方解石与无机磷交互作用对铅镉化学活性的调控机制
编号:675 访问权限:私有 更新:2023-04-10 20:39:07 浏览:141次 口头报告

报告开始:2023年05月07日 15:30(Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会场:[19C] 19C、土壤科学与环境健康 [19A-2] 19A-2 土壤科学与环境健康

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摘要
碱性钙质土壤中的方解石矿物与无机/有机磷会发生一系列的交互作用,进而影响外源高毒性重金属污染物(如铅、镉)的形态与化学活性。基于此,本研究耦合批处理实验、化学连续提取法和多重光谱表征手段,从宏观和微观两个层面详细剖析无机磷/方解石复合胶体的组分变化及其对铅、镉化学活性的调控机制。实验结果表明,无机磷通过表面吸附和溶解-沉淀作用诱导方解石向羟基磷灰石的相变,并且次生羟基磷灰石相的相对含量与钙/磷(Ca/P)摩尔比呈负相关关系。三种不同Ca/P摩尔比(3.10、1.55、1.03)的无机磷/方解石复合胶体均可在短短的10 min时间内完全吸附50 mg/L的铅和1 mg/L的镉,而且铅和镉之间不存在竞争吸附行为。相比之下,铅会显著延长镉在单纯方解石矿物上的吸附动力学时间,但最终也在8 h后达到完全吸附。基于优化的重金属化学连续提取法、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)的耦合分析,无机磷与方解石的交互作用降低了镉的可交换态与碳酸盐结合态比例,而提高了紧密吸附态的比例。相比之下,铅在高Ca/P摩尔比(3.10)条件下主要以紧密吸附态存在,而在中低Ca/P摩尔比(1.55和1.03)条件下则主要以残渣态存在。整体上,无机磷/方解石复合胶体对铅的主导固化机制为溶解-沉淀作用,形成稳定的氯磷铅矿沉淀。相比之下,镉的主导吸附机制是表面络合和晶格置换,形成较为稳定的内层络合物和镉-羟基磷灰石固溶体。溶解实验显示,无机磷/方解石复合胶体中磷的实际溶出量远高于铅沉淀所需的理论溶出量,这一现象可能源于复合胶体中方解石、吸附态磷、沉淀态磷的溶解与氯磷铅矿沉淀等多重反应之间的耦合平衡。上述研究成果能够为准确预测和评估外源铅、镉污染物在富磷钙质土壤中的化学活性及其环境风险提供必要的基础数据,同时也可以为污染土壤修复策略的合理制定提供重要的科学依据。
关键词
钙质土壤,方解石,无机磷,铅,镉,化学活性
报告人
杨世通
西安交通大学

稿件作者
肖琪 西安交通大学
杨世通 西安交通大学
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  • 会议日期

    05月05日

    2023

    05月08日

    2023

  • 03月31日 2023

    初稿截稿日期

  • 05月25日 2023

    注册截止日期

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