中文摘要：

稀有剧毒元素铊主要以分散状态赋存于硫化物矿和硅酸盐矿中，含铊矿山的开采利用及自然风化使铊进入环境中，很容易被土壤吸附和络合，从而在土壤中富集，被植物吸收进入食物链长期积累危害人体健康。目前对含铊资源开发带来的污染主要集中在水体和土壤污染的监测评价及污染区植物的富集，和沉积物中铊的表生地球化学行为方面。但土壤中铊的吸附/解吸动力学特征及其作用机理和影响因素方面的研究非常不足，本项目拟开展铊在土壤中的吸附/解吸特性研究，并考虑土壤有机质含量、阳离子交换量(CEC)、pH、温度及土壤颗粒组成对土壤吸附重金属Tl的影响，采用野外监测与实验室模拟相结合的方法，定量地给出铊的吸附/解吸动力学参数，探讨铊对采矿区土壤及生态环境中的污染途径和机制，以期获得毒害元素铊在矿区土壤中的的迁移、转化特征。

结论摘要：

铊是美国EPA公布的优先考虑的13种剧毒元素之一，土壤中铊的吸附解吸行为及影响因素和作用机理的研究非常不足，本项目研究了采矿区土壤铊的污染现状及铊进入土壤后的吸附解吸特征，研究了pH、有机质含量的影响，比较了不同污染负荷的土壤对铊的吸附解吸特征，并且对比了具有不同土质的红壤和黄土两种土壤对铊的吸附解吸特征的差别。研究发现，矿区水体中Tl的含量为0.19-65.25 μg /L，高于国家地表水质量标准（0.1 μg /L）；沉积物中Tl含量分别为5. 89-63. 0 mg / kg，高于LEL（最低效应水平），矿区沉积物是以Tl为主的生态风险。Tl+在红壤和黄土中的吸附受pH影响明显，红壤中，pH=2时吸附量最小，吸附率为3%，在pH=10时，吸附量为89.93 mg/kg，吸附率为61.3%；黄土中，pH从4增加到6时，吸附率增加明显，从14%骤升至71.2%，pH=10时，最大吸附量为139.67 mg/kg，吸附率最大为83.8%。红壤和黄土的吸附符合Langmuir和Temkin方程。解吸过程，pH=2时，红壤和黄土的解吸率最高，并且解吸率随着初始浓度的增加而增大，最大分别达到78.6%和85.2%，同等条件下，黄土的解吸率高于红壤；在pH=4~10，红壤的解吸有一定的滞后现象，而黄土解吸量随吸附量的增加近似线性增加，无明显滞后现象。去除土壤有机质后红壤和黄土对Tl+的吸附量均明显下降，下降幅度最高分别达到24.7%和28.2%，黄土的下降幅度大于红壤；土壤有机质对Tl+吸附的贡献率平均值分别是黄土39.2%、红壤32.8%。两种土壤对Tl+的解吸量在去除有机质之后都明显增大，并且Tl+的初始浓度越高，土壤在去有机质前后的解吸率相差就越大，在Tl+最大处理浓度为20 mg？L-1时，红壤和黄土的解吸率增加分别达到60.8%和65.5%。离堆渣区越近的土壤，受Tl+的污染程度越大，其对Tl+的吸附能力越低；同一剖面土壤，表层土壤的Tl+含量明显高于心土层和底土层，其对Tl+的吸附能力低于下层土壤，而心土层和底土层的Tl+含量差别相对较小，对Tl+的吸附能力也比较接近。不同污染负荷土壤对Tl+的解吸能力与其吸附能力相反，且对Tl+的解吸量随着吸附量的增加而增加，在初始阶段，增加比较平缓，当吸附量增加到某一定量时，解吸量急剧增加。