绿色合成纳米氧化铁对污染土壤中镉的钝化研究

论文摘要

虽然绿色合成纳米材料已成功地用于去除废水中的重金属,但利用绿色合成纳米材料钝化土壤中重金属的报道很少.本文利用植物叶提取液制备纳米氧化铁（GION）,并将其用于钝化土壤中重金属镉的研究,观察中、短培养周期下对镉钝化的稳定性.实验室条件下设置50%田间最大持水量培养,对照、1%、3%、9%GION 4个处理.分别于第60、120 d采样分析土壤中镉、pH、铁、酶等相关指标的变化.结果表明,GION对土壤中镉有较好的钝化效果,60 d与120 d之间有效态镉的含量无显著差异,说明GION对土壤中镉的钝化作用随时间增长相对稳定.120 d的数据显示,相比对照组,1%、3%、9%GION处理下有效态Cd(0.1 mol·L-1CaCl2)分别降低了19.1%、16.7%、66.7%,交换态Cd（Tessier法）分别降低了12.5%、18.8%、56.3%.GION能够显著提高土壤的pH和铁的含量.pH提高能够显著降低Cd的有效性.（NH4）C2O4-Fe则分别增加了0.7、1.1、1.9倍,DCB-Fe分别增加了0.4、2.9、6.0倍.另外,随培养时间的延长,（NH4）C2O4-Fe和DCB-Fe增加而HCl-Fe2+含量降低.说明GION影响土壤中铁物种的活性,增强其生物化学过程而转化为更加稳定的形态,该过程将改变镉在土壤中的赋存形态.通过扫描电镜-能谱（SEM-EDS）发现,GION处理残渣态中Fe的含量远高于对照组,说明镉可能随铁进入残渣态.土壤中脲酶和转化酶活性升高而过氧化氢酶则没有显著的变化.该结果说明GION降低了土壤中镉的生物有效性,土壤得以恢复,从而提升了土壤酶活性.综上所述,GION具有环境友好的特点,且对镉具有稳定的钝化作用,可作为一种良好的中低污染重金属污染土壤的修复剂.

论文目录

• 1 引言 （Introduction）
• 2 材料与方法 （Materials and methods）
•   2.1 材料和仪器
•   2.2 纳米氧化铁 （GION） 的制备
•   2.3 土壤理化性质
•   2.4 试验设计
•   2.5 分析方法
•     2.5.1 土壤镉的提取方法
•     2.5.2 扫描电子显微镜-能谱 （SEM-EDS）
•     2.5.3 土壤铁形态的分析
•     2.5.4 酶的提取分析
•   2.6 数据分析
• 3 结果与讨论 （Results and discussion）
•   3.1 镉的钝化效率
•   3.2 残渣态SEM-EDS分析
•   3.3 pH的变化
•   3.4 铁形态的变化
•   3.5 酶活性的变化
• 4 结论 （Conclusions）

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 苏炳林,孙梦强,林加奖,陈祖亮

关键词: 绿色合成,纳米氧化铁,原位钝化

来源: 环境科学学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学,环境科学与资源利用

单位: 福建师范大学环境科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金(No.41501349)

分类号: TB383.1;X53

DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2018.0404

页码: 908-916

总页数: 9

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