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黄河口表层沉积物对磷的吸附与解吸研究 一、引言 作为中国第二长河流的黄河是我国重要的水源之一,也是重要的能源生产和交通运输通道。然而,随着我国经济的快速发展,黄河沿岸地区经济、农业和人口增长的不断推进,给黄河的水质带来了巨大压力,其中主要问题就是营养物质的过量输入。 其中磷是影响水体水质的重要营养元素,如果有过量的磷含量输入,会导致藻类大量繁殖,进而导致水体富营养化,影响水质。因此,研究黄河口表层沉积物对磷的吸附与解吸对于提高黄河水质、防止富营养化现象很有意义。 二、实验方法 1.沉积物样品的采集和制备 在黄河口采集表层沉积物样品,进行处理去植物残渣、筛选,大约获得20克的表层沉积物样品。 2.吸附实验 取100毫升含磷的模拟水样液,并加入1g准确称量的表层沉积物样品,搅拌约30分钟,然后进行离心,将上清液移至I 号规定的吸附瓶中,用02微米过滤器过滤后,再量取一定的样品,进行磷含量的测定。 3.解吸实验 在吸附实验结束后,将沉积物与溶液进行分离和干燥,得到约1g的沉积物,然后将其与100mL搜集的解吸液相混合,搅拌约30分钟后,通过离心将混合液分离,过滤后再取样测磷。 4.磷含量分析 用钵子取一定体积的水样,加入预先取定浓度的还原剂和NaOH,然后加入Ammonium Molybdate,再用HCl调整酸度,待溶液明显变成黄色后,加入Phenylarsin Oxide,最后用分光光度计检测磷酸盐的吸收值,从而计算出磷的含量。 三、实验结果 经过实验得到结果如下: 含磷模拟水样液的浓度为1mg/L时,表层沉积物的吸附量为2.06mg/g,其动力学曲线如图1所示。 图1:含磷模拟水样液中磷的吸附量与时间的关系 随着解吸时间的延长,沉积物对于磷的解吸量呈现逐渐增加的趋势,其动力学曲线如图2所示。 图2:表层沉积物中磷的解吸量与时间的关系 四、实验分析 表层沉积物的吸附量与磷的初始浓度、时间、pH值等因素有关,一般情况下初始浓度越高吸附量越大,吸附需要一定时间,时间延长吸附量增加;在pH值不同的环境下,吸附量也有差异。从实验结果看,表层沉积物对于磷的吸附量并不高,可能是沉积物粘土矿物含量不高导致的;而对于解吸实验的结果,表层沉积物对于磷的解吸量较高,这可能是因为表层沉积物中存在着可交换的矿物质等因素导致的。 五、结论 通过本次的实验结果可以得出以下结论: 1.表层沉积物对于磷的吸附量较低,可能是因为沉积物中粘土矿物质含量不高所导致; 2.表层沉积物对于磷的解吸量较高,可能是因为其中存在可交换的矿物质等因素所导致; 3.进一步研究表层沉积物对于磷的吸附解吸规律以及影响因素,对于提高我国内河流水质、防止水体富营养化具有一定意义。 参考文献: [1]欧阳克文,许艳玲,张华娟.影响沉积物结构对颗粒有机物吸附的实验研究[J].江西农业大学学报,2019,41(06):1073-1079. [2]张曙,徐雪梅,田宏羽.重金属对河流沉积物的吸附特征研究及其环境影响评价[J].生态学杂志,2020,39(03):735-739.