几种土壤中铁锰结核的重金属离子吸附与锰矿物类型.PDFVIP

第 39 卷 第 5 期 土 壤 学 报 Vol139, No15 2002 年 9 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA Sep. , 2002 几种土壤中铁锰结核的重金属离子 吸附与锰矿物类型* 刘 凡 谭文峰 刘桂秋 李学垣 贺纪正 ( 华中农业大学农业部亚热带土壤资源与环境重点开放实验室, 武汉 430070) 摘 要 土壤与水体中的锰氧化物对某些重金属离子有强烈的富集作用, 本研究表明 我国 几种土壤铁锰结核中锰氧化物的重金属离子( Pb、Cu、Zn、Co 、Ni 和 Cd) 吸 附量占结核 吸附 这些离子总量的 60% ~ 100% 。结核中所含锰矿 物类型不同, 对重 金属离 子吸附 的能力 不一 样。山东砂姜黑土中含钙锰矿和锂硬锰矿, 其锰 氧化物的重 金属离 子吸附量 最高; 其次 是??? 北黄 棕壤和黄褐土中铁锰结核的锰氧化物, 它 们为锂硬锰 矿与水钠 锰矿组合 ; 吸 附量最 低的 是湖南红壤中铁锰结核的锰氧化物, 它们仅为锂 硬锰矿。上述几种锰矿物构造上的差异和结 晶程度不同是导致 不 同土 壤铁 锰 结核 中锰 氧 化物 吸附 重 金属 离子 量 不一 样 的重 要 原因。 Co2+ 在吸附过 程中被氧化及试样中氧化锰含量和 Mn( ?) 百分率不同也是影响其铁锰结 核中 Co 吸附量变化的原因。 关键词 土壤, 铁锰结核, 吸附, 重金属离子, 锰矿物 中图分类号 S153. 6+ 1 重金属污染因其毒性强、持留时间长等原因一直是环境中的突出问题, 它们在土壤和 水体中的行为及归宿倍受人们的关注[ 1] 。ZPC 低、比表面积大和负电荷量高的氧化锰矿 物, 对某些金属元素的吸附固定, 影响和决定着它们在土壤和沉积物中的浓度、形态、化学 行为、生物毒性以及进入水生和陆地生态系统食物链的数量和速度[ 2, 3] 。关于氧化锰对 重金属离子吸附的研究已有许多报道, 主要是明确了氧化锰能吸附大量的重金属离子, 这 些离子在其表面的选择吸附顺序, pH 对这些离子吸附的影响等[ 2, 4~ 6] , 此外, 就少数几种 金属离子的吸附机制进行了较深入的探讨[ 7, 8] 。这些研究虽然多少涉及不同锰氧化物与 重金属离子的吸附, 但所用材料多限于合成样品, 且往往与土壤中常见的锰矿物类型不 同; 或虽取自于土壤样品, 但没有明确这些样品中锰矿物的类型。与之相比, 土壤氧化铁 矿物类型对阴离子吸附影响的研究就显得更深入一些[ 9, 10] 。 海洋、湖泊和不同土壤中均含有锰的主要富集体 ) ) ) 铁锰结核, 这些结核中锰矿物类 型不同, 是否富集环境中重金属离子能力不一样并不清楚。为此, 本文在已明确了我国几 种土壤铁锰结核中锰矿物类型的基础上[ 11] , 探讨了它们与重金属离子吸附的关系。 * 国家自然科学基金项目资助( 批准号: 收稿日期: 2000- 11- 04; 收到修改稿日期: 2001- 03- 08 7 00 土 壤 学 报 39 卷