文档介绍：污染沉积物中重金属的释放及其动力学
魏俊峰1,2,吴大清2,彭金莲2,刁桂仪2
1:大连大学化学化工系,辽宁大连 116622;2:中国科学院广州地球化学研究所,广东广州 510640
摘要:研究了广州城市水体污染沉积物在不同 pH 条件下释放重金属的能力以及酸性条件下重金属的释放动力学。研究结果
表明,重金属从污染沉积物中的释放主要是在酸性(pH<4)条件下发生,并且释放率随 pH 的升高而迅速降低。重金属的释
放顺序大致为 Cu≈ Zn≈ Ni>Pb。重金属的释放动力学过程可分为两个阶段,第一阶段一般认为是重金属从沉积物表面的快
速解吸过程,第二阶段则可能是重金属缓慢地从沉积物内部微孔向溶液的扩散过程。释放动力学过程可以用 Elovich 方程和
双常数速率方程(Freundlich 修正式)较好地描述。
关键词:沉积物;重金属;释放;动力学
中图分类号:X14 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2003)02-0127-04
污染沉积物中的重金属对人类及其生存环境或碱(NaOH)调节成不同的pH值(pH-2 型酸度计)。
具有潜在的危害作用,其原因是环境条件的变化会平衡 24 h后,再测定溶液pH值。将溶液离心分离后,
改变与沉积物结合的重金属的可迁移性,导致重金取上清液 10 ml于比色管中,加入 2 ml 浓度为 7
属再次进入生态环境中而造成二次污染,进而危害 mol/L的HNO3,用火焰原子吸收法(PE-3100)测
人类和生态系统的健康[13]。因此,研究污染沉积定溶液中铅、铜、锌、镍的含量。
物中重金属的再释放及其影响因素是十分必要的, 重金属释放动力学实验
它对于预测污染沉积物中重金属的迁移性和归宿在 800 ml的烧杯中加入 500 ml的水,加入一定
以及提出正确的、费用可行的整治办法具有重要的量的HNO3,使溶液pH=。称取沉积物样品(DTS
指导意义。和CPC) g,并加入到烧杯中。搅拌,滴加HNO3,
许多研究表明,重金属从沉积物中释放的机制使pH保持在 左右。按预定时间取出约 20 ml溶
主要为:溶解作用、离子交换作用、解吸作用[4]。液,离心分离后,取上清液 10 ml于 25 ml比色管中,
一些环境因素如pH、离子强度、其它重金属存在时剩余的返回烧杯中,并添加 10 ml水,使总体积保
的竞争作用都会影响沉积物中金属污染的释放过持在 500 ml左右。实验过程中间歇搅拌,并随时滴
程,特别是pH值。本文以广州城市水体中的污染沉加HNO3,使 pH保持在 左右。在比色管中加入 2
积物为例,研究在不同pH条件下污染沉积物释放重 ml 浓度为 3 mol/L的HNO3进行酸化,用原子吸收
金属的潜力及其在酸性条件下的重金属释放动力法(PE-3100)测定溶液中铅、铜、锌、镍的含量。
学。对于铜和锌,以及DTS的镍,采用火焰法;对于铅
1 材料与实验方法 以及CPC的镍,由于它们的含量太低,故采用石墨
材料 炉法。
沉积物样品分别采自广州市大坦沙污水处理 2 结果与讨论
厂的脱水污泥(DTS)、车陂涌、花地河和塞坝口河 污染沉积