少根紫萍对水中 U（Ⅵ）的吸附和矿化行为研究

摘要：

采用室内水培和静态吸附实验，研究了水生植物少根紫萍（Landoltia punctata ）活体和干粉对水体中 U（Ⅵ）的吸附能力，并对作用过程和机理进行了初步分析。结果表明：常温下少根紫萍2．5 g·L－1（FW）活体和1．25 g·L－1（DW）干粉在 pH 5下对5 mg·L－1 U（Ⅵ）溶液的去除率分别可达78．70％和95．55％。活体和干粉对 U（Ⅵ）的吸附率随 pH 升高先增大后减小，在 pH 4～5时达到最大，并随投加量的增加而增大；随 U（Ⅵ）初始浓度增加先增大后减小；在作用5 min 时，活体和干粉对水体中 U（Ⅵ）的吸附率分别为13．90％和79．97％，在24 h 时吸附率均达90％以上，吸附逐渐趋于平衡。当 U（Ⅵ）初始浓度增加至250 mg·L－1，活体和干粉对 U（Ⅵ）的吸附量分别达到4．05 mg·g－1（FW）和131．76 mg ·g－1（DW），相比Langmuir 模型，Freundlich 吸附等温方程能较好地描述少根紫萍对 U（Ⅵ）的吸附行为，吸附过程符合准二级吸附动力学方程，r 均在0．99以上。FTIR 分析结果表明：少根紫萍表面含有羟基、羧基、氨基、磷酸基等多种活性基团；SEM-EDS 表明少根紫萍活体与水体中 U（Ⅵ）作用48 h 后，大量片状无机磷酸铀晶体在其根系表面生成，结晶主要由 P，O，U 元素组成，不含 C，其中 P 和 U 的质量百分比分别为8．76％和82．53％，原子百分比分别为25．19％和30．89％，而对照组 P 的质量百分比和原子百分比仅为0．24％和0．11％，干粉未观察到类似晶体存在。XPS 分析结果表明：活体吸附后，部分 U（Ⅵ）被还原为 U（Ⅳ），而干粉吸附的铀主要以 U（Ⅵ）形式存在。由此推断，少根紫萍干粉对 U（Ⅵ）的吸附主要通过静电吸引，离子交换，络合配位等方式实现；活体对 U（Ⅵ）吸附的同时还存在还原和矿化的过程，在 U（Ⅵ）胁迫下活体根系表面会分解释放出无机磷酸根，与吸附的 U（Ⅵ）及部分被还原的 U（Ⅳ）结合矿化为难溶的氢铀云母。

关键词：少根紫萍、铀、吸附、矿化

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金委-中国工程物理研究院联合基金项目11176028;国家重点基础研究发展计划973计划项目2014CB846003;国家自然科学基金面上项目41272371;核废物与环境安全国防重点学科实验室预先研究基金项目15yyhk11

在线出版日期：2015-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2613-2619