腐植酸和Cd2+对黏土胶粒在饱和多孔介质中迁移的影响

唐 章 杨新瑶 闫馨予 张海燕 杨悦锁

选蒙脱石和高岭石两种黏土胶粒为研究对象，采用同步注射柱实验，在饱和石英砂柱中分别同步注射黏土胶粒与腐植酸、Cd2+或腐植酸+Cd2+混合液，来研究腐植酸和Cd2+与黏土胶粒的共迁移。结果显示：高岭石在石英砂柱中的沉降速度依次为：无Cd2+无腐植酸（3.72 min-1）＞仅有Cd2+（2.82 min-1）＞Cd2+与腐植酸共存（2.01 min-1）＞仅有腐植酸（0.46 min-1）；蒙脱石在石英砂柱中的沉降速度依次为：无Cd2+无腐植酸（1.02 min-1）＞仅有Cd2+（0.97 min-1）＞Cd2+与腐植酸共存（0.85 min-1）＞仅有腐植酸（0.30 min-1）。研究结果表明，腐植酸和Cd2+对蒙脱石和高岭石胶粒的迁移效果比较一致，它们均能促进两种黏土胶粒的迁移，腐植酸促进作用最强而Cd2+较弱；腐植酸和Cd2+之间存在拮抗作用，即二者的加合作用反而小于腐植酸单独作用。通过对黏土胶粒的粒径和Zeta 电位进行测试分析，可推测腐植酸和Cd2+是通过不同的机理来促进黏土胶粒的迁移：腐植酸通过改变黏土胶粒表面的电性来抑制黏土胶粒的沉降，而Cd2+通过促使黏土胶粒聚凝来降低其沉降。这些发现有助于更好地理解天然土壤胶粒在环境中的迁移和浓度分布。