)定?


本文編號(hào)：3627580