稀土工业污染土壤对外源钍的吸附行为研究

陈思嘉 | -> | 1117| 0| 0.293781MB |土壤,钍,吸附,形态,连续萃取

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摘要: 研究了外源钍在土壤上的吸附行为并评估其对土壤的污染风险. 通过静态吸附解吸实验考察土壤样品对不同量外源钍的吸附容量、吸附平衡时间、分配系数和解吸能力. 土壤样品对外源钍有很强的吸附能力, 在吸附平衡时吸附百分比均大于92%, 而解吸率均小于5%; 钍在土壤溶液中分配系数最高可达104 以上; 吸附容量和平衡时间与土壤性质有关. 吸附实验结果表明, 可用Freundlich 吸附等温式和Elovich 方程分别描述土壤样品对钍吸附的热力学行为( r \01916 7) 和动力学过程( R2 \
01898 0) . 较佳的拟合结果表明, 土壤样品对外源钍的吸附是非线性物理化学吸附, 吸附反应速率受钍在土壤表面和矿物内层扩散影响. 采用形态连续萃取法分析外源钍在土壤上吸附后的赋存形态. 由钍形态萃取结果, 少量外源钍( 10- 7 ~ 10- 6mol#L- 1) 进入土壤后主要以不稳定非残留态存在, 其含量在58%以上; 随着外源钍量增加, 钍非残留态量增加, 同时更多外源钍迁移到稳定残留态.
    我国包头稀土矿中伴生有大量放射性钍, 在稀土矿冶炼工艺中, 每年产生大量含钍废水和含钍废渣[ 1] . 含钍废水直接排放和含钍废渣集中堆放, 会导致钍向周边环境扩散迁移, 进入土壤和地下水源, 对稀土工业区生态环境造成了污染[ 2] .
    土壤溶液中存在一定量悬浮物质及胶粒, 表面具有丰富的离子交换基团或电荷, 能够吸附可溶性外源放射性物质, 从而阻滞放射性物质进入地下水而污染水源, 土壤吸持和保留的放射性物质可通过植物提取进行修复. 国内外对放射性核素在特定矿物和氧化物上的吸附研究报道较多[3~ 7] , 而在土壤对放射性核素吸附行为这方面研究开展较少. 本研究采用静态吸附和连续提取法评估土壤样品对外源钍的吸附能力, 模拟了土壤样品吸附钍的热力学行为和动力学过程, 并考察了外源钍在土壤上吸附后的赋存形态, 以期为评价和控制外源钍对土壤的污染提供实验和理论依据.
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