鈍化技術是修復重金屬污染土壤的方法之一,向土壤中施加活性物質從而降低重金屬的有效性和遷移性,減小生物吸收和毒性。此次試驗中,供試沸石粉采自于河北省圍場縣,其主要化學組成見表1。以去離子水洗滌后于105℃烘干,通過0.150mm篩備用。供試Cu2+溶液由分析純CuSO4試劑配置,其他試劑均為分析純。
銅(Cu2+)是植物生長發育必需的微量元素之一,但是土壤銅含量過高必將對植物構成危害。隨著人類活動對土壤生態影響的加劇,固體廢棄物堆入、畜禽糞便施用以及污水灌溉等使得土壤中銅含量超標并不斷蓄積。沸石粉是一種良好的粘土礦物類無機鈍化劑,其結構多孔、比表面積大、吸附性能強、離子交換性高,且資源豐富,價格低廉,在土壤污染修復和改良中有廣泛應用。
稱取沸石粉2.5g于100mL具塞離心管中,加入50mL含Cu濃度為20~160mg/L溶液,密封后在298K恒溫下以200r/min振蕩24h。培養結束后通過4000r/min離心,取上清液備用,分析Cu2+在沸石粉的等溫吸附性能。稱取2.5g沸石粉于100mL離心管,加入含Cu濃度為80mg/L溶液50mL,加塞后在一定溫度(298、303、313K)下恒速振蕩5~360min,振蕩結束后以4000r/min離心,取上清液備用,研究沸石粉吸附Cu2+的表觀速率和吸附熱力學性質。
重金屬污染土壤的修復是全球關注的問題,高效低成本且不產生二次污染的修復技術是研究的重要方向。沸石是鋁硅酸鹽粘土礦物,與土壤具有良好的兼容性,品種多,資源量大,特殊的晶體結構決定其在鈍化重金屬離子活性中有顯著作用。試驗得出,沸石吸附Cu2+的理論飽和容量、表觀速率以及熱力學參數,結果表明其在控制和修復Cu2+污染土壤中具有潛在的應用和推廣前景。