腐殖酸对铬在砂质土壤中吸附行为的影响研究

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第7卷第5期安全与环境学报Vol.7No.52007年10月JournalofSafetyandEnvironmentOct,2007[11]JIANGTingda(蒋挺大).Lignin(木质素)[M].Beijing:Chemical文章编号:1009-6094(2007)05-0042-06IndustryPress,2001:17-191[12]XUYuehua(徐悦华),GUGuobang(古国榜),LIXinjun(李新腐殖酸对铬在砂质土壤中军).Astudyoffactorsaffectingphotocatalyticdegradationofmetham-i*dophos[J].JournalofSouthChinaUniversityofTechnology:吸附行为的影响研究NaturalScience(华南理工大学学报:自然科学版),2001,291234王亚军,朱琨,王进喜,陈利涛(5):68-711(1兰州理工大学土木工程学院,兰州730050;2兰州[13]BALCIOGLUIA,INDY.Photocatalyticdegradationoforganiccon-交通大学环境与市政工程学院,兰州730070;3甘肃taminateinsemiconductorsuspensionswithaddedH2O2[J].JEnvironSciHealthA,1996,18(2):123-1281联合大学化工学院,兰州730000;4中国科学院国家科学图书馆兰州分馆,兰州730000)Photocatalyticdegradationofpaper-makingsewagewithFe2O3/UV/H2O2摘要:为了增强西北地区砂质土壤对重金属的吸附能力,研究了腐殖酸对六价铬(Cr6+)在砂土介质中吸附作用的影响。进行了反应接11112LIA-imei,ZHUY-iren,YUXin,LULing,ZHANGChi,触时间、pH值、HA投加量等对反应的影响研究,确定了最佳反应条2XIEHeng-shen件,并阐述了腐殖酸、铬离子和砂土之间相互作用的机理。结果表明:砂土对Cr6+的吸附随着溶液pH值的升高而减弱,pH值为3时铬去除(1CollegeofChemistryandChemicalEngineering,XuzhouNormal率仅有22%;但当溶液中存在腐殖酸时,砂土对Cr6+吸附能力明显增University,Xuzhou221116,Jiangsu,China;2XuzhouInstituteofArchitecturalTechnology,Xuzhou221116,Jiangsu,China)强,同样条件下铬去除率增加了30%。其作用机理主要是酸性条件下腐殖酸易与铬络合,络合物与砂土颗粒有较强的结合能力,增强了Abstract:Thepresentarticlehasgiventheauthor.srenovatedstudy砂土对Cr6+的吸附能力。resultsonusingphotocatalyticdegradationofsewagefrompaper-mak-关键词:水处理;腐殖酸;六价铬;砂土;络合作用;吸附ingplantwithFe2O3asphotocatalystandhigh-voltagemercurylamp中图分类号:X506文献标识码:Aasalightsource.Fortheintroductorypurpose,firstofall,thepaper0引言hasanalyzedthebasicprincipleofphotocatalyticdegradation.Then,ithascomparedtheresultsofusinghisrenovatedmethodtoshowits腐殖质作为广泛存在于自然界中的天然高分子有机物,distinctivenessfromothersandmainaffectingfactorssuchasthe具有很高的生物化学稳定性,一般约占土壤有机物总量的amountofFe2O3andH2O2added,pHvaluewithirradiationtime50%~90%。它的特点是表面积大,结构复杂,带有多种活性carefullyinvestigated.Theexperimentresultsofhissuggestedmethod官能团()COOH、)OH等),能够与金属离子发生很强的络合indicatethataheterogeneousphotocatalystsystemofFe2O3/UV/H2O2作用,从而影响了金属离子在环境中的形态、迁移、转化和生couldhelptobringdowneffectivelythecontentofCODCrinwastewa-物可给性及毒性。terandachievetheoptimalconditionfordegradation.Experimentally地下水及土壤的重金属污染已成为严重的环境问题。其speaking,theoptimalconditionofourshelpstoreach9313%,and,6+中六价铬(Cr)毒性大,可使人体致癌致畸,并在水体土壤中whentheidealamountofFeOismadetobeequalto110g/L,the2--23广泛分布。在碱性到弱酸条件下土壤对CrO4、HCrO4和H2O2wouldbe0.5%(VHO/Vsewage),withpHvaluebeing310a-Cr2O2-227等没有很强的吸附能力,所以它们在环境中有很强的longwiththeradiationtimeof3handtheremovalrateofCOD3+Cr.移动性;相反,在这些条件下,三价铬(Cr)很容易以However,inthephotocatalyticsystem,thephotocatalyticoxidation3+Cr(OH)3或FexCr1-x(OH)3的形式沉淀,Cr也能被有机分子shouldbeFe2O3mainlyfortheneedtodegradetheorganicpollu-螯合后吸附在矿物表面[1,2]。将Cr6+还原成Cr3+再处理,是tants.Inaddition,undertheoptimumcondition,theH2O2addedis修复受Cr6+污染的土壤和地下水的重要途径。在土壤中将expectedtobringremarkableimprovementtothereactionefficiencyCr6+还原成Cr3+方法通常有以下4种:与无机物发生还原反alongwithFe2O31andinturn,toincreasetheefficiencyandrateof应、在矿物表面上的电子转移、与非腐殖质有机物质(如碳水photocatalyticdegradationgreatly.Furthermore,sincethecatalyst化合物和蛋白质)反应、被土壤腐殖质还原。其中无机物还原canberecycledformanytimeswithnoharmoftheeffect,thesug-作用可以极大地降低Cr6+的毒性和生物可利用性[3],将Cr6+gestedphotocatalyticdegradationmethodcanbemadewiderandmore还原成Cr3+需要强的还原剂,如H2S[4,5]、SO2[6]、H2O2[7]、effectiveinthefuturebecauseofitsownoutstandingfeaturesoflow2+[8,9][10]Fe和甘油丙三醇,然而,它们中有些(如H2S和SO2)costinoperationwithnosecondarypollution.2+本身显毒性,有些(如Fe和甘油丙三醇)在碱性条件下没有Keywords:environmentengineering;wastewaterfrompapermill;效果,同时这些物质会带来新的环境问题。有机物质能够将photocatalyticdegradation;Fe2O36+3+[11]Cr还原成Cr,甚至在pH值接近中性的环境下。一些CLCnumber:X793Documentcode:A6+研究已经报道Cr能够在许多土壤体系中被还原,特别在含ArticleID:1009-6094(2007)05-0039-04高有机物质的土壤中。腐殖质是大多数土壤的主要有机部*收稿日期:2007-01-25作者简介:王亚军,助教,从事水体及土壤污染治理研究。42 2007年10月王亚军,等:腐殖酸对铬在砂质土壤中吸附行为的影响研究Oct,20076+分,它为Cr还原提供了非常丰富的电子供体储备。至50倍,用二苯碳酰二肼分光光度法测定稀释溶液中铬离子目前国外对利用腐殖酸(Humicacid简称HA)去除水体和的质量浓度。土壤中重金属离子的研究予以极大重视,国内利用HA进行6+2结果与讨论重金属离子去除的研究也已开始,但HA对Cr的去除技术还处于摸索阶段。本文通过系列室内实验,研究腐殖酸对可211铬在砂土中的吸附实验溶态铬在土壤中的吸附行为和影响因素,探讨腐殖酸与可溶砂土对水溶态铬的吸附随土壤溶液的pH值升高而降态铬以及土壤颗粒表面间的作用机理,从而为污染土壤的治低,变化曲线如图1所示。说明砂土对铬离子的专性吸附(土理修复技术奠定理论基础。同时腐殖酸进入土壤可以形成腐壤胶体表面与被吸附离子间通过共价键、配位键而产生的吸殖酸类肥料,具有改善土壤团粒结构的作用,对酸性土壤及盐附能力)与土壤溶液pH值密切相关,结果也说明天然砂土对碱地有缓冲作用,还可以增强植物养料的来源,活化磷素,提铬离子只有微弱的吸附能力。高磷酸的利用率,对植物产生刺激生长作用,提高地温增强作212加入腐殖酸后铬在砂土中的吸附实验[12,13]物的抗寒抗病与防冻能力。21211反应时间对铬吸附作用的影响6+为测定腐殖酸存在的情况下反应时间对Cr吸附作用1实验部分的影响,分别将01100gHA和01500g砂土加入20mL的111仪器与试剂K2CrO4溶液中,K2CrO4原始溶液质量浓度为20mg/L,实际恒温振荡器(江苏太仓医疗器械厂),高速离心机(北京医6+Cr的质量浓度为71903mg/L,溶液的pH值调为3,在不同的用离心机厂),紫外/可见分光光度计(7500型,上海分析仪器反应时间分别取出样品测定,其结果如图2所示。随着时间厂),分析天平(上海天平仪器厂)。6+的推移Cr的去除反应速率先快,然后逐渐减缓至稳定,到8腐殖酸(商业用),铬酸钾(优级纯),铬标准溶液采用重铬h以后去除率几乎达到稳定值50%,所以8h为最佳反应时酸钾(优级纯)制备。间。以80r/min振荡反应8h后的样品30min,静置10h,分析6+实验用砂土取自黄河边,过筛后粒径范围为013~016静置过程中Cr的质量浓度变化,结果表明静置前后的吸附mm。6+量基本保持不变,说明HA与Cr的作用在8h内可趋于稳112测定方法定。6+1)为确定腐殖酸的存在对Cr在砂土中的吸附产生直21212铬酸盐初始质量浓度对铬吸附作用的影响接影响,以不加腐殖酸时铬在砂土中的吸附实验作为对比,在铬酸钾的初始质量浓度(C0)对平衡吸附量(Qe)的影响此基础上再进行加入腐殖酸后砂土对铬的吸附实验,将两个见图3。结果表明:当铬酸钾初始质量浓度在0~10mg/L范6+实验的去除率及吸附量结果进行比较,以明确腐殖酸对Cr围内时,在01100g腐殖酸存在下01500g砂土对铬的平衡吸在砂土中的吸附能力的影响。用去除率更直观地表明其吸附附量呈线性增长;当铬酸钾的初始质量浓度大于20mg/L时,能力。2)铬离子的测定采用国家环保总局推荐的二苯碳酰二肼[14]分光光度法,在540nm处测定吸光度。3)动力学方程拟合。将计算得到的不同时段对铬的吸附量用表1中的动力学方程进行拟合,寻求最优方程,用模型线性化的相关系数r的大小判断模型优劣。113实验步骤采用系列振荡摇瓶实验。在250mL碘量瓶中,加入质量浓度为20mg/L的铬酸钾溶液20mL,再分别加入粒径为0125mm的干细砂粒土样01500g、01500g干细砂粒和01100g腐殖酸混合样,盖紧瓶塞,室温下(15e)放在振荡器上以80r/min图1pH值对铬去除的影响的速度振荡,在不同的反应时间和pH值条件下,分别取出样Fig.1EffectofpHonremovalofCr6+品和对应的空白试样,静置30min后取上清液放入离心机以6000r/min转速离心30min,然后移取5mL离心后溶液稀释表1供拟合的动力学方程Table1Kineticsequationsused方程名称方程方程的简化形式动力学一级方程lg(1-St/Sm)=-K.at+Ay=a+bt双常数方程lgSt=lga+blgty=a+blgtElovich方程St=a+blnty=a+blnt抛物线扩散方程S1/21/2t/Sm=Rt+Cy=a+bt注:St为t时间内对铬的吸附量;Sm为最大吸附量;t为反应时图2反应时间对铬去除的影响间;K.a为表观吸附速率常数;R为相对扩散系数;a,b,A,C为常数。Fig.2EffectofreactiontimeonremovalreductionofCr6+43 Vol.7No.5安全与环境学报第7卷第5期图4pH值对铬去除的影响图3铬酸盐初始质量浓度对平衡吸附量的影响Fig.4EffectofpHonremovalofCr6+Fig.3Effectsofinitialchromateconcentrationsonsorptionequilibrium平衡吸附量增长趋势趋于平缓。这是因为重铬酸根的初始质量浓度较低时,溶液中的铬酸根含量远小于最大吸附量,所以平衡吸附量随铬酸钾初始质量浓度的增加线性增长;铬酸钾初始质量浓度增加到一定值时,平衡吸附量达到其最大吸附量,使平衡吸附量对铬酸钾初始质量浓度的曲线趋向平缓。由图3可看出铬酸根离子的最大吸附量约为01460mg/g。21213pH值对铬吸附作用的影响从图4可以看出,在最佳反应时间8h条件下,随pH值的升高溶液中Cr6+去除率会降低,当pH在6~10时吸附能力图5HA投加量对铬去除的影响Fig.5EffectofhumicacidconcentrationsonreductionofCr6+出现急剧下降。pH值对去除铬有很大的影响,首先腐殖酸溶-+于碱性溶液中,会发生离解:R)COOH=R)COO+H,使2-固态量减少,带负电的腐殖酸对CrO4产生静电斥力作用,不利于对铬的吸附;腐殖酸不溶于酸性溶液中,腐殖酸的分子6+形式有与重金属形成强螯合物的能力。此外Cr在pH值小2-Þ于6时以Cr2O7占优势并有较高的E=1133V,而在pH值大2-Þ于6时以CrO4占优势仅有较低的E=-0113V,随着pH值6+3+H的下降可使Cr还原成Cr的氧化还原体系的E值增[15]大。在酸性介质中,腐殖酸中的碳原子起还原作用,而使6+3+Cr氧化性加强,在将腐殖酸氧化的同时自身被还原成Cr。Cr6+离子在溶液中反应过程如下:图6照射光对铬去除的影响2-+3+Fig.6EffectofirradiationonthereductionofCr6+2Cr2O7+3C+16H=4Cr+3CO2+8H2O(1)3+在吸附过程中,Cr将替换腐殖酸中的氢离子的位置而被吸质量浓度20mg/L)、01100g腐殖酸和01500g干细砂粒条件+6+附,因此,提高水溶液中H的浓度有利于Cr的还原与螯合下反应6h,结果见图6。从图6可以看出,太阳光和灯光增强作用。从图4可知把溶液的pH值控制在3左右,有利于腐殖铬的去除,说明光照射有利于腐殖酸与Cr6+的反应。但在黑6+酸对Cr的去除。夜中铬的去除受到相对小的影响,说明HA在无光的情况下6+21214HA投加量对Cr去除反应的影响仍然能对铬起到去除作用,更扩大了HA的使用范围,可适用6+如图5所示,随着HA投加量的增加,Cr的去除率开始于去除土壤及地下水中的铬离子。在紫外光的照射下去除率是上升的趋势。在pH值为3的条件下,向20mL质量浓度为有着明显的下降,这是由于光催化氧化降解HA的原因。同6+20mg/L的Cr溶液中加入01100gHA和01500g砂土,在反时,也可以看出在砂质土壤中有HA存在要比无HA时对6+应时间8h左右时,去除率可达到最高值68%。然而在砂土Cr的去除率高。6+量不变而HA投加量继续增加的情况下,Cr的去除率却出21216吸附动力学6+吸附铬的动力学方程拟合见表2所示,以一级动力学方现下降趋势,当HA投加量达到014g以后Cr的去除率才开始达到平衡,此时去除率为51%。这是因为当HA投加量达程描述最优,其相关系数(r)最大,其次是Elovich方程,抛物6+线方程与双常数方程的拟合效果较差,各动力学方程中的b到一定浓度后会与Cr发生螯合作用,同时其中有砂土吸附6+作用的参与,因此去除作用在HA投加量014g以后才能逐渐值(斜率)可以反映吸附反应的速率。根据图7所示的Cr反进入平衡状态。应质量浓度对数-时间曲线,可知在腐殖酸存在下砂土对6+21215光照条件对铬吸附作用的影响Cr的吸附反应为一级动力学反应,并且从图中可知一级动-1为了了解照射光对去除铬的影响,实验以太阳光作为空力学速率常数是K298=010335min,以此可知反应速率为6+-dC白对比,采用不同的光源在pH值为3、20mLCr溶液(初始A/dt=010335CA(2)44 2007年10月王亚军,等:腐殖酸对铬在砂质土壤中吸附行为的影响研究Oct,2007表2铬吸附的动力学方程拟合Table2Kineticsequationsofchromiumadsorptiononhumicacid-sands方程abr一级动力学方程018567-010335019759抛物线方程014144010045018770Elovich方程010424-010053019678双常数方程-113919-01127018609注:HA砂土pH值为3。式中C6+6+A为Cr的反应质量浓度。图7腐殖酸存在下砂土对Cr的吸附动力曲线(15e)21217吸附等温线Fig.7KineticcurvesofadsorptionofCr6+byHAinthesandat15e如图8所示,实验表明含有腐殖酸的砂土对铬酸根的吸附等温线呈现出非线性特征。对测定结果进行统计拟合,并作相关分析,见表3。由相关系数可知对铬酸根的吸附规律较好地满足Langmuir吸附等温式。拟合所得吸附量计算公式y=111023x+11987(3)对照Langmuir等温吸附标准式1/Q=1/(KQ0)@(1/C)+1/Q0,(4)可求得最大吸附量Q0为01503mg/g,理论计算值与实验数据基本吻合,并且可得到常数K为01180。最终归纳出对6+图8铬酸盐平衡质量浓度对平衡吸附量的影响Cr的等温吸附Langmuir表达式为Fig.8EffectsofchromateconcentrationsonsorptionequilibriumQ=01091C/(1+01180C)(5)21218温度对吸附特性的影响表3两模型拟合结果及其相关系数Table3Twomodle.ssimulationresultsandcorrelationcoefficientsFreundlich方程的原始公式为=x/m=KC1/n(6)Freundlich方程Langmuir方程lgK1/nr1/(KQ0)1/Q0r式中为吸附量;m为固相重量;x为吸附总量;C为铬-210090134801976611102311987019934酸根质量浓度;K、n为常数。将式(6)取对数得lg(x/m)=lgK+1/nlgC(7)在Freudlich吸附公式中,1/n反映吸附的非线性度,表示[16]吸附强度,1/n愈大表示土壤的束缚力越弱。Trapnell[16,17]等介绍了Freundlich吸附公式的热力学及动力学结合的推导过程,得到了如下公式,可用来计算热力学参数。lg(x/m)=lg(x/m)m+(RT/Qm)lga0+(RT/Qm)lgC(8)式中(x/m)m为最大吸附量;a0为吸附常数;Qm为吸附热。比较式(8)与(7)得lgK=lg(x/m)m+(RT/Qm)lga0(9)1/n=RT/Qm(10)可见只要由实验数据求出1/n,就可求得Qm,Qm越大表明土壤对铬酸根的吸附越牢固。从表3中Freundlich方程的拟合结果可知n>0,由式(10)图9HA存在对铬去除效果的影响Fig.9EffectofhumicacidonremovalofCr6+6+可知Qm>0,说明吸附为吸热反应,即温度越高,土壤对Cr的束缚力越强,吸附量越加,有利于吸附的进行。况下,同样条件砂土对水溶态铬去除率仅达到22%。由此说213加入HA后去除效果比较明腐殖酸的存在较好地提高了砂土对水溶态铬的吸附能力。6+不同的pH值条件下,反应开始时Cr的去除都比较缓6+6+3腐殖酸、Cr和砂土颗粒表面的作用机理慢,随着时间的推移Cr的去除反应速率先快后逐渐减缓至稳定,到8h以后去除率几乎达到稳定,并且去除率随着pH有机酸在颗粒表面上的吸附可能会改变颗粒表面的特值的升高而降低,去除效果的变化如图9所示。可以看出腐性,他们也可能与金属离子结合以此改变金属离子和砂土颗殖酸存在的情况下,pH值为3时,反应时间8h以后,砂土对粒之间的相互作用。然而腐殖酸是一种大粒子的带负电荷的水溶态铬去除率达到最大值50%;而在没有腐殖酸存在的情胶体,同时土壤胶体表面带负电荷,因此腐殖酸只能与金属铬45 Vol.7No.5安全与环境学报第7卷第5期离子结合改变金属铬离子的价态,以此增强铬离子与土壤颗析出两部分,前者以腐殖酸(HA)为主,分子量较高;后者以粒之间的相互作用。富里酸(FA)为主,分子量一般较低,且含有更多的)OH和腐殖酸存在着许多重要的络合官能团和螯合基团(酚羟)COOH基团。利用腐殖酸的这种酸溶性质可以从水、土壤或[13,19]基、醇羟基等),同时还具有还原作用。污泥中提取HA和FA。2-+3+Cr2O7+14H+6e=2Cr+7H2O(11)腐殖酸中能与重金属发生作用的主要有HA与FA,表5Þ[18]为测定的各组分间相互作用数据。说明在酸性条件下(pH值一般腐殖酸的氧化电极电势5在017V左右,电极反应Þ为3),当溶液中存在Cr6+时,FA会将Cr6+还原成Cr3+,随后的电极电势5为1133V,因此,腐殖酸在酸性条件下可将Cr6+还原成Cr3+。本实验在不同pH值条件下测定了吸附前再与Cr3+螯合,生成的螯合物与砂土颗粒表面有一定的结合[20]后铬质量浓度的变化,结果列在表4。可以看出,在酸性条件能力,表现为对铬离子的吸附能力。同时FA被结合在砂6+土颗粒的表面活性位置上,形成对微量金属作用更强的离子下腐殖酸对Cr的净化作用既有吸附也有还原。其吸附和2-交换中心,这些作用均加强了砂土颗粒对重金属的吸附。测还原的过程可以归结为:Cr2O7首先在溶液中向腐殖酸扩散,同时进行吸附和氧化还原反应,还原产生的Cr3+一部分被吸定的数据显示,HA同样具有还原和螯合的作用,并且本身对附,一部分再进入溶液。重金属也具有一定的吸附能力。因此在酸性条件下,腐殖酸在碱性介质中CrO2-影响砂土颗粒对重金属吸附性能是由HA和FA共同作用产4占优势,腐殖酸在碱性介质中是一种[21,22]带负电荷的胶体,其离解方程式为:R)COOH=R)COO-+生的。+2-H,使带负电的腐殖酸对CrO4产生静电斥力作用,这将不利4结论于腐殖酸对铬去除。在酸性介质中Cr2-6+2O7占优势,腐殖酸先1)在背景对比实验中,砂土对Cr的吸附能力随土壤溶2-3+3+将Cr2O7还原成Cr,再与Cr形成螯合物,反应过程可归纳液的pH值升高而降低。pH值为3时砂土对铬离子吸附能力为最好,180min后去除率也只达到22%。说明砂土对铬离子只2-+3+Cr2O7+2HA+14H+6ey2HA)Cr+7H2O(12)存在微弱的吸附能力。所形成的螯合物带正电荷,会被带负电荷的土壤颗粒吸2)在加入腐殖酸后铬在砂土中的吸附实验中,随着时间3+6+附将Cr固化,如图10所示。利用腐殖酸的还原、吸附和螯的推移Cr的去除反应速率先快后逐渐减缓至稳定,去除率合作用,可使可溶态铬离子比例下降的同时,有机结合态铬的可达50%,最佳反应时间约为8h;当铬酸钾的初始质量浓度6+比例增加,从而降低了溶液中Cr的活性和毒性。大于30mg/L时,平衡吸附量增长趋势趋于平缓,最大吸附量严格地讲,腐殖酸在pH值为310的条件下包括析出和非约为0146mg/g;pH值对去除铬有很大的影响,随pH值的升6++高,对Cr的去除能力降低,因此提高水溶液中H的浓度有表4不同pH值条件下吸附前后铬质量浓度的变化6+6+(Cr6+的起始质量浓度为20mg#L-1)mg#L-1利于Cr的还原与螯合,在pH值为3的条件下,对Cr的去6+Table4ChangeofamountadsorptionofchromiumatdifferentpHvalues除效果最佳;随着HA投加量的增加,Cr的去除率开始是上升的,当HA投加量达到014g以后达到平稳,此时去除率为含铬溶液pH值2345650%;对铬酸根的吸附规律较好地满足Langmuir等温吸附吸附前Cr6+残余质量浓度01200109011001110112式,最终得出等温吸附的最大吸附量Q0为01503mg/g。吸附后Cr3+生成质量浓度010801070107010601063)灯光和太阳光增强铬的去除,说明自然光被腐殖酸吸6+收,自然光的照射有利于腐殖酸与Cr的反应。在黑夜中铬的去除受到相对小的影响,说明腐殖酸在无光的情况下仍然能对铬起到去除作用。但是在紫外光的照射下去除率有着明显的下降,这是由于光催化氧化降解腐殖酸。4)在两个吸附实验结果比较中,在腐殖酸存在的情况下,pH值为3时反应时间8h以后,砂土对水溶态铬去除率达到最大值50%;而在没有腐殖酸的情况下,同样条件砂土对水溶态铬去除率仅达到22%。由此说明腐殖酸的存在较好地提高了砂土对水溶态铬的吸附能力。图10Cr6+和腐殖酸,砂土颗粒间互作用示意图5)利用腐殖酸的还原、吸附和螯合作用,可使可溶态铬比Fig.10Reactionofchromiumonsurfacesbetweensand例下降的同时,有机结合态铬的比例增加,再加上砂的吸附作particleandhumicacidcolloid用,从而降低了水体中铬的活性和毒性。表5反应系统中各组分间相互作用后残留铬的质量浓度mg#L-1Table5Residualchromiumconcentrationfromdifferentinter-reactiongroupsamonghumicacid,chromiumandsandFA(液)+Cr6+HA(固)+Cr6+土+Cr6+土+FA(液)+Cr6+土+HA(固)+Cr6+土+HA(总)+Cr6+Cr6+218394127431979217103173521177总Cr318704151641914318713192141839注:含铬废水Cr6+质量浓度为51903mg/L,反应时间为6h,pH=3;FA为富里酸;HA为腐殖酸。46 2007年10月王亚军,等:腐殖酸对铬在砂质土壤中吸附行为的影响研究Oct,2007ofaquatichumicsubstances[J].JournalofXi.anUniversityofReferences(参考文献):Archtecture&Technology:NaturalScienceEdition(西安建筑科技[1]PAULR,WITTBRODTPR.ReductionofCr(VI)inthepresenceof大学学报:自然科学版),2000,32(4):334-3371excesssoilfulvicacid[J].EnvironSciTechnol,1995,29(1):255-[20]XUXiangrong(许项荣),LIHuabin(李华斌),LIXiaoyan(李小2631燕),etal.Reductionofhexavalentchromiumbyascorbicacidin[2]BUERGEIJ,HUGSJ.InfluenceoforganicligandsonChromium(VI)aqueoussolution[J].Chemosphere(化学吸附),2004,57(7):609-reductionbyIron(II)[J].EnvironSciTechnol,1998,32(14):2092-613120991[21]BAIQingzhong(白庆中),SONGYanguang(宋燕光),WANGHui[3]PALMERCD,WITTBRODTPR.Processesaffectingtheremediation(王晖).Effectoforganicacidsonheavymetalmigrationinclay[J].ofchromium-contaminatedsites[J].EnvironHealthPersp,1991,92EnvironmentalScience(环境科学),2000,5(9):64-671(5):25-401[22]YUGuifang(余贵芳),QINGChangle(青长乐),MOUShusen(牟树[4]THORNTONEC,AMONETTEJE.Hydrogensulfidegastreatmentof森).Reviewonstatusquoofhumicacids-boundmercury[J].Cr(VI)-contaminatedsedimentsamplesfromaplating-wastedisposalsitAgro-EnvironmentalProtection(农业环境保护),2000,19(4):[J].EnvironSciTechnol,1999,33(2):4096-41011255-2571[5]KIMC,ZHOUQH,DENGBL,etal.Chromium(VI)reductionbyStudyonthehumicacidadsorptionofhydrogensulfideinaqueousmedia[J].EnvironSciTechnol,2001,35(11):2219-22251chromiuminsandysoil[6]ONSTOTTEI,GREGORYWS.Removalofchromatefromcooling1234WANGYa-jun,ZHUKun,WANGJin-xi,CHENL-itaotowerblowdownbyreactionwithelectrochemicallygeneratedferroushy-droxide[J].EnvironSciTechnol,1973,7(4):333-3371(1SchoolofCivilEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,[7]PETTINEM,CAMPANELLAL,MILLEROFJ.Reductionofhexava-Lanzhou730050,China;2InstituteofEnvironmentalandMunicipallentchromiumbyH2O2inacidicsolutions[J].EnvironSciTechnol,Engineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China;2002,36(5):901-90713SchoolofChemicalEngineering,GansuLianheUniversity,[8]BUERGEIJ,HUGSJ.KineticsangpHdependenceofChromium(VI)Lanzhou730000,China;4LanzhouBranchoftheNationalSciencereductionbyIron(II)[J].EnvironSciTechnol,1997,31(5):1426-Library,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China)14321[9]BUERGEIJ,HUGSJ.InfluenceoforganicligandsonChromium(VI)reductionbyIron(II)[J].EnvironSciTechnol,1998,32(14):2092-Abstract:Thepresentpaperisconcernedwithitsauthors.studyon20991theinfluenceofhumicacidonadsorptionofhexavalentchromiumin[10]YURKOWEJ,HONGJ,MINS,etal.PhotochemicalreductionofthesandysoilbytakingGansuplateauasacase.Asisknown,withhexavalentchromiuminglycero-lcontainingsolutions[J].Environtheindustrialandagriculturaldevelopment,environmentalcontamina-Pollut,2002,117(4):1-31tionhasbecomeamoreandmoreseriousproblem,especially,the[11]KOZUHN,STUPARJ,GORENCB.Reductionandoxidationpro-problemofheavymetalpollutiontothesoilsoftheloessplateauofcessesofchromiuminsoils[J].EnvironSciTechnol,2000,34(2):Gansu.Thecurrentsituationisthatthedisposalofheavymetal112-1191wastesresultsingreatpollutionanddamagetothetopsoilandwater[12]InstituteofChemicalFertilizerPesticideShanxiProvince(山西省化肥withanevermoreincreasingseriousness.Inourstudy,wehave农药研究所).Productingandusingonhumicacidfertilizers(腐植foundthatthepHvalue,theconcentrationsofHAandtheadded酸肥料化肥农药的应用与施用)[M].Beijing:PetrochemicalIn-amountofimpuritiesandpollutants,etc.havemoreorlessinfluencedustryPress,197416+onthereductionofCrwithourpurposetoreducetheoptimumre-[13]KUMADAK(熊田恭一).Chemistryofsoilorganicmaterial(土壤actionconditions.Astheresultofourexperiments,wehavefound有机质的化学)[M].LIQingrong(李庆荣),SUNTienan(孙铁男),trans.Beijing:SciencePress,19841thattheadsorptionofpureheavymetalsbysanddecreaseswiththe[14]StateEnvironmentalProtectionAdministrationofChina(国家环保increaseofpH,andpH3values,withtheremovingratebeingonly局).Detectionanalyticalmethodofwaterandwastewater(水和废22%.However,thepresenceofhumicacidinthesoilhasbeen6+水检测分析方法)[M].3rded.Beijing:ChineseEnvironmentalfoundtohelptoenhancetheadsorptionofCrbecauseofthecom-Press,19981petitiveadsorptionwithheavymetalionsattheacidicconditionwhen[15]BAKERH,KHALILIF.Analysisoftheremovaloflead(II)fromthecomplicatedreactionbetweenHAandCr6+takeplace,whichhasaqueoussolutionsbyadsorptionontoinsolubilizedhumicacid:tempera-actuallyhelpedustodefineandcertifythereactionmechanismsoftureandpHdependence[J].AnalyticaChimicaActa,2004,516humicacidwithchromium.(19):179-1861Keywords:waterandwastewatertreatment;humicacid;hexavalent[16]JIANGYongqing(姜永清).Adsorptionofarsenatebysoils[J].Actachromium;sand;complexion;adsorptionPedologicaSinica,1983,20(4):394-4501CLCnumber:X506Documentcode:A[17]TRAPNELLBMW.Chemisorption[M].Liverpool:LiverpoolUn-iArticleID:1009-6094(2007)05-0042-06versityPress,1955:109-1241[18]WANGLumin(王鲁敏),DENGChangliang(邓昌亮),YINJungang(殷军港),etal.Studyonadsorptionofnitrifyligniteforchromium-ionsolution[J].EnvironmentalChemistry(环境化学),2001,20(1):54-581[19]JINPengkang(金鹏康),WANGXiaochang(王晓昌),WANGHongbo(王洪波),etal.Astudyonthecharacteristicsofozonation47