骨炭羟基磷灰石（HAP）对CuZnPbCd吸附性能的差异特性研究(2)

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4.2.2不同吸附剂对Cu2+、Zn2+的解吸特性及其与吸附作用的关系 14

4.3 不同吸附剂对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+吸附动力学行为 15

4.3.1不同吸附剂对Cu2+的吸附动力学行为 15

4.3.2不同吸附剂对Zn2+的吸附动力学行为 16

4.3.3不同吸附剂对Pb2+的吸附动力学行为 17

4.3.4不同吸附剂对Cd2+的吸附动力学行为 18

4.4 红外谱图分析 18

5 结论 20

参考文献 22

致谢 23

1.引言

随着人类社会飞速发展，科技的迅猛创新，在日新月异的今天，以环境污染和生态环境破坏为代表的人类环境问题愈益严重。截止到2011年，我国重金属污染的耕地面积已经达到了2000万hm2，大约占耕地总面积的六分之一[1]。重金属污染事件严重危害着人们的生命安全和生活质量[2,3]，例如，2009 年陕西凤翔、湖南武冈、广东清远市均出现多名儿童血铅超标、铅中毒；2011年浙江德清、台州等地区均出现了电池污染企业导致数百人血铅超标；2013年轰动全国的湖南“毒大米”事件等。此外，土壤重金属污染胁迫还可以危害植物的根系，造成根系生理代谢失调，生长受到抑制，反过来，受害根系的吸收能力减弱，导致植物体营养亏缺[4]；同时，土壤中重金属通过淋溶作用向下缓慢渗透，亦会污染地下水，因此，全面启动重金属污染区域的治理已迫在眉睫。

目前土壤修复主要分为四类：物理修复（电动修复、电热修复等，但容易遭受二次污染的问题）、化学修复（包括化学沉淀[5]、膜处理[6]、离子交换[7]等）以及微生物修复，近年来，采用生物吸附剂吸附重金属的研究受到了广泛关注，如海藻[8]、菌类[9]等对重金属具有较高的吸附能力。

骨炭，英文名为Blone char。它是一种无定形的碳,其成分中含有6%～10%的C、约80%的Ca3(PO4)2和其他种类的无机盐。是由脱脂骨头在近乎真空的状态下经脱脂、脱胶、高温煅烧和分拣等多个步骤后碳化而得。骨炭是难溶于水的白色块状，粒度大于5mm，富含磷钙等元素物质。羟基磷灰石也叫做羟磷灰石，简写HAP，主要是钙磷灰石在自然过程中矿物化的物质。它是由两部分组成的：羟基与磷灰石。氢氧基可以用F、Cl等化合物和CO3- 离子代替，然后生成氟基和氯基磷灰石，其中的钙离子发生离子交换反应被其他的金属离子所代替，会产生新的对应的金属离子的N磷灰石（N代表替换钙离子的金属离子）。从骨炭中提取的羟基磷灰石，可以非常有效的去除重金属。选择骨炭和羟基磷灰石进行研究，主要是因为它可以有效吸附土壤中重金属离子，降低土壤中溶液中的重金属浓度。有研究表明，利用骨炭，羟基磷灰石（HAP）等钝化剂对重金属、有机物等的吸附实验中均发现具有良好的吸附性能，如张利金[10]等利用骨炭，发现其具有良好的吸附性能，当温度为20℃，pH =2.5，Pb的初始浓度为200 mg /L，固液比为1 g /L 时，最大去除率接近100%，可以有效的吸附Pb。陈杰华，唐文清等人的研究发现[1,11]，羟基磷灰石也具有有效的吸附能力。最后，骨炭和羟基磷灰石在加入到土壤中，很少会有二次污染问题。综上，本研究采用骨炭和羟基磷灰石，研究其对重金属的吸附差异，以期土壤重金属污染防控及作物安全生产提供依据。