珠江广州河段表层沉积物对铅、铜吸附特性的研究

摘要

本文选取珠江广州河段为研究区域，采用现场调查与实验测试方法，研究珠江广州河段表层沉积物样品的重金属污染状况及其对重金属Pb、Cu的吸附特性，探讨表层沉积物性质、时间、pH值和初始浓度对重金属吸附的影响。结果表明： 珠江广州河段表层沉积物已受到不同程度的重金属污染，有机质累积量很大，水体受到严重的污染已经持续了较长的时间。同一重金属污染物的变化幅度较大，不同重金属污染物含量差异悬殊。应用地累积指数法评价重金属污染程度的分析结果表明，Cd、Cu是主要污染物，地累积指数都在4级(强污染)以上。表层沉积物中各种重金属元素间均呈现明显的正相关关系，表明在表层沉积物中这些重金属元素的含量具有共同变化的趋势，说明珠江广州河段表层沉积物重金属污染具有一定的同源性。 珠江广州河段表层沉积物对铅、铜的吸附动力过程，均经过一快速吸附和一慢速吸附过程后达到平衡。各站位表层沉积物对铅、铜的快速吸附时间有所差异，但到4h时均能达到平衡。在pH=3.5～6.0之间，珠江广州河段表层沉积物对铜、铅的吸附量均随pH值升高而逐渐增加，表层沉积物对铅的吸附量增加迅速，吸附曲线较陡，而对铜的吸附量增加缓慢。 珠江广州河段表层沉积物对铅的吸附能力远大于铜，其原因可能是，Pb2+比Cu2+更易水解，故其羟基金属离子所引起的吸附就比铜大。 珠江广州河段表层沉积物对铅、铜的吸附等温线与Langmuir和Freundlich吸附等温方程拟合的相关系数均较高，且铅和铜的最大吸附量很高，这表明珠江广州河段表层沉积物对重金属具有很大的吸附潜力。 珠江大桥、猎德涌表层沉积物对铅的吸附等温线较符合Langmuir型，鹤洞桥、平洲表层沉积物对铅的吸附等温线较符合Freundlich型。说明珠江大桥、猎德涌表层沉积物对铅的吸附多为单分子层，多为化学吸附，鹤洞桥、平洲表层沉积物对铅的吸附既有化学吸附也有物理吸附。各站位表层沉积物对铅的最大实测吸附量和按照Langmuir等温吸附方程模拟最大吸附量大小顺序一致，均为珠江大桥>鹤洞桥>猎德涌>平洲。 珠江广州河段表层沉积物对铜的吸附等温线与Langmuir和Freundlich吸附等温方程拟合的相关系数均较高。表层沉积物对铜的吸附更符合Freundlich等温吸附方程，表明珠江广州河段表层沉积物对铜的吸附行为较为复杂，既有物理吸附又有化学吸附。珠江广州河段表层沉积物对铜的最大实测吸附量和按照Langmuir等温吸附方程模拟最大吸附量大小顺序一致，均为猎德涌>珠江大桥>平洲>鹤洞桥。 将表层沉积物样品对Pb、Cu的最大吸附量与表层沉积物的主要化学组分进行单因素线性回归，结果表明：实验条件下，珠江广州河段表层沉积物样品对Pb的吸附行为主要受粘粒含量的影响。而对珠江广州河段表层沉积物吸附Cu影响最大的是有机质量含量，其次是粘粒含量，说明在本文研究范围内，表层沉积物吸附Pb的能力与表层沉积物中的粘粒含量正相关，而表层沉积物吸附Cu的能力主要受表层沉积物中的有机质含量的影响，且Cu的吸附能力与有机质含量呈显著负相关。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1珠江广州河段重金属研究

1.2沉积物中重金属污染评价

1.3重金属吸附影响因素的研究

1.4吸附等温式

1.5本文的研究内容及意义

第二章研究方法

2.1实验仪器

2.2实验试剂与样品

2.3实验方法

2.4吸附相关定义与计算

第三章珠江广州河段表层沉积物污染状况

3.1珠江广州河段表层沉积物的理化性质

3.2珠江广州河段表层沉积物的重金属含量测定及评价

3.3珠江广州河段表层沉积物重金属含量之间的相关性

3.4本章小结

第四章珠江广州河段表层沉积物对铅、铜的吸附

4.1吸附动力学

4.2 pH突跃曲线

4.3初始浓度对铅、铜吸附的影响

4.4铅、铜吸附特性的比较

4.5本章小结

第五章表层沉积物对重金属吸附特性的比较

5.1 Langmuir、Freundlich等温吸附方程拟合方式

5.2表层沉积物对铅、铜吸附等温线比较

5.3表层沉积物吸附能力与表层沉积物主要成分间相关性分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢