钝化技术是修复重金属污染土壤的方法之一,向土壤中施加活性物质从而降低重金属的有效性和迁移性,减小生物吸收和毒性。此次试验中,供试沸石粉采自于河北省围场县,其主要化学组成见表1。以去离子水洗涤后于105℃烘干,通过0.150mm筛备用。供试Cu2+溶液由分析纯CuSO4试剂配置,其他试剂均为分析纯。

铜(Cu2+)是植物生长发育必需的微量元素之一,但是土壤铜含量过高必将对植物构成危害。随着人类活动对土壤生态影响的加剧,固体废弃物堆入、畜禽粪便施用以及污水灌溉等使得土壤中铜含量超标并不断蓄积。沸石粉是一种良好的粘土矿物类无机钝化剂,其结构多孔、比表面积大、吸附性能强、离子交换性高,且资源丰富,价格低廉,在土壤污染修复和改良中有广泛应用。

称取沸石粉2.5g于100mL具塞离心管中,加入50mL含Cu浓度为20~160mg/L溶液,密封后在298K恒温下以200r/min振荡24h。培养结束后通过4000r/min离心,取上清液备用,分析Cu2+在沸石粉的等温吸附性能。称取2.5g沸石粉于100mL离心管,加入含Cu浓度为80mg/L溶液50mL,加塞后在一定温度(298、303、313K)下恒速振荡5~360min,振荡结束后以4000r/min离心,取上清液备用,研究沸石粉吸附Cu2+的表观速率和吸附热力学性质。

重金属污染土壤的修复是全球关注的问题,高效低成本且不产生二次污染的修复技术是研究的重要方向。沸石是铝硅酸盐粘土矿物,与土壤具有良好的兼容性,品种多,资源量大,特殊的晶体结构决定其在钝化重金属离子活性中有显著作用。试验得出,沸石吸附Cu2+的理论饱和容量、表观速率以及热力学参数,结果表明其在控制和修复Cu2+污染土壤中具有潜在的应用和推广前景。