不同利用类型土壤团聚体颗粒中重金属的分布特征外文翻译资料

 2022-10-30 11:12:24

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学号：

0121308890233

英文文献翻译

英 文 题 目

Adsorption characteristics of Cu and Zn onto various size fractions of aggregates from red paddy soil

中 文 题 目

不同粒级的红壤水稻土团聚体对Cu和Zn的吸附特性

学 院

资源与环境工程学院

专业班级

环科1301

姓 名

杨花梅

指导老师

黄敏

2017

年

4

月

27

日

不同粒级的红壤水稻土团聚体对Cu和Zn的吸附特性

Bin Huang，Zhongwu Li, ,Jinquan Huang，Liang Guo，Xiaodong Nie，Yan Wang，Yan Zhang，Guangming Zeng

亮点

  1. 粘土粒度团聚体表现出更快的吸附速率和更大的容量
  2. pH影响各种团聚体在不同水平下的吸附和解吸
  3. 在自然环境中，粘土粒度团聚体可以更容易地积累金属
  4. 粘土尺寸团聚体中的重金属形态可能更稳定

摘要

土壤团聚体是土壤的基本结构单元，在环境中重金属的吸附迁移过程中，不同粒级组分的能力不同。在这项研究中，水稻红壤土团聚体被分为四类，并研究了它们对Cu和Zn的吸附特性。我们的研究表明：伪二次模型在动力学实验中更适合吸附过程，等温实验数据用Freundlich模型作为一个整体描述。由于有机物,测测，游离氧化铁含量高，发现0.002 mm的部分具有最高的初始吸附速率和最大吸附容量。随着pH的增加，金属的吸附量增加，Zn的吸附金属易于解析到0.01M NaNo3的百分比大于Cu，而其变化趋势相反。在低pH条件下，0.002 mm级的更具体的吸附点导致土壤颗粒的解吸量越大。经过60天的潜伏期，观察到Cu和Zn丰富集的粘粒尺寸团聚体比其他颗粒更稳定。

缩写

V/V，体积/体积；AFx，积累因子

关键词

土壤团聚体； 重金属； 吸附特性； 红壤水稻土

1简介

环境中的重金属污染物主要来源于工农业生产活动，它们可以以不同的方式进入土壤系统，如大气沉降、废水灌溉和炉渣淋溶等。过去的研究表明，土壤中金属的潜在迁移主要取决于吸附-解吸过程。通过吸附，重金属在相对低浓度的情况下只在表层土壤中积累，但当污染水平超过一定程度时，它们会迁移到深层土壤中，并通过雨水淋洗或灌溉进一步污染地下水。残留在表层土壤中的金属不仅会对植物、动物和微生物造成潜在的危害，而且最终会通过食物链对人类健康构成巨大威胁 。

作为土壤的基本结构单元，团聚体一直被用来研究土壤中有机质和养分的分布和迁移。由于物理化学特性的不同，各种粒径的团聚体吸附杂质的能力（金属，N，P，等）可能不同，通常认为，细土颗粒携带的重金属能力比粗颗粒强，因为细颗粒比表面积较大、有机物含量和Fe/Mn /Al氧化物含量较高。此外，细土组分通常优先运输到深部土壤，地表/地下水和空气 。

因此，研究不同粒级土壤重金属与土壤团聚体的吸附过程用来评价相关的环境风险是非常有必要的。到目前为止，虽然一些相关的研究已经做，但其中大部分是关于城市土壤，灰尘和沉积物，而耕地土壤被忽视。此外，这些研究大多集中在污染土壤中的金属的分布，吸附性能和相对影响因素没有被评估。

控制吸附过程的主要因素包括金属的种类和强度、土壤类型、pH值、接触时间、温度等，其中pH被认为是对溶解度和重金属在土壤中作为一个整体形态强烈影响最重要的环境因子，特别是在土壤溶液。重金属对土壤的吸附能力通常与土壤pH呈正相关，也就是说，低pH值意味着金属离子更容易存在于土壤溶液中，从而更容易被植物迁移和吸收。在华南地区，自上世纪80年代过度使用化肥已大大促进农田土壤酸化，同时，部分农业土壤遭受了严重的重金属污染。这种情况导致了地表水、地下水和农作物中重金属浓度超标，因此研究pH值对土壤团聚体重金属吸附-解吸的影响是有意义的。

本文利用动力学、热力学和pH效应试验，研染接近自然条件究了不同红壤性水稻土团聚体对Cu和Zn的吸附特征。此外，进行了模拟实验以模拟接近自然条件的土壤重金属污染，并对不同粒级的金属形态进行了分析。通过对以上实验数据的分析，希望深入了解土壤与重金属的吸附机理，更合理地评价土壤重金属污染风险 。

2材料与方法

2.1土壤样品与团聚体分级

本文使用的土壤样品是从湖南省15公里外的稻田采集的。土壤类型是广泛分布在华南地区典型的红壤性水稻土。以往的研究表明，土壤中没有明显的重金属污染。选择5个采样点，在每个采样的从表层（0 -20厘米）收集约0.5千克土壤。混合后，将所有的散装样品在室温下空气干燥，去除根和其他大颗粒，然后研磨并过2mm的尼龙筛。将样品分为四个总粒径分数：2 - 0.25mm，0.25 - 0.05mm，0.05-0.002mm和lt; 0.002mm。在分级之前，将30g的散装土壤浸泡在150mL 去离子水（在一个锥形烧瓶，250毫升）中并用超声波分散。超声波能量根据Schmidt等人设置为100 J /mL，Schmidt建议，能量分散在30 - 590 J /mL范围内没有证据显示有机物质的分离和再分配。然后通过湿筛法获得了2–0.25mm组分，0.25–0.05mm和0.05–0.002mm的组分通过沉淀和虹吸获得，时间由斯托克斯定律。离心后获得lt; 0.002mm的组分。分别收集四种粒级土壤颗粒，冷冻干燥后以备后续实验。

2.2吸附动力学实验

将块状土或不同团聚体样品（3克）放入250mL锥形瓶中，加入150mL的含有100mg/L的Cu（Cu（NO3）2）或Zn（Zn（NO3）2）的0.01M NaNO3溶液。将悬浮液在25plusmn;0.2°C的恒温下以160rpm摇动。采用注射器提取5毫升混合液，通过0.22mu;m微滤膜在不同时间（5，10，20，30，40 min，1，2，4和8 h）过滤后，然后测定重金属浓度。根据溶液中金属浓度的降低计算从土壤溶液中去除的金属量。 应用伪一级动力学和伪二阶动力学方程拟合动力学数据，方程式（1）；（2）：

(1)

(2)

在k1（/min）和（g/（mg*min））的吸附速率常数；qe和qt（mg/g）分别是吸附平衡常数t和每单位吸附剂吸附溶质的量。初始吸附速率v0（mg/（g*min））的计算如下：

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2.3等温吸附实验

等温吸附实验步骤：将0.5g的原土壤或不同粒级的土壤团聚体放在一个50mL的聚丙烯离心管中，每个管中加入25毫升含有一系列浓度（1，5，10，20，50，100，200，500 mg/L）铜（Cu（NO3）2）或Zn（Zn（NO3）2）的0.01 M硝酸钠溶液。将悬浮液以160rmp摇动4小时，然后在25plusmn;0.2°C的恒定温度下静置20小时。在每个吸附周期结束时，悬浮液以4000r/min离心20分钟，过滤得到上清液测量金属的浓度。

Langmuir和Freundlich方程用来拟合来自等温研究的数据，方程式（3）；（4）

（3）

（4）

其中qe是平衡时吸附金属的量（mg/Kg）；Ce是平衡时溶液中金属的浓度（mg/Kg）；qm是土壤中金属的最大吸附量（mg/Kg）；和KL（L／kg），KF（L／kg）和1 / n是常数。

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2.4不同pH条件下的吸附与解吸

研究了Cu和Zn离子在pH2～6.5的范围内的吸附特性。将0.5g的原土壤或不同粒级的土壤团聚体放在一个50mL的聚丙烯离心管中，每个管中加入25mL含有100mg/L的Cu（Cu（NO3）2）或Zn（Zn（NO3）2）的0.01 M NaNO3溶液。通过加入HNO3和NaOH溶液分别将溶液的pH值被调整到2，3.5，5，和6.5。将悬浮液与等温吸附实验一样的震荡和离心，将上清液倒出过滤测量pH值和重金属浓度。然后，将25毫升的0.01 M NaNO3加入到每个管中代替离心渣吸附重金属，随后的步骤（震荡，平衡，离心和分离）与先前实验相同。通过重复该操作三次获得Cu和Zn的总吸附能力。

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2.5培养试验

将450克土壤加入500mL烧杯进行培养实验。加入200mg/公KgCu或500mg/KgZn作为Cu（NO3）2或Zn（NO3）2溶液（pH值被调整到接近土壤的实际pH值即6plusmn;0.1）到烧杯，然后彻底混合土壤。根据其背景值和中国土壤环境质量标准选择了两种不同的金属添加浓度。通过称重烧杯和添加去离子水调整重量，土壤重量保持在约70%的持水能力。将样品在25°C的恒温恒湿箱中培养60 d后，将土壤烘干，用上述方法划分不同土壤粒级。在HNO3–HF-HClO4消化后–测定土壤中的金属含量。此外，重金属的分离测定的连续提取程序BCR方法，有关程序的细节可以在相关文献中找到。

2.6土壤颗粒物的理化分析

使用HI 3221 pH计 (Hanna instruments inc., USA)，1:2.5土壤/溶液比

Soil pH was measured in deionized water at a soil/solution ratio of 1:2.5 using HI 3221 pH meter (Hanna instr

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