不同改良剂对土壤中Cd生物有效性的影响研究

土壤重金属镉污染在危害环境的同时,也威胁人体健康。为治理镉污染土壤,选取豫北某冶炼厂周边镉污染土壤,通过室内培养试验,在施用1.5 g/kg不同肥料条件下,探讨钙镁磷肥、羊粪和鸡粪对污染土壤中Cd有效性的影响。结果表明,改良剂的施用可影响土壤理化性质。与对照处理相比,施用钙镁磷肥改良剂降低了土壤pH值,提高了土壤电导率和阳离子交换量;与钙镁磷肥相比,鸡粪和羊粪改良剂的施用提高了土壤有机质含量。施用鸡粪和羊粪改良剂能使土壤Cd的TCLP提取态含量分别降低3.9%、11.6%;而在钙镁磷肥施用条件下,Cd的TCLP提取态提高9.3%。     

硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学

以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学。结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1～6μm,比表面积达672.2 m~2·g~(-1),孔体积为0.356 cm~3·g~(-1),且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能。动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素。Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g~(-1),0R_L1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附。吉布斯自由能(ΔG~0)小于0,焓变(ΔH~0)大于0,熵变(ΔS~0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程。