周世伟，朱丽娜，贺京哲，徐明岗



锑/磷在膨润土和高岭土的竞争吸附①

周世伟，朱丽娜，贺京哲，徐明岗*

(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室，北京 100081)

采用批处理法研究了锑/磷 (Sb/P) 在膨润土和高岭土上的竞争吸附等温线和动力学，并考察了pH的影响。结果表明：Sb和P吸附符合Langmuir或Freundlich方程(2= 0.945 0 ~ 0.998 3,< 0.000 1)，存在极强的竞争吸附：P共存时Sb吸附容量(max)显著降低，分别从0.86和10.21 mmol/kg(先Sb后P)降低到0.64和2.61 mmol/kg(先P后Sb)；Sb共存时P吸附亲合性()明显降低，分别从1.47和7.47 L/mmol(先P后Sb)降低到0.68和2.34 L/mmol(先Sb后P)。Sb和P的吸附总体随pH升高而降低，但相比高岭土，膨润土上的吸附受pH影响更大，意味着高岭土有更多配位吸附、膨润土有更多电性吸附。准二级动力学方程很好地拟合它们的竞争吸附(2> 0.994，< 0.000 1)，并且在Sb/P共存下，膨润土对P吸附弱而慢(q= 0.36 mmol/kg,，2= 0.064 6 kg/(mmol·min))、对Sb吸附虽弱但快(q= 0.19 mmol/kg，2= 0.076 9 kg/(mmol·min))；高岭土对P吸附强更快(q= 0.66 mmol/kg，2= 0.591 kg/(mmol·min))、对Sb吸附虽强但慢[q= 0.39 mmol/kg，2= 0.052 4 kg/(mmol·min)]。因此，Sb对P吸附的抑制在膨润土上更明显(主要是静电吸附竞争)，P对Sb吸附的抑制则在高岭土上更突出(主要是配位吸附竞争)。

竞争吸附；锑；磷；黏土矿物；pH影响

锑(Sb)有广泛的用途，如生产阻燃剂、合金材料、硬化剂、颜料等[1]，因而带动了锑矿开采和冶炼。但是，Sb也是一种有毒类金属，对人体及生物具有慢性毒性及致癌性，在美国及欧盟都被列为“优先污染物”[2]。中国作为世界最大的Sb生产国(约占全球80%)[3]，多年的开采、冶炼已造成锑矿区周边严重污染[4]，如在开采时间最早、世界最大的锑矿(湖南锡矿山)，土壤Sb浓度达527 ~ 11 798 mg/kg，即使在稻田，也高达1 837 mg/kg；水溶性Sb也达到6.3 ~ 748 mg/kg[5]。因此，在我国，应该高度重视Sb的环境效应。

土壤对Sb的吸附是降低其活性/毒性的主要途径，但是环境中的Sb主要以阴离子Sb(OH)– 6存在，其吸附行为不同于常见的金属离子。相比层状硅酸盐黏土矿物，铁、铝、锰氧化物应该对Sb的吸附起主导作用，因其带有一定量的正电荷。已有的研究也表明Sb吸附与土壤氧化铁含量正相关[6-9]。Sb (V)吸附随pH增加而急剧下降；Sb (III)吸附通常在较宽的pH范围内保持稳定，但伴随着同时氧化。……