土壤對(duì)重金屬的吸附實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)七土壤對(duì)重金屬的吸附實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、掌握土壤對(duì)重金屬吸附的實(shí)驗(yàn)原理和方法2、掌握土壤對(duì)汞的吸附等溫線的制作方法3、了解土壤吸附汞的影響因素4、掌握雙光數(shù)顯測(cè)汞儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)研究土壤對(duì)重金屬的吸附規(guī)律，可以根據(jù)實(shí)際情況，選做汞、砷、鉛或鋅等。下面以汞為例。汞是環(huán)境中的劇毒元素，且易被土壤吸附，并在土壤中積累。當(dāng)它超過(guò)一定的臨界值時(shí)，便會(huì)進(jìn)入食物鏈，從而對(duì)人類造成危害。因此研究汞在土壤中的吸附和解吸作用具有重要的意義。汞的吸附行為受很多因素的影響，包括土壤類型、pH值、有機(jī)質(zhì)含量、離子交換、絡(luò)合和氧化-還原條件等。本實(shí)驗(yàn)僅選擇pH值作為參照條件。土壤（顆粒物）對(duì)重金

2、屬（溶質(zhì)）的吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，在固定的溫度條件下，當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，顆粒物表面的吸附量（X）與溶液中溶質(zhì)平衡濃度（C）之間的關(guān)系可以用吸附等溫線來(lái)表達(dá)。目前常用Freundlich和Langmuir方程來(lái)描述土壤體系中的吸附現(xiàn)象。土壤對(duì)重金屬的吸附一般符合Freundlich方程。Freundlich方程的一般形式為：X=KC1/n（1）式中：X為土壤對(duì)汞的吸附量（mg/g）C為平衡溶液中汞的濃度（mg/L）K，n為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，其值決定于離子種類吸附劑性質(zhì)及溫度等。（1）式也可以寫成直線型方程：lgX=lgK+（1/n）lgC（2）以lgX對(duì)lgC作圖可得一直線，lgK為截距，1/n為斜率

3、。由此求得常數(shù)K,n。將它們代入（1）式，便能確定某一條件下的Freundlich方程，可以顯示一定條件下土壤體系中的吸附現(xiàn)象。SG921-1型雙光束測(cè)汞儀儀器原理：儀器原理為原子吸收光譜，即利用汞原子對(duì)波長(zhǎng)253.7nm的共振線具有強(qiáng)烈的吸收作用。吸收作用的大小與汞原子蒸汽濃度的存在一定的關(guān)系（比耳定律），因此可以根據(jù)原子吸收原理來(lái)測(cè)定汞原子濃度。在測(cè)定溶液中汞的含量時(shí)，需要先將汞離子還原成汞原子，一般采用亞錫離子（Sn2+）作為強(qiáng)還原劑。三、儀器和試劑儀器1、SG921雙光數(shù)顯測(cè)汞儀2、HY-2型多用振蕩器3、TDL-5-A飛鴿離心機(jī)4、PHS-3B精密數(shù)顯酸度計(jì)5、100目標(biāo)準(zhǔn)篩試劑1、

4、HgCl2標(biāo)準(zhǔn)液（lmg/L）2、1mol/L鹽酸3、50ml容量瓶6只4、50ml錐形瓶6只5、50ml塑料離心管6只6、試管，燒杯，移液管，量筒若干四、實(shí)驗(yàn)步驟采集新鮮土壤，風(fēng)干，磨碎，過(guò)100目篩后裝瓶待用（課前準(zhǔn)備好）用移液管準(zhǔn)確吸取1mg/LHgCl2標(biāo)準(zhǔn)溶液0,10,20,30,40,50ml分別置于50ml容量瓶中，用蒸餾水定容，HgCl2濃度分別為0,0.2,0.4,0.6,0.8,lmg/L稱取6份1.00g土壤樣品分別置于50ml錐形瓶中向錐形瓶中依次加入不同濃度的HgCl2溶液20ml,并滴加1mol/L鹽酸1滴。置于振蕩器上，在25C下振蕩4小時(shí)振蕩結(jié)束后，將混濁液小心

5、轉(zhuǎn)移到50ml塑料離心管中，蓋好塞子，離心10分鐘（3000轉(zhuǎn)/分）用雙光數(shù)顯測(cè)汞儀測(cè)定水中二價(jià)汞離子濃度：1）配制10%SnCl2溶液（當(dāng)天即配即用）：稱取2.5gSnCl2于小燒杯中，加入5ml濃鹽酸，稍微加熱至透明，冷卻后，轉(zhuǎn)移入容量瓶中，用去離子水稀釋至25ml（為方便配制,也可兩組一起配,各數(shù)據(jù)乘以2）2）5%硝酸溶液：量取50ml分析純硝酸，用去離子水稀釋到1000ml，供洗滌用（課前配好）3）將各附件正確連接，往吸收瓶（易倒，小心操作！）中加入適量余汞吸收液（5%硝酸溶液），1號(hào)測(cè)試瓶（易倒，小心操作?。┲屑尤脒m量蒸餾水，開啟電源開關(guān)，預(yù)熱1-2小時(shí)。開啟氣泵電源開關(guān)，鼓泡器中有

6、氣泡翻滾并形成氣體循環(huán)，等顯示器上數(shù)字穩(wěn)定，即可開始測(cè)量4）每次測(cè)量前，需等待或手動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使顯示器讀數(shù)為零。并將三路活塞放在測(cè)定位置，即測(cè)試瓶中鼓泡，而吸收瓶中不鼓泡5）空白測(cè)定:往2號(hào)測(cè)量瓶（易倒，小心操作?。┲屑尤?ml硝酸,再加入1mlSnCl2溶液，迅速蓋緊瓶塞，鼓泡器翻泡，看儀器讀數(shù)顯示的最高點(diǎn)即為空白值（絕對(duì)濃度值）6）樣品測(cè)定：往2號(hào)測(cè)量瓶中加入5ml等測(cè)樣品溶液，加入5ml硝酸，再加入1mlSnCl2溶液，迅速蓋緊瓶塞，鼓泡器翻泡，看儀器讀數(shù)顯示的最高點(diǎn)即為該樣品的絕對(duì)濃度值7）記下讀數(shù)后，將三路活塞轉(zhuǎn)到余汞吸收位置，即吸收瓶和測(cè)試瓶同時(shí)鼓泡。待儀器讀數(shù)下降到小于10

7、時(shí)，用1號(hào)測(cè)試瓶換下2號(hào)測(cè)試瓶，準(zhǔn)備下一次測(cè)定8）重復(fù)（5）-（7）步驟，進(jìn)行樣品測(cè)定9）將測(cè)試讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)曲線（由教師提供）相比較，得出樣品中汞的絕對(duì)濃度值。10）用pH計(jì)測(cè)定剩余溶液的pH值五、數(shù)據(jù)處理1、土壤對(duì)汞的吸附量(CC)XV1X=0XW1000丿式中：X為土壤對(duì)汞的吸附量(mg/g)Co為土壤溶液中汞的起始濃度(mg/L)C為土壤溶液中汞的平衡濃度(mg/L)V為土壤溶液的體積(mL)W為烘干土樣重(g)由方程(3)可計(jì)算出不同平衡濃度下土壤對(duì)汞的吸附量(mg/g)5、土壤對(duì)汞的吸附等溫以吸附量X對(duì)平衡濃度C作圖，即可制得25C時(shí)在一定的pH條件下土壤對(duì)汞的吸附等溫線6、Freundlich方程擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)方程(2)求出n和K,確定出25C時(shí)一定的pH條件下土壤對(duì)汞吸附的Freundlich方程。六、課后討論及思考題1、實(shí)驗(yàn)中得到的土壤對(duì)汞的吸附量為表觀吸附量，它包括土壤表面上的吸附、配合及沉淀2、不同土壤對(duì)汞吸附達(dá)到平衡所需的時(shí)間不同，因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所用的土壤需測(cè)定吸附汞的平衡時(shí)間，如何測(cè)定？3、不同的pH條件下，土壤對(duì)汞的吸附作用是否相同？為什么？4、查資料說(shuō)明，土壤吸附重金屬的主要影響因素有哪些？七、注意事項(xiàng)1、HgCl