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为探究羟基磷灰石(HAP)对矿区土壤重金属的固化效果,选取羟基磷灰石加入铅锌矿区土壤,采用批量吸附试验,通过控制初始溶液浓度、pH、HAP添加量、时间,研究HAP土壤对Pb2+、Zn2+、Cd2+吸附解吸的热力学与动力学影响,同时设置重金属离子共存体系,研究HAP土壤对其竞争吸附的影响,HAP具有优良的性质,便宜的价格,对矿区污染土壤治理具有一定的意义,为科学管理土壤环境质量提供事实根据。结果表明:(1)HAP土壤对Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附量随初始浓度的上升而上升,随HAP添加量的上升而上升,初始浓度上升到一定程度,增速变缓,吸附量趋于平衡,其吸附率随初始浓度的上升而逐渐下降,随HAP添加量的上升而上升;相同HAP添加量土壤对重金属离子的亲和力顺序为:Pb2+>Cd2+>Zn2+;按照对Pb2+、Zn2+、Cd2+吸附能力划分,7.5%HAP土壤>6%HAP土壤>4.5%HAP土壤>3%HAP土壤>1.5%HAP土壤>0%HAP土壤在酸性条件下,其吸附量随pH的上升而上升,对Zn2+、Cd2+的吸附量在pH为6.5-7.5之间会达到有一个峰值,在pH值为5.5时最有利于HAP土壤吸附Pb2+;使用Langmuir、Freundlich、Temkin三个方程对试验数据进行拟合,其中Langmuir方程能很好的描述HAP土壤对Pb2+和Zn2+的吸附,Freundlich方程用来描述对Cd2+的吸附比较合适;(2)HAP土壤吸附的Pb2+、Zn2+、Cd2+的解吸量随初始浓度的上升而上升,随HAP添加量的增加而减小,均在添加量为7.5%时达到最小,被吸附的金属离子在HAP土壤中的稳定性排序为Pb2+>Cd2+>Zn2+;(3)反应时间<40min时,HAP土壤对Zn2+的吸附反应发生较快,反应开始60min左右达到平衡;反应时间<60min时,HAP土壤对Cd2+的吸附反应发生较快,最终在60-120min时间段内趋于平衡;HAP土壤对Pb2+的吸附反应在120min左右达到平衡;准二级动力学模型拟合结果表示均能极好的描述三种金属离子的动力学过程。其吸附达到平衡的时间最快为Zn2+,其次为Cd2+,最后为Pb2+;(4)在Cd-Zn共存体系中,不同HAP添加量土壤对Cd2+、Zn2+的吸附量随初始溶液浓度的上升而上升,总体变化趋势亦时先快后慢,但整体趋于平衡所需求的初始浓度加大,且吸附量有所降低,相比较于Cd2+,Zn2+的最大吸附量下降幅度较小;在初始浓度为<20mg/L时,共存体系中,土壤对Zn2+、Cd2+的吸附与单一体系中的吸附量变化无明显差异,两种金属离子竞争力度小;Zn2+的竞争力大于Cd2+;在Cd-Pb共存体系中,HAP土壤对Cd2+、Pb2+的吸附量均是随初始浓度的上升而上升,到达一定浓度增速放缓,Pb2+放缓并不明显;随HAP添加量梯度的上升,HAP土壤对Cd2+吸附量下降更为明显,且越来越大;Pb2+的竞争力大于Cd2+;在Zn-Pb共存体系中,HAP土壤对于Zn2+和Pb2+在共存体系中的吸附量跟随初始浓度的上升而上升,其吸附率随初始浓度上升而下降;随HAP添加量的上升,在单一与Pb-Zn共存体系中各初始浓度梯度的吸附量均有上升;Pb2+的竞争力略大于Zn2+;在共存体系中,初始浓度为<20mg/L时,土壤对Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附无明显差异,金属离子竞争力度小,随着初始浓度上升,竞争逐渐明显,HAP土壤对重金属离子的选择吸附顺序为Pb2+>Zn2+>Cd2+。综上可知,不论是在单一体系还是共存体系中,初始浓度的上升都会使其吸附量上升,且不同HAP梯度土壤对重金属的吸附性能有所不同,但均优于原土,HAP添加比例达到6%左右时,HAP土壤对重金属离子的吸附性能达到一定水平,土壤中继续添加HAP,对其吸附性能的提升影响不大。