实验八土壤对铜的吸附综述

1、实验八 土壤对铜的吸附土壤中重金属污染主要来自于工业废水、农药、污泥和大气降尘等。过量的 载金属可引起植物的生理功能紊乱、营养失调。由于重金属不能被土壤中的微主 物所降解，因此可在土壤中不断地积累，也可为植物所富集并通过食物链危害气 体健康。重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、 配合作用、沉淀溶解作用和 氧化还原作用。其中又以吸附作用最为重要。铜是植物生长所必不可少的微量营养元素，但含量过多也会使植物中毒。土 壤的铜污染主要是来自于铜矿开采和冶炼过程。 进人到土壤中的铜会被土壤中的 粘土矿物微粒和有机质所吸附，其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转 化。因此，研究土壤对铜的吸附作用及其

2、影响因素具有非常重要的意义。一、实验目的1. 了解影响土壤对铜吸附作用的有关因素。2. 学会建立吸附等温式的方法。二、实验原理不同土壤对铜的吸附能力不同，同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也 有很大差别。而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH.。为此，本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节待吸附铜溶液的pH，分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响。土壤对铜的吸附可采用Freundlich吸附等温式来描述。即:1/nQ= Kp式中：Q土壤对铜的吸附量，mg/g；p 吸附达平衡时溶液中铜的浓度，mg/L；K，n经验常数，其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。将Freundlic

3、h吸附等温式两边取对数，可得：1ig Q = igK + - ig pn以1gQ对ig p作图可求得常数K和n，将K、n代人Freundlich吸附等温式，便可确定该条件下的Freundlich吸附等温式方程，由此可确定吸附量（Q）和平衡 浓度(p)之间的函数关系。三、仪器和试剂1. 仪器(1) 原子吸收分光光度计。(2) 恒温振荡器。(3) 离心机。(4) 酸度计。(5) 复合电极。(6) 容量瓶： 50 mL ，250 mL，500 mL 。(7) 聚乙烯塑料瓶： 50 mL。2. 试剂 二氯化钙溶液(0.01 mol/L):称取1.5 g CaCl2 2H2O溶于1L水中。(2) 铜标准

4、溶液(1000 mg/L)：将0.5000 g金属铜(99.9%)溶解于30 mL l:1HNO3中，用水定容至500 mL。(3) 50 mg/L 铜标准溶液:吸取 25 mL 1000 mg/L 铜标准溶液于 500 mL 容量 瓶中，加水定至刻度。(4) 硫酸溶液: 0.5 mol/L。(5) 氢氧化钠溶液: 1 mol/L。(6) 铜标准系列溶液(pH=2.5):分别吸取 10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL的铜标准溶液于250 mL烧杯中，加0.01 mol/L CaCl2溶液，稀释至240 mL, 先用0.5 mol/L H2SO4调节pH = 2,再以

5、1 mol/L NaOH溶液调节pH = 2.5,将此 溶液移入250 mL容量瓶中，用0.01 mol/L CaCb溶液定容。该标准系列溶液浓度 为 40.00、 60.00、 80.00、 100.00、 120.00 mg/L。按同样方法，配制 pH= 5.5 的铜标准系列溶液。(7) 腐殖酸(生化试剂) 。(8) 1 号土壤样品：将新采集的土壤样品经过风干、磨碎，过 0.15 mm (100 目)筛后装瓶备用。(9) 2号土壤样品：取1号土壤样品300g,加人腐殖酸30g,磨碎，过0.15mm100目)筛后装瓶备用四、实验步骤1. 标准曲线的绘制吸取 50 mg/L 的铜标准溶液 0.

6、00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL分别置于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4，用水定容，其浓度 分别为 0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mg/L。然后在原子吸收分 光光度计上测定吸光度。根据吸光度与浓度的关系绘制标准曲线。原子吸收测定条件：波长：325. 0 nm；灯电流1 mA;光谱通带：20；增益 粗调：0;燃气：乙炔；助燃气：空气；火焰类型：氧化型。2. 土壤对铜的吸附平衡时间的测定(1) 分别称取1、2号土壤样品各8份，每份1g于50 mL聚乙烯塑料瓶中。(2) 向每份样品

7、中各加人50 mg/L铜标准溶液50 mL。(3) 将上述样品在室温下进行振荡，分别在振荡1.0、2.0、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0和6.0 h后，离心分离，迅速吸取上层清液10 mL于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4溶液，用水定容后，用原子吸收分光光度计测定吸光 度。以上内容分别用pH为2.5和5.5的100 mg/L的铜标准溶液平行操作。根据 实验数据绘制溶液中铜浓度对反应时间的关系曲线，以确定吸附平衡所需时间。3. 土壤对铜的吸附量的测定(1) 分别称取1、2号土壤样品各10份，每份1g,分别置于50mL聚乙烯塑 料瓶中。(2) 依次加入 50 ml

8、pH 为 2.5 和 5.5、浓度为 40.00、60.00、80.00、100.00、 120.00 mg /L铜标准系列溶液，盖上瓶塞后置于恒温振荡器上。(3) 振荡达平衡后，取15 mL 土壤浑浊液于离心管中，离心10 min，吸取上 层清液10 mL于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4溶液，用水定容后， 用原子吸收分光光度计测定吸光度。(4) 剩余土壤浑浊液用酸度计测定pH。五、数据处理1. 土壤对铜的吸附量可通过下式计算：(A1000W式中：Q土壤对铜的吸附量，mg/g；P 0溶液中铜的起始浓度，mg /L;P 溶液中铜的平衡浓度，mg/L;V 溶液的体积，mL;W 烘干土样重量，g。 由此方程可计算出不同平衡浓度下土壤对铜的吸附量。2. 建立土壤对铜的吸附等温线以吸附量（Q）对浓度（p ）作图即可制得室温下不同pH条件下土壤对铜的吸附等温线。3. 建立 Freundlich 方程以1g Q对1g p作图，根据所得直线的斜率和截距可求