在土壤-石残留系统中的动态和固定:从顺序提取和FTIR分析的见解
Ioannis Zafeiriou1, Dafni Ioannou2, Panagiotis Angelopoulos3
1Laboratory of Soil Science and Agricultural Chemistry, Department of Natural Resources Management & Agricultural Engineering, School of Environment & Agricultural Engineering, Agricultural University of Athens, 11855, Athens, Greece. ioannis.zafeiriou@aua.gr.
体残留物 (BR) 是一种工业废物,通过增加 pH 和增强 Ni 吸收,有效地固定了土壤中的 (Ni). 这项研究表明,BR的添加显著降低了Ni在各种土壤类型中的流动性,这表明它可以作为土壤修改剂.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 土壤科学 土壤科学
- 地质化学 地质化学
背景情况:
- 石残留物 (BR),也称为红泥,是主要的工业副产品,到2022年全球产量将超过40亿.
- 由于其大量和潜在的环境影响,开发BR的可持续管理策略至关重要.
- 在土壤环境中,BR已经显示出作为金属流动性障碍物的潜力.
研究的目的:
- 为了研究将20%的体残留物 (BR) 添加到六种不同类型的土壤对 (Ni) 流动性的影响.
- 评估BR在各种土壤条件下作为Ni屏障的有效性.
- 了解BR在土壤中的Ni固定机制.
主要方法:
- 将20%的BR (w/w) 添加到六种具有不同性质的土壤中.
- 对于Ni的吸附实验,初始度范围为1至90毫克Ni L-1.1.
- 序列提取 (Tessier 协议) 用于确定土壤和土壤-BR 混合物中的 Ni 分割.
- 福里埃变换红外光谱 (FTIR) 分析BR和Ni-修改的BR样本.
主要成果:
- 添加BR增加了大约2个单位的土壤pH值,使性土壤的pH值高于9,酸性土壤的pH值低于8.5.
- 在所有土壤类型中,BR显著增强了Ni吸收,与没有BR的土壤相比,Ni吸收增加了24.5% (性),71.8% (中性) 和204% (酸性).
- 在经过BR修改的土壤中,超过80%的保留Ni被发现在残留和可氧化分数中,这表明不移动,与未经处理的土壤不同,可交换分数占主导地位,特别是在酸性条件下.
- FTIR分析支持固定机制,如表面沉 (Ni(OH) 2,Ni-Al LDHs和对负电荷表面的吸附.
结论:
- 石残留物有效地固定了土壤中的,作为其移动性的重要障碍,无论土壤的特性或初始度如何.
- 被BR固定的主要机制包括沉和吸附,导致被封存成稳定的分数.
- 作为一个具有成本效益的土壤修改方法,BR显示出改善污染地区的前景.
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