Cd（II）在受Mn（II）影响的δ-MnO2和富Mn（III）的δ-MnO2上的保留和迁移。,Environment International

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Cd（II）在受Mn（II）影响的δ-MnO2和富Mn（III）的δ-MnO2上的保留和迁移。
Environment International ( IF 10.3 ) Pub Date : 2019-06-22 , DOI: 10.1016/j.envint.2019.104932
Qian Sun ₁ , Pei-Xin Cui ₂ , Mengqiang Zhu ₃ , Ting-Ting Fan ₄ , Syed Tahir Ata-Ul-Karim ₂ , Jia-Hui Gu ₁ , Song Wu ₅ , Dong-Mei Zhou ₂ , Yu-Jun Wang ₂

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水钠锰矿由于其负表面电荷和不良结构而表现出对Cd（II）的高吸附亲和力。然而，Mn（II）不仅可以与Cd（II）竞争吸附位点，而且还可以与水钠锰矿中的结构性Mn（IV）反应形成Mn（III），从而影响水钠锰矿对Cd（II）的固定。在本文中，我们研究了Mn（II）对Cd（II）保留和迁移的影响，这两个水钠锰矿δ-MnO2和富Mn（III）的δ-MnO2（表示为HE-MnO2）。在pH 5.5下，添加Mn（II）抑制了Cd（II）吸附到水钠锰矿中。Mn（II）添加到δ-MnO2中导致Cd（II）从空位迁移到边缘位点，形成双角共享（DCS）复合物。Mn（II）引入δ-MnO2导致在水钠锰矿上形成的Cd（II）种类不稳定，表明Cd（II）与空位的结合比水钠锰矿的边缘位置更牢固。Cd（II）在HE-MnO2上形成了双边缘共享（DES）和DCS络合物。向HE-MnO2中添加Mn（II）可以增加DES络合物中CdMn的距离。由于添加了Mn（II），HE-MnO2上吸附的Cd（II）的稳定性略有提高。在pH 7.5下，Mn（II）对水钠锰矿对Cd（II）的吸附和解吸量没有影响。然而，低浓度的Mn（II）添加到δ-MnO2中会引起Cd（II）从空位向边缘位置的部分迁移，而高浓度的Mn（II）添加到水钠锰矿中会导致非晶Cd（II）-的形成。 Mn（III）共沉淀。这些发现表明，Mn（II）水溶液是影响水钠锰矿在环境中固定Cd（II）的重要因素。由于添加了Mn（II），HE-MnO2上吸附的Cd（II）的稳定性略有提高。在pH 7.5下，Mn（II）对水钠锰矿对Cd（II）的吸附和解吸量没有影响。然而，低浓度的Mn（II）添加到δ-MnO2中会引起Cd（II）从空位向边缘位置的部分迁移，而高浓度的Mn（II）添加到水钠锰矿中会导致非晶Cd（II）-的形成。 Mn（III）共沉淀。这些发现表明，Mn（II）水溶液是影响水钠锰矿在环境中固定Cd（II）的重要因素。由于添加了Mn（II），HE-MnO2上吸附的Cd（II）的稳定性略有提高。在pH 7.5时，Mn（II）对水钠锰矿对Cd（II）的吸附和解吸量没有影响。然而，低浓度的Mn（II）添加到δ-MnO2中会引起Cd（II）从空位向边缘位置的部分迁移，而高浓度的Mn（II）添加到水钠锰矿中会导致非晶Cd（II）-的形成。 Mn（III）共沉淀。这些发现表明，Mn（II）水溶液是影响水钠锰矿在环境中固定Cd（II）的重要因素。向δ-MnO2中添加低浓度的Mn（II）会导致Cd（II）从空位向边缘位点的部分迁移，而高浓度的Mn（II）添加至水钠锰矿会导致非晶Cd（II）-Mn（三）共沉淀。这些发现表明，Mn（II）水溶液是影响水钠锰矿在环境中固定Cd（II）的重要因素。向δ-MnO2中添加低浓度的Mn（II）会导致Cd（II）从空位向边缘位点的部分迁移，而高浓度的Mn（II）添加至水钠锰矿会导致非晶Cd（II）-Mn（三）共沉淀。这些发现表明，Mn（II）水溶液是影响水钠锰矿在环境中固定Cd（II）的重要因素。

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Cd(II) retention and remobilization on δ-MnO2 and Mn(III)-rich δ-MnO2 affected by Mn(II).

Birnessite owing to its negative surface charge and defective structure exhibits high sorption affinities for Cd(II). However, Mn(II) can not only compete for the sorption sites with Cd(II), but also react with structural Mn(IV) in birnessite to form Mn(III), and thus, affect Cd(II) immobilization by birnessite. Herein, we investigate effects of Mn(II) on Cd(II) retention and remobilization on two birnessite δ-MnO2 and Mn(III)-rich δ-MnO2 (denoted as HE-MnO2). At pH 5.5, Cd(II) sorption to birnessite was inhibited by Mn(II) addition. Mn(II) addition to δ-MnO2 led to Cd(II) migration from vacant sites to edge sites, forming double-corner sharing (DCS) complexes. Mn(II) introduction to δ-MnO2 led to less stable Cd(II) species formed on birnessite, indicating that Cd(II) was more firmly bound to vacant sites than edge sites of birnessite. Cd(II) formed double-edge sharing (DES) and DCS complexes on HE-MnO2. Mn(II) addition to HE-MnO2 increased the CdMn distance in DES complexes. The stability of adsorbed Cd(II) on HE-MnO2 was slightly elevated due to Mn(II) addition. At pH 7.5, Mn(II) had no effect on Cd(II) sorption and desorption amounts on birnessite. However, low concentration of Mn(II) added to δ-MnO2 induced partial migration of Cd(II) from vacant sites to edge sites while high concentration of Mn(II) added to birnessite led to the formation of amorphous Cd(II)-Mn(III) coprecipitate. These findings imply that aqueous Mn(II) is an important factor in influencing Cd(II) immobilization by birnessite in the environment.

更新日期：2019-06-24

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