土壤对重金属的吸附解吸的研究概况.doc

土壤对重金属的吸附解吸的研究概况
摘要：本文主要对土壤吸附重金属离子的研究现状进行了综述，介绍了土壤对重金属吸附一解吸的反应机理，以及各种环境因子的影响；同时综述了土壤对重金属吸附模式的研究情况。
关键词：土壤，重金属，吸附，解吸
Thestudyofadsorptionanddesorptionofheavymetalsonsoil
YAOxiao-fei
(DepartmentofMunicipalandEnvironmentalEngineering,BeijingJiaoTongUniversity,Beijing100044)
Abstract:Theadsorptionanddesorptionofheavymetalsonsoilwerestudiedinthispaper，itDescribesthereactionmechanismaboutadsorptionanddesorptionofheavymetalsinsoil，andtheimpactofvariousenvironmentalfactors。Atthesametimewecanhaveanoverviewofheavymetaladsorptionmodel。
Keywords:soil，heavymetal，absorption，desorption
长期以来，土壤中的重金属污染一直是人们关注的焦点，随着人类活动的加剧，越来越多的重金属元素进入到土壤中，进入土壤的重金属可以被植物吸收，进入食物链，也可在一定的条件下向下迁移污染地下水，威胁生态环境的平衡和人类健康[1]。吸附是重金属元素在土壤中积累的一个主要过程，是一个溶质由液相转移到固相的物理化学过程，其决定着重金属在土壤中的移动性、生物有效性和毒性［2］。因此，国外学者在土壤对重金属吸附一解吸方面进行了大量研究，取得了一系列成果。。本文主要对这些研究所采用的方法、条件及其进展进行综述。
1研究方法与条件
研究土壤对重金属的吸附与解吸特征通常所采用的方法主要有序批实验，柱状淋滤实验，单一化学提取方法和连续提取方法。序批实验也叫静态实验，是将一定比例的土壤与溶液混合，在一定温度下在震荡器中震荡平衡或搅拌器中搅拌，溶液经过离心、过滤后进行测定。柱状淋滤实验也叫动态实验，是将一定土壤按一定空隙率和含水率装填在柱中，流动溶液由上而下，定时收集接收液测定以及土壤中重金属的测定［3］。由于不同土壤具有不同性质、不同方法的研究结果不适宜直接比较，同时动态实验需要使用均一体系来保证实验结果的重现性，具有一定难度。而静态研究的结果相对稳定，实验条件容易控制，因此，目前采用较多。其操作步骤一般都是加入不同浓度的重金属离子溶液于土壤中，再加入支持电解质，恒温振荡若干时间后恒温平衡若干时间，再离心，过滤，用原子吸收分光光度计测定上清液重金属的含量。这些研究的具体操作步骤因研究目的而异，通常下列几个因素对研究结果的影响较大。
1．1土样粉碎度
吸附解吸实验中所用的土样一般为20目或60目，土壤的不同粉碎度对土壤吸附性能的影响没有专门报道。然而，样品研磨太细，容易破坏土壤矿物晶体。矿物晶粒遭破坏后，暴露出新的表面使土壤颗粒的总表面积增大，因而就会改变土壤对金属离子的吸附性能，故选用通过20目筛的土样相对更合理。
1.2支持电解质
吸附实验中所采用的支持电解质类型较多，也有不添加支持电解质的。支持电解质中的阳离子与重金属离子竞争吸附点位而对土壤吸附重金属有一定影响，没有特定研究目的时一般采用NaNO3作为支持电解质。解吸实验中也常用氯化钙、硝酸钙、硝酸钠、乙酸钠、氯化铵等背景溶液提取重金属来研究土壤重金属的移动性、土壤一植物中的转移和物理化学过程，植物吸收、土壤元素的缺乏、土壤修复和肥力等．
1.3离子强度
所选用的支持电解质中的离子浓度同样对附解吸会产生影响。通常认为，离子强度可通过三条途径影响土壤对重金属离子的吸附：由于生成离子对或者影响介质的pH，使游离金属离子的活度发生变化；支持电解质的阳离子与重金属离子发生竞争吸附；使土壤吸附平面的静电电位发生变化。很少的研究使用离子强度为零的溶液作为背景溶液，很多研究者使用一定浓度的电解质溶液来模拟土壤溶液的组成（表一）。一般来说，随着溶液离子强度的增加，重金属吸附量递减［4］。离子强度对重金属吸附的影响中，阳离子的影响与它们的离子化合价有关，影响大小的顺序为3价>2价>1价，同价离子中，对吸附的影响大小与离子的水化半径等性质有关。另外，高离子强度水体中的Cl-、SO42-等阴离子会与重金属形成更多的络合物，从而影响对重金属的吸附。
表一一些吸附解吸实验中所使用的背景电解质组成和固液比
重金属固液比（g/ml）背景电解质离子强度（nmol/L）Cu、Zn1：20NaNO31