凹凸棒石對(duì)重金屬鎘的吸附和毒性緩解效應(yīng)研究.pdf

1、土壤與人類(lèi)的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，由于人類(lèi)活動(dòng)引起的土壤污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，土壤重金屬污染已成為目前環(huán)境治理方面的熱點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，土壤污染類(lèi)型以無(wú)機(jī)型為主，其中鎘點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0％，鎘污染問(wèn)題已引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。土壤中的鎘被作物吸收后，易導(dǎo)致作物體內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞、光合作用受到抑制和酶活性降低，嚴(yán)重影響著作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并可能通過(guò)食物鏈富集作用最終危害人體健康。
　　本試驗(yàn)以凹凸棒石為吸附材料，在0.

2、01 mol·L-1離子強(qiáng)度的試驗(yàn)條件下，通過(guò)批處理實(shí)驗(yàn)方法，研究了不同初始濃度、固液比、吸附時(shí)間、pH值等對(duì)凹凸棒石吸附Cd2+的影響機(jī)制，并比較了高低品位凹凸棒石對(duì)鎘的吸附效果。同時(shí)，本試驗(yàn)對(duì)鎘污染土壤進(jìn)行了穩(wěn)定化實(shí)驗(yàn)，研究了不同凹凸棒石添加量對(duì)生物毒性的影響，擬建立鎘污染土壤生物毒性試驗(yàn)與診斷方法，以分析凹凸棒石對(duì)土壤中鎘有效性的影響，探討凹凸棒石在實(shí)際修復(fù)工程中應(yīng)用的可行性。本試驗(yàn)研究結(jié)果如下:
　　(1)在0.01 mo

3、l·L-1NaNO3離子強(qiáng)度下，凹凸棒石對(duì)水溶液中鎘的吸附量與鎘的初始濃度成正比，與固液比呈反比;吸附等溫線(xiàn)符合Langmuir方程;溶液pH值對(duì)凹凸棒石吸附鎘的影響效果顯著，當(dāng)pH=3左右吸附效果最好;凹凸棒石與鎘溶液接觸后立即反應(yīng)，3 h后反應(yīng)基本達(dá)到平衡，高品位凹凸棒石的吸附效果優(yōu)于低品位凹凸棒石。
　　(2)生物毒性試驗(yàn)中，隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，凹凸棒石添加量為0％的處理中，蚯蚓的死亡率隨鎘濃度的增加而增大、體重受到顯著抑制

4、;暴露至第14d，對(duì)照組蚯蚓的半致死濃度為L(zhǎng)C50=527.12 mg·kg-1;凹凸棒石添加量為4.5％的處理中，試驗(yàn)14d蚯蚓的半致死濃度LC50=1212.25 mg·kg-1;凹凸棒石添加量為9％的處理中，蚯蚓幾乎全部存活。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加凹凸棒石能夠降低體重抑制率。蚯蚓體內(nèi)蛋白質(zhì)、SOD和CAT對(duì)鎘的響應(yīng)不同，其敏感性大小為:SOD＞CAT≈蛋白質(zhì);在一定暴露時(shí)間內(nèi)，根據(jù)暴露-劑量效應(yīng)關(guān)系，鎘濃度576 mg·kg-1可能是

5、誘導(dǎo)蚯蚓CAT活性達(dá)最大值得臨界濃度，同時(shí)也是蛋白質(zhì)受到誘導(dǎo)的臨界濃度;SOD受到抑制的臨界濃度可能為360 mg·kg-1。
　　(3)土壤培育30d后，添加凹凸棒石的處理與未添加的處理相比，土壤中Cd有效態(tài)含量、浸出液中Cd含量均顯著降低。土壤培育60 d后，添加量為4.5％和9％的處理中，土壤Cd有效態(tài)含量和浸出液中Cd含量較培育30d的均無(wú)顯著變化，表明凹凸棒石與土壤作用30d左右，土壤Cd有效態(tài)含量和浸出液中Cd含量基本