CN111257161A - 一种高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法,其方法为：步骤一、称取土样放入烘箱；步骤二、在设定温度下振荡至解吸附反应达到平衡；步骤三、取设定体积的上清液测得平衡浓度为C1；步骤四、利用烘干法测得土样的含水率w；步骤五、根据公式计算为含水率。有益效果：本发明提供的高液限土对重金属离子解吸附特性的测定方法中，在土样解吸附平衡达到要求后，取部分离心分离出的土样烘干测出其含水率，结合含水量对现有公式进行修正，有效克服了土样强吸水性导致的溶液体积变化产生的误差，可得出土样对重金属离子解吸附量的精确结果。该试验方法原理清晰，流程简单，方便快捷，利于推广。

Description

一种高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法
技术领域
本发明涉及一种解吸附特性的试验方法，特别涉及一种高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法。
背景技术
目前,矿区土壤和重金属工业导致重金属污染土十分普遍，危害性极大。被污染土体中被吸附的重金属在地下水环境中的解吸附特性是反映其在环境中影响的重要参数。通过测试解吸附分配系数可以估算解吸附阻滞因子，用于评估污染物的迁移。因此，准确测定土壤对重金属离子的解吸附特性具有重要意义。
用来表征土壤对污染物解吸附能力的等温解吸附曲线常用batch试验法测定。batch试验具有操作简便、占用试验空间小的特点，因此得到广泛的运用。而现行的一次平衡法解吸附试验方法中忽略了试验过程中土颗粒吸水对于试验结果的影响，特别是当待测土样为强吸湿性土时，其自身可吸收数倍自身质量的水分，会导致平衡时的体积变小，而现有公式中未考虑溶液体积的减小，认为体积始终不变，因此计算得到的土样中离子解吸附离子量偏大。图1为根据原方法计算的强吸湿性土中目标离子解吸附量误差率与吸水量的关系图。由图可知，目标土样含水量越大，由于土样吸水导致的误差率越大，当目标土样含水率为10％时，误差率仅为0.4％，当目标土样含水率达到100％时，误差率增大至4.16％。
发明内容
本发明的目的是为了解决现行的一次平衡法解吸附试验方法中忽略了试验过程中土颗粒吸水对于试验结果的影响，而提供的一种高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法。
本发明提供的高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法，其方法如下所述：
步骤一、称取设定质量的吸附饱和土样放入烘箱，温度105°，烘干时间12h；
步骤二、将设定体积为V0的纯水与设定质量为m1的吸附饱和的烘干土壤混合于离心管中，然后放于摇床中以设定转速在设定温度下振荡至解吸附反应达到平衡；
步骤三、将离心管放入离心机中以5000rpm的转速离心20min，使得土水分离，取设定体积的上清液测得平衡浓度为C1；
步骤四、从离心管底部中取设定质量土样放入土样盒中，利用烘干法测得土样的含水率w；
步骤五、根据以下公式计算：
Figure BDA0002403647940000021
上式中各参数如下：
ΔCs为土颗粒对目标离子的解吸附离子浓度，单位为mg/g；
V0为溶液体积，单位为mL；
Vw为烘干土样的吸水性所导致纯水体积的损失量，单位为mL；
m1为土样干质量，单位为g；
C1为土壤溶液中目标离子浓度，单位为mg/L；
ρw为水的密度，单位为g/mL；
w为含水率。
本发明的有益效果：
本发明提供的高液限土对重金属离子解吸附特性的测定方法中，在土样解吸附平衡达到要求后，取部分离心分离出的土样烘干测出其含水率，结合含水量对现有公式进行修正，有效克服了土样强吸水性导致的溶液体积变化产生的误差，可得出土样对重金属离子解吸附量的精确结果。该试验方法原理清晰，流程简单，方便快捷，利于推广。
附图说明
图1为本发明所述根据原方法测试的土颗粒中目标离子解吸附量误差率与吸水量的关系示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示：
为了更好地理解本发明，下面结合具体试验案例来对本发明进行进一步对照说明，该试验所用强吸湿性土为高岭土。
步骤一、称取质量为10g在硝酸镉溶液中吸附饱和离心分离的高岭土样放入烘箱，温度105°，烘干时间12h。
步骤二、为了减少误差，设置了4个平行试验组。依次称取4g烘干土样分别放入4只离心管中(编号：L1、L2、L3、L4)，再根据1:25的土水比，依次向4只离心管中分别加入100mL的纯水(或含助剂溶液)。将离心管放于摇床中以一定转速在一定温度下振荡至解吸附反应达到平衡。
步骤三、将离心管放入离心机中以5000rpm的转速离心20min，使得土水分离。取一定体积上清液测得平衡浓度C1。
步骤四、从离心管底部中取质量为3g的土样放入土样盒中，利用烘干法测得土样的含水率w。
步骤五、根据以下公式计算：
Figure BDA0002403647940000041
式中：ΔCs为土颗粒对目标离子的解吸附离子浓度(mg/g)；V0为溶液体积(mL)；Vw为烘干土样的吸水性所导致纯水体积的损失(mL)；m1为土样干质量(g)；C1为土壤溶液中目标离子浓度(mg/L)；ρw为水的密度(g/mL)，w为含水率。
试验结果如下：
表1 土样解吸附实验结果
Figure BDA0002403647940000042
表1给出了本方法与原方法计算的各组试验中土样中解吸附量ΔCs的对比。由表1可知，对于高岭土，L1、L2、L3、L4试样根据原方法测得的土样中解吸量浓度平均值为1.769mg/g，根据新方法测得的土样中解吸量浓度为1.702mg/g，差距达到0.067mg/g，误差率为3.93％。由上述试验结果可看出，原Batch试验方法未考虑土样的吸水性，测得的土样中解吸量较真实值偏大。土的吸水性越强，原方法测得的误差越大。

Claims (1)

1.一种高液限土对重金属离子解吸附特性的试验方法，其特征在于：其方法如下所述：
步骤一、称取设定质量的吸附饱和土样放入烘箱，温度105°，烘干时间12h；
步骤二、将设定体积为V0的纯水与设定质量为m1的吸附饱和的烘干土壤混合于离心管中，然后放于摇床中以设定转速在设定温度下振荡至解吸附反应达到平衡；
步骤三、将离心管放入离心机中以5000rpm的转速离心20min，使得土水分离，取设定体积的上清液测得平衡浓度为C1；
步骤四、从离心管底部中取设定质量土样放入土样盒中，利用烘干法测得土样的含水率w；
步骤五、根据以下公式计算：
Figure FDA0002403647930000011
上式中各参数如下：
ΔCs为土颗粒对目标离子的解吸附离子浓度，单位为mg/g；
V0为溶液体积，单位为mL；
Vw为烘干土样的吸水性所导致纯水体积的损失量，单位为mL；
m1为土样干质量，单位为g；
C1为土壤溶液中目标离子浓度，单位为mg/L；
ρw为水的密度，单位为g/mL；
w为含水率。
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