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土壤重金属吸附动力学建模研究

目录

一、内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2国内外研究进展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2.1土壤重金属污染现状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.2吸附机理探究历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.2.3动力学模型构建方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.3研究目标与内容框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

1.4技术路线与实验方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

二、材料与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.1研究区域概况与样本采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.1.1采样点地理环境特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.1.2土壤样本采集与前处理流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2供试材料与试剂特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

2.2.1土壤基本理化性质测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

2.2.2重金属元素标准溶液配制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

2.3实验设计与操作步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

2.3.1吸附实验条件优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

2.3.2动力学数据采集方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

2.4分析测试方法与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

2.4.1重金属浓度测定技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

2.4.2数据处理与软件工具．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

三、土壤重金属吸附特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

3.1吸附等温线模型拟合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

3.1.1Langmuir方程适用性验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

3.1.2Freundlich方程参数估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

3.2吸附热力学参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

3.2.1吉布斯自由能变分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

3.2.2焓变与熵变探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

3.3环境因子对吸附效能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

3.3.1pH值调控作用机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

3.3.2离子强度干扰效应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

3.3.3温度条件响应特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

四、吸附动力学模型构建与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

4.1动力学模型选择依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87

4.1.1准一级反应动力学方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．89

4.1.2准二级反应动力学方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91

4.1.3颗粒内扩散模型应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93

4.2模型参