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紫花苜蓿吸收水溶液中Cd²⁺过程的阳离子交换

摘要点击 1424 全文点击 1477 投稿时间：2010-12-22 修订日期：2011-03-31

英文关键词 Alfalfa Cd²⁺ cation exchange kinetics multiple linear regression

作者	单位
李跃鹏	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
尹华	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
叶锦韶	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
彭辉	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
秦华明	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
龙焰	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
何宝燕	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
张娜	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
佟瑶	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632
彭素芬	暨南大学环境工程系，广州 510632；广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室，广州 510632

中文摘要

采用水培方法，研究了紫花苜蓿吸收水溶液中Cd²⁺时根系与水环境的阳离子交换.考察了紫花苜蓿分别在0、1、2、4、8、12、24、72h对0～10 mg·L^-1Cd²⁺体系中Cd²⁺的吸收效果，体系中Na⁺、 K⁺、 Mg²⁺、 Ca²⁺、 NH⁺₄阳离子的浓度变化，以及溶液pH变化.并以SPSS 13.0多重线性回归建立Cd²⁺吸收量与阳离子变化量模型.结果表明，紫花苜蓿对体系中Cd²⁺有一定吸收作用， 72 h时对0.1、 1、 5、 10 mg·L^-1 Cd²⁺的吸收率分别为85.86％、 52.14％、 15.97％、 7.81％；紫花苜蓿对Cd²⁺的吸收过程存在阳离子交换作用，除NH⁺₄外体系中Na⁺、 K⁺、 Mg²⁺、 Ca²⁺离子浓度随时间均有一定的增大，分别增加了11.30％～61.72％、 21.44％～98.73％、 24.09％～48.90％、 37.04％～191.96％；准二级动力学模型可以较好地描述体系中Na⁺、 K⁺、 Mg²⁺、 Ca²⁺的变化规律，在Cd²⁺浓度为1、 5、 10 mg·L^-1时准二级动力学模型对NH⁺₄变化规律的拟合也是合适的；紫花苜蓿对Cd²⁺吸收过程中体系pH下降，H⁺可能作为Cd²⁺竞争离子，影响紫花苜蓿根系对Cd²⁺的吸收能力；三元线性回归方程证明紫花苜蓿对Cd²⁺吸收量主要与Ca²⁺、 Mg²⁺、 Na⁺ 变化量有关，且其交换主要发生在Cd²⁺与二价阳离子之间.

英文摘要

A hydroponic experiment was conducted to investigate the cation exchanges during the process of Cd²⁺ absorption by Alfalfa in aqueous solution. The absorption efficiency of Alfalfa plants with 0-10 mg·L^-1 Cd²⁺ treatments，changes of Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺ and NH⁺₄ concentration, and the variation of pH values at different absorption time(0, 1, 2, 4, 8, 12, 24 and 72 h) were studied separately.The multiple linear regressions between Cd²⁺absorption and cation variation were analyzed.The results indicated that when Cd²⁺ concentrations were 0.1, 1, 5, 10 mg·L^-1，the absorption efficiencies of Cd²⁺ by Alfalfa after 72 h were 85.86％, 52.14％, 15.97％ and 7.81％.Cation exchange was involved in the removal of Cd²⁺ by Alfalfa in aqueous solution.Except for NH⁺₄，the concentrations of cationic metals Na⁺，K⁺，Mg²⁺and Ca²⁺in aqueous solution increased over time，which increased 11.30％-61.72％, 21.44％-98.73％, 24.09％-48.90％ and 37.04％-191.96％，respectively.Kinetic studies illuminated that the release of Na⁺，K⁺，Mg²⁺ and Ca²⁺ by Alfalfa in Cd²⁺ solution with initial concentrations of 0, 0.1, 1, 5, 10 mg·L^-1 best fitted pseudo-second-order equation，while the NH⁺ ₄release fitted this model when Cd²⁺concentrations were 1, 5, 10 mg·L^-1.The gradual decrease of pH during adsorption of Cd²⁺by Alfalfa was observed.As the competition ion of Cd²⁺，H⁺ might affect the capacity of Alfalfa root system to absorb Cd²⁺.The ternary linear equation results demonstrated that the content of Cd²⁺absorption by Alfalfa strongly related with the release of Ca²⁺，Mg²⁺，Na⁺.And this exchange mainly occurred among Cd²⁺and divalent cations.

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