2. 材料与方法 3

2.1 蚓粪与纳米氧化钙的制备 3

2.2 吸附-解吸试验 3

2.2.1 Pb、Cd储备液配制 3

2.2.2 等温吸附-解吸试验 4

2.2.3 吸附动力学试验 4

2.2.4 pH影响试验 4

2.2.5 温度影响试验 5

2.3 计算方法 5

2.3.1吸附试验 5

2.3.2 时间动力学试验 5

3. 结果与分析 6

3.1  Pb、Cd的等温吸附特性 6

3.2 吸附态Pb、Cd的解吸 7

3.3 吸附动力学 8

3.4 不同pH对Pb、Cd的吸附影响 9

4. 结论 10

参考文献 12

致谢 14

1. 引言

随着工业的发展，城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，我国土壤重金属污染问题日趋加剧，土壤重金属的积累会影响土壤微生物的活性和有机碳、氮的分解，会导致土壤肥力退化、农产品产量降低和作物品质下降，对人类健康和生态环境构成威胁。其中， 以Pb、Cd为有害重金属元素的污染问题最为突出，其环境行为、迁聚规律、污染控制等一直受到国际社会的广泛关注[1]。根据2014年环保部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》结果显示，全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%[2]；其中Hg和Cd污染最为严重，Pb、As、Se、Cr和Cu污染较为严重[3]。此外，我国重金属空间分布具有明显的区域特征，西南地区土壤重金属含量较高，其他地区相对较低。据统计，全国约有1.3万hm2耕地遭受Cd污染，涉及11个省市25个地区[4]。其中，有调查发现土壤Cd在辽宁省超出背景值23.02倍，Pb在云南省超出背景值1.91倍[5]。另有研究发现，陕西潼关农田土壤Hg、Cd、Pb的污染严重，超标率分别为89.8%，57.1%和12.2%[6]。云南省某铅锌矿区周边农田的土壤及农作物(马铃薯和玉米)中Cd和Pb平均含量分别为12.93、2246.48 mg·kg-1，总体污染程度属于重污染[7]。综上可见，我国农田土壤和农作物均已受到不同程度的重金属污染，有效阻控土壤-植物系统中重金属的迁移行为，寻找有效合理的方法治理和修复重金属污染具有重要意义。

实现中轻度重金属污染土壤中农产品安全生产的有效途径之一是利用土壤原位化学阻控剂来降低重金属向食物链的迁移污染风险。在实际应用中针对不同的应用要求选择合适的阻控剂进行重金属污染的处理和修复。根据材料组成的不同，可以将各类阻控剂材料分为有机阻控剂、无机阻控剂和有机-无机复合型阻控剂。有机阻控剂的原材料包括纤维素、木质素、壳聚糖、农林废弃物等可再生生物质，其资源数量巨大，可以从水中吸附重金属等污染物质，并且天然阻控剂原材料具有价廉、无毒、易得、部分可以改变其再生性能等优点，可实现废弃资源回收再利用。其中畜禽粪便可以作为有机肥，改善土壤的理化性质，增加土壤的肥力，并且有机肥中的有益微生物对重金属有很强的亲和性[8]，可以增加土壤阳离子交换量、降低土壤中重金属的水溶态及可交换态组分，降低其生物有效性[9]，因此作为常用的有机阻控剂被广泛应用。蚓粪由畜禽粪便经蚯蚓堆肥而产生，是一种黑色、均一、有自然泥土味的细碎类物质，具有良好的吸收和保持营养物质的能力。Urdaneta 等[10]发现蚓粪可以有效去除废水中的Pb，Ni和Cr等金属离子，且其腐殖质中组分胡敏酸（HA）的含氧官能团与重金属的相互络合反应发挥了主要作用；He [11]等发现污泥源蚓粪中的–COOH，–OH，–NH，–CO等官能团与水中Pb、Cd通过化学反应形成有机物-重金属复合物是其重要的去除机制，其最大吸附量分别为12.80和85.8mg/L。因此，蚓粪作为一种畜禽粪便堆制产物，不仅是一种优质的有机肥，还因含有羧基和羟基等活性官能团，而对重金属有着较强的吸附能力，可作为一种新型的吸附材料应用于农田土壤修复。无机重金属阻控剂中天然铁锰铝氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐等各种土壤矿物对重金属的阻控能力一直受到国内外广泛重视。其中，氧化铁、氧化锰和氧化铝等金属氧化物具有特殊的表界面特性和反应活性，常用于去除水中的重金属离子。羟基磷灰石可有效降低土壤中重金属的生物有效性、增加污染土壤中重金属的化学稳定性[12]；富含氧化铁的赤泥可作为重金属污染土壤的吸附剂，减少金属的溶出和生物利用度[13]；田间试验结果表明[14]，与对照相比，施用石灰和3%或5%赤泥能提高土壤pH，减少土壤中可溶性和可萃取重金属Cd、Pb、Cu和Zn含量。此外，各种矿物阻控剂的固定效果还与外源物质的种类和添加形式有关，例如，在重金属污染土壤上使用含磷化合物与赤泥结合能减少可溶性重金属Cd、Pb、Cu和Zn含量；将Ca(H2PO4)2和CaCO3进行混合, 发现CaO对重金属的固定能力强于CaCO3 ，且均能明显降低金属元素可提取态的浓度并有效将其固定 [15]。 有机无机阻控剂对Pb、Cd的吸附特性及差异(2):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205500.html