热处理富钙凹土对氟离子的吸附特征 - 江苏农业科学.pdf

— ４８２— 江苏农业科学　２０１６年第４４卷第９期 刘继娟，朱瑾灿，唐婉莹．热处理富钙凹土对氟离子的吸附特征［Ｊ］．江苏农业科学，２０１６，４４（９）：４８２－４８５，４９１． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１６．０９．１３５ 热处理富钙凹土对氟离子的吸附特征 １ ２ １ 刘继娟 ，朱瑾灿 ，唐婉莹 （１．南京理工大学，江苏南京２１００９４；２．中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏南京２１０００） 　　摘要：以廉价易得的热处理富钙凹土为吸附材料，研究不同温度煅烧条件下凹土对氟的去除效果，并优选出最佳 热处理凹土作为除氟材料进行深入研究。结果表明，７００℃热处理富钙凹土对氟的去除效果最佳，且氟离子在其上的 吸附符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温线方程，拟合最大吸附量可达５５．８６０ｍｇ／ｇ；吸附动力学表明，氟离子在其上的吸附符合准二 级动力学方程；影响因素试验表明，ｐＨ值对热处理富钙凹土的除氟能力影响较大，热处理富钙凹土对氟吸附的适宜 － ２－ ３－ ｐＨ值范围为７～１０，其中最适ｐＨ值为１０；在研究的３种竞争阴离子（ＮＯ 、ＳＯ 、ＰＯ ）中，磷酸根对热处理富钙凹 ３ ４ ４ 土的除氟能力影响最大，而硝酸根和硫酸根对热处理富钙凹土的除氟能力影响较弱。扫描电镜 －能量分散谱仪 （ＳＥＭ－ＥＤＳ）分析结果表明，氟离子已经吸附在热处理凹土的表面，基于前期的研究结论以及热处理凹土本身的化学 性质，推测在吸附过程中形成的氟化钙沉淀可能是热处理富钙凹土的除氟机制。 　　关键词：热处理富钙凹土；除氟；影响因素；吸附机制 　　中图分类号：Ｘ５２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１６）０９－０４８２－０４ 　　氟是人类生命活动中必需的微量元素之一，在骨骼和牙 称坡缕石（简称为凹土），是一种２∶１型的呈链状结构的含 齿的形成过程中有着重要的作用，然而过量摄入氟会产生牙 水镁铝硅酸盐黏土矿物，因其较大的比表面积、表面物理化学 齿和骨骼疾病。此外，大量、长期饮用高氟水还会使铝在体内 结构，可以作为一种良好的吸附剂使用。目前，由于天然黏土 大量蓄积和吸收，容易引起老年痴呆，造成人体的过快衰 矿物材料具有环境友好、廉价易得等优势已经被广泛应用于 ［１－２］ ［１２］ 老 。世界卫生组织规定饮用水中氟离子含量 ０．５～ 水污染环境的治理中 。我国凹土的主产地位于江苏盱眙， ［３］ １．５ｍｇ／Ｌ对人体有益 ，１９８５年我国颁发的ＧＢ５４７９—１９８５ 据粗略估计，其储量为１亿ｔ左右，约占全国储量的６０％。盱 《生活饮用水卫生标准》规定饮用水中氟化物含量不超过 眙地区的凹土根据其矿质组分的差异，可分为低品位凹土和 ［４］ １．０ｍｇ／Ｌ 。水中氟离子超标会对人类生活及身体健康造 高品位凹土，其中低品位凹土约占盱眙凹土总量的５０％左 成巨大的威胁。目前氟已经被世界卫生组织列为除砷、硝酸 右，这主要是因为一些碳酸盐类矿物如白云石、方解石等矿物 ［５］ 盐之外的第３大易被人体吸收的污染物质 ，因此，水中氟离 与凹土共生，造成凹土组分中含有大量的钙质成分，又称为富 子超标应该引起人们足够的重视，解决氟污染刻不容缓。 钙凹土，有些凹土因其钙质成分含量较低，一般低于５％，称 ［６］ ［７］ 目前，