入侵植物浸提液修饰紫色土对重金属和抗生素的吸附研究
为了探明入侵植物浸提液对紫色土吸附重金属和抗生素的影响，研究采用川东北地区常见入侵植物空心莲子草浸提液(Le)对区域内不同类型紫色土(P)进行修饰，探索不同Le修饰P(Le-P)对重金属[Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)]和抗生素[土霉素(OTC)和金霉素(CTC)]的吸附效果。具体内容为：Le-P的基本理化性质及微观表征；污染物在不同Le-P上的等温吸附和热力学特征；pH、温度、离子强度对Le-P吸附污染物的影响；不同Le-P对重金属和抗生素的吸附差异。研究结果如下： （1）随着Le修饰比例的增加，Le修饰酸性P(Le-Ac-P)的pH值、CEC和TOC都呈现出上升趋势，比表面积减小了约28%；Le修饰中性P(Le-Ne-P)的CEC和TOC呈递增趋势，pH值和比表面积呈递减；Le修饰碱性P(Le-Al-P)除TOC上升了约16%之外，pH值、CEC和比表面积都随Le修饰比例的增加而减少。 （2）通过FTIR、SEM和EDS等表征方法对Le-P进行了表征分析。FTIR表征结果发现Le-P中存在C=O、C=C、O-H等吸收峰。通过SEM分析发现Le-P在形貌方面发生了巨大的变化，Le-P原有的孔隙进行了填充，并形成类似墙皮、山石状的结构。通过EDS发现Le-P中，C元素和O元素的含量都有明显的增大。 （3）采用Langmuir和Freundlich模型对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、OTC和CTC的吸附等温线进行拟合，相关性均达到了极显著水平。且Langmuir模型适用于描述Le-P对重金属和抗生素的吸附过程。各Le-P对Cu(Ⅱ)和的Cr(Ⅵ)最大吸附量(qm)分别为122.1~399.0mmol/kg和27.71~75.41mmol/kg。Le-P对OTC和CTC的qm最佳值分别为46.85mmol/kg和89.13mmol/kg，且表现为Le-Ne-P＞Le-Ac-P＞Le-Al-P的趋势。 （4）pH值2~6范围内，pH值的升高有利于Cu(Ⅱ)的吸附，抑制Cr(Ⅵ)的吸附。在3~7范围内，随着pH值的升高，Le-P对OTC和CTC的吸附量均呈先上升后下降的趋势，在pH=5时最大。离子强度在0.01~0.2mol/L范围内，各Le-P对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、OTC和CTC的吸附量均随着离子强度的增加先增大后减小，并在离子强度为0.1mol/L时达到最大。 （5）10~30℃区间内，各Le-P对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、OTC和CTC的吸附量均随着温度的升高而增加。各供试Le-P对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、OTC和CTC的吸附过程均是自发、吸热和熵增反应，且均符合准二级动力学模型。Le-P对重金属的吸附主要有静电吸附、络合作用和离子交换，而对抗生素的吸附主要包括离子交换、疏水结合、络合作用。
入侵植物浸提液;紫色土;重金属;抗生素;吸附性能
西华师范大学
硕士
环境科学
李文斌;王东
2023
中文
X53
2024-01-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）