基本信息
- 项目名称：
- Cu2+、Zn2+复合条件下Cd2+在陕西五种土壤中的吸附
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目以陕西代表性5种土壤（塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土）为研究对象，以Cd2+、Cu2+、Zn2+为污染物，研究Cd2+在单一及与Cu2+、Zn2+复合处理条件下在不同土壤中的吸附特征及其变化规律。
- 详细介绍：
- 本文研究了Cd2+在单一及与Cu2+、Zn2+复合条件下在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征，并通过多重相关分析探讨了其吸附机制。结果表明，在20℃、30℃条件下， Cd2+在各供试土样中吸附等温线总体上呈H或L型等温线形式，黑垆土对Cd2+总是吸附最强，而砂土的吸附总是最弱；Cd2+吸附的温度效应呈现升温负效应特征，塿土土样中，Cu2+的共存对其温度效应影响较大而在其他4种土样中Zn2+的共存具有较大影响；Cu2+ 、Zn2+的共存均降低了Cd2+的吸附量，具有显著的拮抗作用；Freundlich模型是描述Cd2+吸附等温线最佳模型；相关分析结果表明，Cd2+在土壤中的吸附主要以电性引力吸附为主，Cu2+的共存主要是通过其与土壤有机质之间的络和吸附等化学吸附作用有关，因此其对Cd2+以化学竞争性吸附的影响相对较弱，而Zn2+共存吸附与Cd2+吸附机制类似，因此就表现出Zn2+共存对Cd2+吸附影响较大的特点。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文立足于陕西农业土壤重金属污染的现状，以典型重金属Cd2+为目标污染物，以陕西代表性5种土壤为研究对象，以土壤中常见的Cu2+、Zn2+为共存重金属污染物，通过平衡吸附的方法研究Cd2+在单一及与Cu2+、Zn2+复合处理条件下在不同土壤中的吸附特征及其变化规律，探讨其吸附机制及其与土壤性质之间的相互关系，为土壤生态环境中重金属防治和修复提供理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 本文通过实验的研究探明了陕西5种土壤中，共存重金属Cu2+、Zn2+为对典型重金属污染物Cd2+吸附的影响机制，以及这种影响机制与土壤各项性质之间的关系，实验设计合理，路线清晰，数据分析和结果逻辑性强，在当前国内同类研究中具有先进性。通过多重相关分析找出了不同重金属和土壤类型间的相互关系，探明了其影响机制和土壤类型间的相互影响，在大量的数据中得出了良好的规律性的结果。
应用价值和现实意义
- 重金属是农业生态环境最主要的污染物之一，其对土壤生态环境的影响不仅体现在土壤生态环境的恶化和土壤生产力降上，同时还体现在对农业生态系统中的生物具有直接或间接的影响，影响农作物的生长和农产品品质，并可能通过食物链危害人体健康。此实验研究结果对于陕西土壤中重金属污染的防治和修复具有指导意义，在干旱半干旱地区也具有推广价值，因而具有良好的实际应用价值。
学术论文摘要
- 本文研究了Cd2+在单一及与Cu2+、Zn2+复合条件下在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征，并通过多重相关分析探讨了其吸附机制。结果表明，在20℃、30℃条件下， Cd2+在各供试土样中吸附等温线总体上呈H或L型等温线形式，黑垆土对Cd2+总是吸附最强，而砂土的吸附总是最弱；Cd2+吸附的温度效应呈现升温负效应特征，塿土土样中，Cu2+的共存对其温度效应影响较大而在其他4种土样中Zn2+的共存具有较大影响；Cu2+ 、Zn2+的共存均降低了Cd2+的吸附量，具有显著的拮抗作用；Freundlich模型是描述Cd2+吸附等温线最佳模型；相关分析结果表明，Cd2+在土壤中的吸附主要以电性引力吸附为主，Cu2+的共存主要是通过其与土壤有机质之间的络和吸附等化学吸附作用有关，因此其对Cd2+以化学竞争性吸附的影响相对较弱，而Zn2+共存吸附与Cd2+吸附机制类似，因此就表现出Zn2+共存对Cd2+吸附影响较大的特点。
获奖情况
- 项目内容已发表在《农业科学环境学报》2011年30卷第1期，p71-77
鉴定结果
- 2011年1月刊登在《农业科学环境学报》
参考文献
- [1] 王胜利,张俊华,刘金鹏, 等. 土壤吸附铜离子的研究进展[J]. 土壤, 2007,39(2):209-215. [2] Xu R K, Xiao S C, Zhao A Z, et al. Effect of Cr(VI) anions on adsorption and desorption behavior of Cu(II) in the colloidal systems of two authentic variable charge soils[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2005, 284(1): 22-29. [3] Serrano S, O'Day P A, Vlassopoulos D, et al. A surface complexation and ion exchange model of Pb and Cd competitive sorption on natural soils[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2009, 73(3): 543-558. [4] Jalali M, Moharrami S. Competitive adsorption of trace elements in calcareous soils of western Iran[J]. Geoderma, 2007, 140: 156-163. [5] 宋正国,徐明岗,刘平,等. 钙锌钾共存对赤红壤镉吸附的影响[J]. 生态环境, 2006,15(5):993-996. [6] 林青, 徐绍辉. 土壤中重金属离子竞争吸附的研究进展[J]. 土壤,2008, 40（5）：706-711. [7] 张会民, 吕家珑, 徐明岗, 等. 土壤镉吸附的研究进展[J]. 中国土壤与肥料, 2006（6）：8-12. [8] 王亚平, 潘小菲, 许春雪, 等. 土壤对镉离子的竞争吸附研究———以北京城近郊为例[J]. 岩矿测试, 2007, 26（4）：251-256. .
同类课题研究水平概述
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