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外源Mn(Ⅱ)对吸附于δ-MnO_(2)表面的Cd迁移转化行为的影响
1
作者
杜晓菲
樊广萍
+6 位作者
黄琴
张雨婷
童非
张明超
邱一格
陈金林
高岩
《农业资源与环境学报》
北大核心
2025年第3期683-693,共11页
为探究外源Mn(Ⅱ)对吸附于水钠锰矿(δ-MnO_(2))表面的Cd(Ⅱ)迁移转化行为的影响,本研究采用土壤矿物培养试验,研究了厌氧-好氧条件下,添加不同浓度(2.5 mmol·L^(-1)和10 mmol·L^(-1))Mn(Ⅱ)以及不同的添加频率(一次性添加、...
为探究外源Mn(Ⅱ)对吸附于水钠锰矿(δ-MnO_(2))表面的Cd(Ⅱ)迁移转化行为的影响,本研究采用土壤矿物培养试验,研究了厌氧-好氧条件下,添加不同浓度(2.5 mmol·L^(-1)和10 mmol·L^(-1))Mn(Ⅱ)以及不同的添加频率(一次性添加、分次添加)对δ-MnO_(2)吸附固定Cd(Ⅱ)的影响。结果表明,添加Mn(Ⅱ)导致δ-MnO_(2)表面的Cd(Ⅱ)发生显著解吸,解吸率为20.5%~40.8%,高浓度Mn(Ⅱ)处理中Cd(Ⅱ)解吸率比低浓度处理高5.3~10.6个百分点,分次添加Mn(Ⅱ)处理中Cd(Ⅱ)解吸率比一次性添加处理高0.3~4.1个百分点。在厌氧阶段,Mn(Ⅱ)通过与Cd(Ⅱ)竞争吸附位点,使吸附于δ-MnO_(2)表面的Cd(Ⅱ)的稳定性降低并释放到溶液中。XRD、FTIR和XPS结果表明,Mn(Ⅱ)与δ-MnO_(2)发生氧化还原反应并在活性氧(ROS)的催化作用下生成β-MnOOH,同时降低了体系pH值。进入有氧阶段后,固相中Mn(Ⅲ)比例增加,β-MnOOH特征峰增强,氧气催化氧化Mn(Ⅱ)生成了更多的β-MnOOH,β-MnOOH对Cd(Ⅱ)的吸附能力较弱,有氧阶段Cd(Ⅱ)解吸率较厌氧阶段略有升高。电子顺磁的结果表明,分次添加Mn(Ⅱ)处理通过促进厌氧阶段超氧自由基(O_(2)·^(-))的产生和延缓好氧阶段O_(2)·^(-)的衰减增加了Mn(Ⅲ)的产生,降低了Cd(Ⅱ)在固相上的稳定性,进一步导致Cd(Ⅱ)的解吸。本研究发现外源Mn(Ⅱ)导致δ-MnO_(2)表面Cd(Ⅱ)的解吸,阐明了Mn(Ⅱ)与δ-MnO_(2)共存时Cd(Ⅱ)的固定与迁移机制。
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关键词
土壤矿物
δ-MnO_(2)
镉
Mn(Ⅱ)
吸附
解吸
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职称材料
题名
外源Mn(Ⅱ)对吸附于δ-MnO_(2)表面的Cd迁移转化行为的影响
1
作者
杜晓菲
樊广萍
黄琴
张雨婷
童非
张明超
邱一格
陈金林
高岩
机构
南京林业大学南方现代林业协同创新中心
江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江中下游农业环境重点实验室/国家农业环境六合观测实验站
江苏
大学
环境
与安全工程
学院
南京
农业
大学
资源与
环境
学院
安徽
农业
大学
资源与
环境
学院
江苏省
耕地质量与
农业
环境
保护站
江苏省
生态
环境
监测监控有限公司
出处
《农业资源与环境学报》
北大核心
2025年第3期683-693,共11页
基金
江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(21)3074]
2021年太仓市安全利用推进区(示范基地)核心区基地建设与示范项目(TCGGZY-2021G161)
江苏高校优势学科建设工程资助项目。
文摘
为探究外源Mn(Ⅱ)对吸附于水钠锰矿(δ-MnO_(2))表面的Cd(Ⅱ)迁移转化行为的影响,本研究采用土壤矿物培养试验,研究了厌氧-好氧条件下,添加不同浓度(2.5 mmol·L^(-1)和10 mmol·L^(-1))Mn(Ⅱ)以及不同的添加频率(一次性添加、分次添加)对δ-MnO_(2)吸附固定Cd(Ⅱ)的影响。结果表明,添加Mn(Ⅱ)导致δ-MnO_(2)表面的Cd(Ⅱ)发生显著解吸,解吸率为20.5%~40.8%,高浓度Mn(Ⅱ)处理中Cd(Ⅱ)解吸率比低浓度处理高5.3~10.6个百分点,分次添加Mn(Ⅱ)处理中Cd(Ⅱ)解吸率比一次性添加处理高0.3~4.1个百分点。在厌氧阶段,Mn(Ⅱ)通过与Cd(Ⅱ)竞争吸附位点,使吸附于δ-MnO_(2)表面的Cd(Ⅱ)的稳定性降低并释放到溶液中。XRD、FTIR和XPS结果表明,Mn(Ⅱ)与δ-MnO_(2)发生氧化还原反应并在活性氧(ROS)的催化作用下生成β-MnOOH,同时降低了体系pH值。进入有氧阶段后,固相中Mn(Ⅲ)比例增加,β-MnOOH特征峰增强,氧气催化氧化Mn(Ⅱ)生成了更多的β-MnOOH,β-MnOOH对Cd(Ⅱ)的吸附能力较弱,有氧阶段Cd(Ⅱ)解吸率较厌氧阶段略有升高。电子顺磁的结果表明,分次添加Mn(Ⅱ)处理通过促进厌氧阶段超氧自由基(O_(2)·^(-))的产生和延缓好氧阶段O_(2)·^(-)的衰减增加了Mn(Ⅲ)的产生,降低了Cd(Ⅱ)在固相上的稳定性,进一步导致Cd(Ⅱ)的解吸。本研究发现外源Mn(Ⅱ)导致δ-MnO_(2)表面Cd(Ⅱ)的解吸,阐明了Mn(Ⅱ)与δ-MnO_(2)共存时Cd(Ⅱ)的固定与迁移机制。
关键词
土壤矿物
δ-MnO_(2)
镉
Mn(Ⅱ)
吸附
解吸
Keywords
soil mineral
δ-MnO_(2)
Cd
Mn(Ⅱ)
adsorption
desorption
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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作者
出处
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被引量
操作
1
外源Mn(Ⅱ)对吸附于δ-MnO_(2)表面的Cd迁移转化行为的影响
杜晓菲
樊广萍
黄琴
张雨婷
童非
张明超
邱一格
陈金林
高岩
《农业资源与环境学报》
北大核心
2025
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