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再生水补给地下水有利于解决水资源短缺的问题,但是水中所含的Cd和Ni等重金属也因此可能被输入到土壤及地下水环境中从而产生污染。将蒙脱土或生物炭添加到实际土壤中,可通过吸附作用降低重金属的迁移风险。本研究运用间歇平衡法进行批实验,结合相关性分析,探究了Cd和Ni在蒙脱土、河沙、生物炭等孔隙介质上的吸附容量及机理。本研究成果对评估Cd和Ni在不同介质中的环境行为和迁移风险具有一定意义。主要研究结论如下:(1)蒙脱土对重金属Cd、Ni具有较强的吸附能力。在Cd和Ni单独存在的溶液中,Cd和Ni的最大吸附容量(Qmax)可以分别达到214和252μmol/g;在二者共存溶液中,则分别为128和188μmol/g。Cd和Ni主要与蒙脱土中的Ca2+和Mg2+发生交换。此外,蒙脱土表面带负电,与两种阳离子态重金属之间还存在静电引力。蒙脱土对Ni的吸附能力略强于Cd,主要是由二者的离子形态差异所致。在二者共存溶液中,Cd主要存在形式为CdCl+,而Ni几乎全部以自由态的Ni2+存在,因此Ni更容易与蒙脱土发生静电吸附和离子交换作用。(2)河沙对Cd和Ni共存条件下的吸附容量分别为2.56和13.2μmol/g,主要原因是其中含有少量蒙脱土和方解石,Cd主要通过阳离子交换作用吸附于河沙表面。相同的实验条件下,河沙中的蒙脱土阳离子可交换容量低于商用蒙脱土,使其对Cd的吸附量偏低。Ni在河沙上的主要吸附机理除阳离子交换作用外,还可能存在一定的共沉淀作用,因此同等条件下河沙对Ni的吸附量比Cd的高。(3)在Cd和Ni共存溶液中,碳化温度为300、500和700℃的小麦秸秆生物炭对Cd的吸附容量(分别为15.6、33.8和95.2μmol/g)明显高于Ni(分别为12.0、25.4和57.7μmol/g)。碳化温度为300℃的生物炭的主要吸附机理是与含氧官能团的表面络合作用以及阳离子交换作用;碳化温度为500和700℃的生物炭的主要吸附机理是静电作用(包括与芳香环结合)和共沉淀作用。