Cd(Ⅱ)与As(Ⅴ)在土壤铁氧化物和细菌表面上的共吸附研究

• 作者: 尹雪斐 杨蕊嘉 刘玉玲 铁柏清 聂宁 杜辉辉
• 来源期刊: 生态环境学报
• 关键词: 针铁矿 细菌 共吸附 镉 砷
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 614-620
• 页数: 7页
• 分类号: X132
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2021.03.020

摘要

中国南方土壤常常受到镉砷复合污染,镉砷的化学特性截然不同,因此在土壤不同组分表面的化学行为存在显著区别.在南方偏酸性土壤中铁氧化物占固相比例很大,基于此,选取两种典型土壤组分,即铁氧化物(针铁矿)和微生物(蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus),通过批吸附实验结合X-射线光电子能谱探究Cd(II)与As(V)的共吸附特点和潜在机制,得到如下结果:在单一体系中,针铁矿对As(V)的亲和力较强,Langmuir模型拟合得到最大吸附量为1259.82 mmol·kg?1,而蜡状芽孢杆菌对Cd(II)的亲和力较强,最大吸附量可达1291.64 mmol·kg?1.XPS结果表明,针铁矿表面铁羟基和细菌表面羧基和酰胺/胺基在Cd(II)、As(V)吸附过程中发挥主导作用;在Cd(II)-As(V)复合体系中,可能形成吸附剂-Cd-As或吸附剂-As-Cd三元络合物.该研究证实,镉砷在典型土壤铁氧矿物体系中的吸附存在普遍的促进效应,在微生物体系中存在不同程度的抑制,Cd(II)与As(V)的共吸附规律在土壤矿物和微生物上存在区别,这也意味着在土壤根际土壤与非根际土壤中有较大差异.因此在预测土壤Cd(II)、As(V)共存规律时也要考虑土壤组成,特别是有机物的含量等因素.该研究结果可为预测镉、砷在土壤组分上的迁移转化行为提供参考,为调控镉砷形态,对预测镉、砷在土壤中的生物地球化学循环有一定的参考价值.