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外加阴离子吸附剂对复合污染黄土淋洗过程养分淋失的减缓机制（Ⅱ）

文档作者：范春辉１高雅琳１张颖超２常敏１文档来源：１畅陕西科技大学资源与环境学院２畅清华大学环境学院		点击数：	更新时间： 2025年05月11日
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上一篇：污水处理厂给排水设备联动调试的研究分析

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第３ ６ 卷，第４ 期　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析Vol畅３６ ，No畅４ ，pp１２０５‐１２１０
２ ０ １ ６ 年４ 月　　　　　　　　　　　　Spectroscopy and Spectral Analysis April ，２０１６ 　
外加阴离子吸附剂对复合污染黄土淋洗过程养分淋失的减缓机制（ Ⅱ ）
范春辉１ ，高雅琳１ ，张颖超２ ，常　敏１
１畅陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安　７１００２１
２畅清华大学环境学院，北京　１０００８４
摘　要　化学淋洗法是常用的污染场地修复方法，其经济性、简便性、安全性等指标较其他方法有较大优
势。化学淋洗法存在的弊端之一是淋洗过程土壤伴存养分的同步淋失，若能在此瓶颈问题上有所突破，将会
大大促进淋洗法场地修复的应用进程。本文研究的目标在于揭示合成秸秆基阴离子吸附剂对养分淋失的减
缓机制，采用吸附平衡模式（等温线和动力学）与光谱分析技术（SEM 和FT‐IR）相结合，力图从微观层面验
证宏观研究结果。Langmuir 和准二级动力学方程能更好地描述硝酸根和磷酸根的吸附行为，由Langmuir 方
程计算得出qm 分别为７畅５０７ ５ 和４畅１９４ ６ mg · g － １ ，吸附反应为单层吸附和优惠吸附过程，主要控速步骤为
化学吸附。阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附活化能（２９８ K）Ea 分别为４２畅２５ 和３９畅３８ kJ · mol－ １ ，吸
附反应自发、吸热。纯净水和KOH 能够实现阴离子吸附剂的再生，超声辅助和延长解吸时间对于解吸效果
略有促进作用。吸附后阴离子吸附剂表面被点状分布的细微颗粒物覆盖，解吸后仅有少量枝状物零星分布。
吸附前后FTIR 图谱的主要波峰红移或蓝移，证实阴离子吸附剂表面及内部官能团通过静电作用与硝酸根
和磷酸根结合。阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸持固定是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。
关键词　黄土淋洗；养分淋失；减缓机制；阴离子吸附剂
中图分类号：X５３ ；O６４７ 　　文献标识码：A 　　　DOI ：１０畅３９６４／j畅issn畅１０００‐０５９３（２０１６）０４‐１２０５‐０６
　收稿日期：２０１４‐１１‐１１ ，修订日期：２０１５‐０２‐２６
　基金项目：国家自然科学基金项目（２１４０７１０３） ，中国博士后科学基金项目（２０１２M５１１９６８）和陕西科技大学科研基金项目（２０１４xhbz‐０６）资助
　作者简介：范春辉，１９８２ 年生，陕西科技大学资源与环境学院讲师　　e‐mail ：frank＿van３９１＠ １６３畅com
引　言
　　土壤污染是极具代表性的环境问题之一，目前已成为全
社会关注的焦点［１］ 。据保守估计，我国受污染耕地约有１畅５
亿亩，占总耕地面积的８畅３％ ，且呈现污染性质复杂、区域分
布不均等特点［２］ 。在一些地区，土壤污染治理、耕地环境保
护已经或即将被列入政府绩效考核体系，成为与GDP 并行
不悖的硬性指标。对于污染土壤的修复和治理，有助于土壤
基本生态功能的恢复和保育，对于保障农产品质量安全、实
现经济社会可持续发展具有重要的现实意义。
国内外学者对土壤污染修复技术进行了广泛的研究和探
讨，发现固定／稳定化、多相萃取、物理分离、生物修复等主
流方法各有利弊［３ ］ 。异位化学淋洗法作为一类典型的处理技
术，由美国国家环保局（USEPA）于１９８０ 年率先提出。随着
研究过程的深入，发现污染土壤淋洗过程极易导致土壤养分
的同步淋失，这与土壤修复的核心理念略有相悖。国内外学
者就土壤淋洗养分淋失问题进行了大量的假设，也初步进行
了实验室规模的探索性尝试，但迄今为止仍未找到行之有效
的解决办法［４］ 。
笔者长期从事污染土壤修复研究工作［５‐６］ 。前期以玉米
秸秆为原料，采用接枝改性法合成了一种阴离子吸附剂。发
现将此阴离子吸附剂均匀添加入铅／镉复合污染黄土，在淋
洗过程中能够有效减缓黄土养分（硝酸根和磷酸根） 的淋
失，同时对铅／镉去除率的干扰很小，其安全性和实用性基
本令人满意。本文基于上述研究成果，在溶液体系中通过等
温线和动力学模型探讨阴离子吸附剂与硝酸根和磷酸根的结
合特性，采用SEM 、FTIR 等手段深度揭示阴离子吸附剂对
黄土养分淋失的减缓机制，力图为区域污染场地修复提供参
考和借鉴。
１ 　实验部分
1畅1 　仪器与试剂
集热式磁力搅拌器（HJ‐８ ，常州国华） ，数控超声波发生
器（KQ‐３００DE ，昆山舒美） ， 紫外‐可见光谱仪（UV２６００ ，
UNICO） ，原子吸收光谱仪（Z‐２０００ ，HITACHI） ，扫描电镜
（S‐４８００ ，HITACHI） ，红外光谱仪（VECTOR‐２２ ，BRUKER）
。实验用水为桶装纯净水，EDTA ，Pb（NO３ ）２ 、CdCl２ 等
化学试剂均为分析纯。供试黄土样品的采集以及预处理方法
等参见文献［７］ ，此处不再赘述。
1畅2 　方法
１畅２畅１ 　阴离子吸附剂对Pb（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）的吸附效果
称取（１ ± ０畅０１） g 阴离子吸附剂于具塞锥形瓶中，分别
向锥形瓶中加入２０ mL Pb（ Ⅱ ）溶液和２０ mL Cd（ Ⅱ ）溶液，
其中Pb（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）浓度分别为１０ ，２０ ，５０ ，１００ ，２００ ，
５００ ，１ ０００ mg · L － １ 。将锥形瓶于２５ ℃ 和１２０ r · min－ １ 摇床
中振荡２４ h 后，溶液于５ ０００ r · min－ １ 离心１０ min ，测定上
清液中Pb（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）含量。
１畅２畅２ 　吸附等温线
称取（０畅１ ± ０畅００１） g 阴离子吸附剂于具塞锥形瓶中，分
别向锥形瓶中加入２０ mL 硝酸根溶液和２０ mL 磷酸根溶液，
其中硝酸根和磷酸根浓度分别为０畅５ ，１畅０ ，２畅０ ，５畅０ ，１０ ，
２０ ，３０ ，５０ 和１００ mg · L － １ 。即第一个锥形瓶中装有２０ mL
０畅５ mg · L － １ 的硝酸根溶液和２０ mL ０畅５ mg · L － １ 的磷酸根
溶液，第二个锥形瓶中装有２０ mL １畅０ mg · L － １ 的硝酸根溶
液和２０ mL １畅０ mg · L － １ 的磷酸根溶液，以此类推。将锥形
瓶于２５ ℃ 和１２０ r · min－ １ 摇床中振荡２４ h 后，溶液于５ ０００
r · min－ １ 离心１０ min ，测定上清液中硝酸根和磷酸根含量。
每个样品测定三次，以平均值为结果。同时做空白对照实
验。
１畅２畅３ 　吸附动力学
称取（０畅１ ± ０畅００１） g 阴离子吸附剂于具塞锥形瓶中，分
别向锥形瓶中加入２０ mL 浓度为１００ mg · L － １ 的硝酸根溶液
和２０ mL 浓度为１００ mg · L － １ 的磷酸根溶液。将锥形瓶于２５
℃ 和１２０ r · min－ １ 摇床中振荡，其余处理步骤同１畅２畅２ 。
１畅２畅４ 　解吸实验
将吸附平衡后的阴离子吸附剂置于具塞锥形瓶中，分别
加入不同种类解吸液，其中阴离子吸附剂质量与解吸液体积
比（m ∶ v ，g · mL － １ ） 为１ ∶ １００ ，KOH 溶液浓度０畅１ mol ·
L － １ 。将锥形瓶于２５ ℃ 和１２０ r · min－ １ 条件下振荡，溶液于
５ ０００ r · min－ １ 离心１０ min ，测定上清液中硝酸根和磷酸根
含量并计算解吸率。
1畅3 　分析方法与质量控制
铅和镉含量采用原子吸收法检测，硝酸根和磷酸根分别
采用酚二磺酸比色法和钼锑抗比色法测定［８］ 。FTIR分析采
用KBr 压片法，扫描范围４ ０００ ～ ４００ cm－ １ 。所有玻璃器皿
使用前均经１０％ HNO３ 浸泡２４ h ，经纯净水洗净后备用。采
用Origin ６畅０ 软件进行数据处理和绘图。
２ 　结果与讨论
2畅1 　阴离子吸附剂对Pb（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）的吸附效果
通过静态批次实验考察阴离子吸附剂对Pb（ Ⅱ ）和Cd
（ Ⅱ ）的吸附效果，结果如图１ 所示。阴离子吸附剂对水体Pb
（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）的吸附量微乎其微；在Pb（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）浓度
为１ ０００ mg · L － １ 时，对应的吸附量仅为０畅０５４ 和０畅０５９
mg · g － １ ，基本可以忽略不计。这证明了阴离子吸附剂合成
过程的有效性，也为后续硝酸根和磷酸根的吸持固定提供了
客观保障。
图1 　阴离子吸附剂对Pb（ Ⅱ ）和Cd（ Ⅱ ）的吸附效果
Fig畅1 　Adsorption effect of Pb（ Ⅱ ） and
Cd（ Ⅱ ） on anion adsorbent
2畅2 　吸附等温线
阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附等温线结果见图
２ 和表１ 。在实验条件下，Langmuir 和Freundlich 方程都可
以描述硝酸根和磷酸根的吸附行为，但Langmuir 方程的拟
合效果更好，推测阴离子吸附剂表面性质比较均一，吸附过
程可能为单层吸附［９］ ；反应过程的kL 值分别为０畅１１５ ７ 和
０畅１７２ ３ ，表明阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附能力
较强。由Langmuir方程计算得出qm 分别为７畅５０７ ５和４畅１９４ ６
mg · g － １ ，这与实际测试结果基本相符。Freundlich 方程中
的n值分别为１畅５５７ ９ 和１畅８０２ ５ ，说明硝酸根和磷酸根的吸
１２０６ 光谱学与光谱分析 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第 ３６ 卷
图2 　阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附等温线
Fig畅2 　Adsorption isotherms of nitrate and phosphate on anion adsorbent
表1 　阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附等温线参数
Table 1 　Parameters of adsorption isotherms of nitrate and phosphate on anion adsorbent
Langmuir isotherm equation
Equation kL qm R２ Freundlich isotherm equation
kF n R２ Equation Nitrate y ＝ ０畅 １３３ ２ x ＋ １畅 １５１ ２ ０畅 １１５ ７ ７畅 ５０７ ５ ０畅 ９８３ ８ ０畅 ６７９ ２ １畅 ５５７ ９ ０畅 ９７２ ０ y ＝ ０畅 ６４１ ９ x － ０畅 １６８ ０ Phosphate y ＝ ０畅 ２３８ ４ x ＋ １畅 ３８３ ３ ０畅 １７２ ３ ４畅 １９４ ６ ０畅 ９９１ １ ０畅 ５３２ ６ １畅 ８０２ ５ ０畅 ９６１ ４ y ＝ ０畅 ５５４ ８ x － ０畅 ２７３ ６ 附过程为优惠吸附。
2畅3 　吸附动力学
阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附动力学参数如图
３ 和表２ 所示。准二级动力学方程更有助于描述硝酸根和磷
酸根的结合过程，拟合系数R２ 分别为０畅９６４ ３ 和０畅９６７ ３ 。
吸附行为总体上为准二级反应，推测吸附反应的主要控速步
骤为化学过程，界面表面作用和层间扩散贡献较大［１０］ 。对于
硝酸根和磷酸根，准二级常数k２ 分别为０畅００１ １ 和０畅００３ １ ，
图3 　阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附动力学
Fig畅3 　Adsorption kinetics of nitrate and phosphate on anion adsorbent
表2 　阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附动力学参数
Table 2 　Parameters of adsorption kinetics of nitrate and phosphate on anion adsorbent
Pseudo first order kinetic equation
Equation k１ qe R２ Pseudo second order kinetic equation
k２ qe R２ Equation
Nitrate y ＝ － ０畅 ０１６ ０ x ＋ ０畅 ９７８ ７ ０畅 ０３６ ８ ９畅 ５２１ ４ ０畅 ９１７ ３ ０畅 ００１ １ １０畅 ９０５ １ ０畅 ９６４ ３ y ＝ ０畅 ０９１ ７ x ＋ ７畅 ６４６ ０ Phosphate y ＝ － ０畅 ０１２ １ x ＋ ０畅 ６６７ ６ ０畅 ０２７ ９ ４畅 ６５１ ６ ０畅 ９２６ ５ ０畅 ００３ １ ５畅 ３０２ ２ ０畅 ９６７ ３ y ＝ ０畅 １８８ ６ x ＋ １１畅 ３２４ ０ 第 ４期 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 光谱学与光谱分析 １２０７
表明磷酸根的吸附速率更快；但实测数据发现阴离子吸附剂
对硝酸根的吸附量更大，这暗示了磷酸根的吸附平衡时间可
能更短。
2畅4 　吸附热力学与解吸实验
根据Arrhenius 定律计算表观吸附活化能Ea ，同时结合
表3 　阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附热力学参数
Table 3 　Parameters of adsorption thermodynamics of
nitrate and phosphate on anion adsorbent
T／K Δ H／（kJ · mol － １ ） Δ S／［J · （K · mol） － １ ］ Δ G／（kJ · mol － １ ）
２８８
２９８
３０８
３１８ ２８畅 ３９a ，２５畅 １４b １１５畅 ２６a ，８９畅 ４３b － ８畅 ８３a ， － ６畅 ２５b － ９畅 １５a ， － ６畅 ８８b － ９畅 ４７a ， － ７畅 ５１b － ９畅 ７９a ， － ８畅 １４b 注：表３ 中数据右上标a 和b 分别代表硝酸根和磷酸根，表４ 同
表4 　阴离子吸附剂的解吸再生效果
Table 4 　Desorption efficiency of anion adsorbent
under different conditions
Reagent Operation conditions t／min Desorption rate／％
Water Normal ６０ ５２畅 １３a ，４３畅 ２３b Normal ２４０ ５６畅 ９６a ，４５畅 １５b Ultrasonic‐assisted／（２５ W） ６０ ５５畅 ８９a ，５２畅 ５９b Ultrasonic‐assisted／（２５ W） ２４０ ６０畅 ２１a ，５５畅 ３７b Ultrasonic‐assisted／（１００ W） ６０ ５９畅 ４６a ，６０畅 １３b Ultrasonic‐assisted／（１００ W） ２４０ ６１畅 ２３a ，６２畅 ２５b KOH Normal ６０ ６６畅 ４１a ，４９畅 ８８b Normal ２４０ ６９畅 ８７a ，５０畅 ８５b Ultrasonic‐assisted／（２５ W） ６０ ７０畅 ２５a ，５２畅 ３３b Ultrasonic‐assisted／（２５ W） ２４０ ７３畅 ２５a ，５５畅 １８b Ultrasonic‐assisted／（１００ W） ６０ ７２畅 ２３a ，５９畅 ２５b Ultrasonic‐assisted／（１００ W） ２４０ ７４畅 ５９a ，６０畅 ３９b 公式（Δ G ＝ － RTlnK 和Δ G ＝ Δ H － TΔ S） 确定反应过程的
Δ H（焓变） 、Δ S（熵变） 和Δ G （自由能变）［１１］ ，详细推导过程
略。经计算得出２９８ K 下，阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根
的吸附活化能Ea 分别为４２畅２５ 和３９畅３８ kJ · mol－ １ 。通常认
为，Ea 大于４０ kJ · mol－ １ 说明吸附过程属于化学吸附［１２］ 。
本研究得到的Ea 非常接近４０ kJ · mol－ １ ，同时结合吸附等
温线和动力学的研究结果，认为阴离子吸附剂对硝酸根和磷
酸根的吸附过程可能兼具化学吸附和物理吸附效应。由表３
可知：硝酸根和磷酸根的吸附过程能够自发进行（Δ G ＜ ０） ，
体现了吸附过程的优惠性。反应过程的Δ H 为正，说明吸附
过程为吸热反应；而Δ S 大于０ 则暗示吸附过程以熵推动为
主。深入进行解吸实验发现（表４） ：纯净水和KOH 溶液都能
实现阴离子吸附剂的再生，KOH 溶液对阴离子吸附剂的解
吸效果更好。原因在于OH － 的亲核能力更强，对被吸附的
硝酸根和磷酸根具有更好的取代置换效果。此外，超声辅助
也有助于解吸效率的提高，但组间差异不明显；硝酸根的解
吸率略高于磷酸根，但都没有超过７５％ ，可能源于吸附过程
涉及物理和化学吸附作用，可与上述研究结果相互印证。
2畅5 　SEM
采用扫描电子显微镜（SEM）研究吸附剂［图４（a）］ 、吸附
硝酸根和磷酸根的吸附剂［图４ （b）］和解吸后吸附剂［图４
（c） ，解吸液为纯净水］的形貌特性，结果见图４ 。吸附硝酸根
和磷酸根后，阴离子吸附剂表面被若干细微颗粒物覆盖，呈
粗糙点状分布态，偶见裂纹或垢状物质，推测这是吸附质和
活性官能团结合效应的体现。解吸后的阴离子吸附剂表面大
部分垢状物质已消失，只剩下少量枝状物零星分布于吸附剂
表面，吸附剂部分光滑表面重新展现。通常认为，吸附作用
包括物理吸附和化学吸附，后者很难通过常规解吸手段实现
吸附剂再生［１３］ ；结合阴离子吸附剂的表面特点（疏松、多
孔） ，认为阴离子吸附剂与硝酸根和磷酸根的结合行为可能
兼具物理吸附和化学吸附效应。
图4 　阴离子吸附剂反应前后的扫描电镜图片
Fig畅4 　SEM micrographs of anion adsorbent before and after adsorption and desorption
2畅6 　FTIR
为了深入验证阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的淋溶减
缓效应，采用FTIR 揭示反应过程属性，结果见图５ 。图谱中
比较明显的变化有：３ ４６２ cm － １ 处（谱a）的波峰移动至３ ４５６
cm － １ （谱b）和３ ４６７ cm － １ 处（谱c） ，此处波峰主要为阴离子
吸附剂表面及内部活性O — H 的（不）对称伸缩振动峰；
１ ６３５ cm － １ 处（谱a）的振动峰定位于１ ６３７ cm － １ （谱b）和
１ ６３３ cm － １ 处（谱c） ，源于木质素C O 的伸展振动；１ １４２
cm － １ 处（谱a）的特征峰变为１ １３６ cm－ １ （谱b）和１ １４０ cm － １
（谱c） ，对应于P O 的伸缩振动吸收带；此外，１ ５５２ ～
１ ２６１ cm － １ 区间发现若干小峰。而谱a 和谱d 波峰峰位的差
异不明显，证明少有官能团参与阴离子吸附剂对铅／镉的吸
１２０８ 光谱学与光谱分析 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第 ３６ 卷
附过程。谱b 和谱c 主要振动峰红移或蓝移，源于阴离子吸
附剂表面及内部官能团通过静电作用与硝酸根和磷酸根结
合［１４］ ；鉴于FTIR 图谱波峰变化幅度不显著，推测物理吸附
也将对硝酸根和磷酸根的吸持固定有重要贡献。
图5 　阴离子吸附剂反应前后的红外光谱
Fig畅5 　FTIR spectra of anion adsorbent
before and after adsorption
a ：Anion adsorbent ； b ：Anion adsorbent ＋ nitrate ；
c ：Anion adsorbent ＋ phosphate ； d ：Anion adsorbent ＋ Pb ＋ Cd
　　将理论模型和光谱技术相结合，通过静态批次实验探讨
阴离子吸附剂对黄土硝酸根和磷酸根淋失的减缓机制，一定
程度上完善了同类研究的不足之处。但笔者认为各种光谱技
术的研究对象都有一定局限性，后续可将光谱技术联用以获
得更多的物质结构信息和界面反应机制。尤其对于多元吸附
体系，更需要多种方法的协同验证，比如XAS ，EPR ，NMR
等。其次，对于微观证据的研究要不断加强。本研究采用的
光谱手段很大程度上依赖适当的模型化合物来解析物质结构
信息，若能辅以量子化学计算和密度泛函理论等手段，将会
有助于检测信号的归属判定。此外，要特别注意待测目标组
分所处环境体系条件的区别，这有时会干扰检测结果的精准
性。比如，Arai［１４］发现碱性溶液中的磷酸根为正四面体对称
结构，FTIR 图谱只产生一个独立吸收峰；随着溶液酸性的
增强，磷酸根将逐渐质子化，并发生分子对称性降低和单峰
分裂成双峰的现象，进而影响磷酸根的吸附类型（单齿或双
齿配合） 。因此，同类研究的相互验证和补充还是很有必要
的。
３ 　结　论
　　阴离子吸附剂对铅／镉的吸附量可以忽略不计。Langmuir
等温线能更好地描述硝酸根和磷酸根的吸附行为，经计
算得出qm 值分别为７畅５０７ ５ 和４畅１９４ ６ mg · g － １ ；结合反应
为单层吸附，化学吸附为吸附过程的控速步骤。阴离子吸附
剂对硝酸根和磷酸根的吸附活化能（２９８ K）Ea 分别为４２畅２５
和３９畅３８ kJ · mol－ １ ，吸附过程自发、吸热，反应后体系无序
度有所增加。吸附后的阴离子吸附剂表面分布有细微点状颗
粒物，经纯净水解吸后表面残留少量枝状物；FTIR 图谱的
波峰移动证实阴离子吸附剂表面及内部官能团通过静电作用
与硝酸根和磷酸根结合。阴离子吸附剂与硝酸根和磷酸根的
结合行为涉及物理吸附和化学吸附的共同作用。
　
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第 ４期 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 光谱学与光谱分析 １２０９
Study on the Mechanism to Ease the Leaching Effect of Nutrient in the
Multi‐Contaminated Loess Washing Process with the Addition of Anion
Adsorbent（ Ⅱ ）
FAN Chun‐hui１ ，GAO Ya‐lin１ ，ZHANG Ying‐chao２ ，CHANG Min１
１ ．School of Resource &amp;amp; Environment ，Shaanxi University of Science &amp;amp; Technology ，Xi’an 　７１００２１ ，China
２ ．School of Environment ，Tsinghua University ，Beijing 　１０００８４ ，China
Abstract 　The soil washing technology is commonly used to remediate contaminated soils because of its advantages of low cost ，
ease handling and environmental‐friendly ．However ，it should be noticed that the nutrient might leach simultaneously from soil
in the washing process ，and the technical solution of the issue will greatly accelerate the application process of washing technolo ‐
gy in site remediation ．This paper aims to reveal the regulating mechanism of synthesized anion adsorbent from straw on nutrient
leaching potential through approaches of adsorption equilibrium models （isotherms and kinetics） and spectral analysis instruments
（SEM and FTIR） ．The results showed ：the Langmuir isotherm and pseudo second order kinetic equation fit better the adsorption
behavior of nitrate and phosphate ．The maximum adsorption capacity （qm ） ，calculated with Langmuir isotherm ，are
７畅５０７ ５ and ４畅１９４ ６ mg · g － １ ，respectively ，and the reaction belongs to the monolayer and favorable adsorption with chemical
adsorption the rate‐determining step ．The activation energy of adsorption for nitrate and phosphate at ２９８ K are ４２畅２５ and ３９畅３８
kJ · mol－ １ ，respectively ，and the reaction is spontaneous and endothermic ．The purified water and KOH solution are effective
for the regeneration of anion adsorbent ，the desorption effect is better for the assistance of ultrasonic sound and longer desorption
time ．The surface of anion adsorbent after adsorption is covered with particles ，while less spray‐like component appears after desorption
with purified water ．The movement of vibration peaks in FTIR spectra indicates the effect of electrostatic interaction in
the reaction ．The adsorption of nitrate and phosphate on anion adsorbent involves simultaneously the effects of physical and
chemical adsorption ．
Keywords 　Loess washing ；Nutrient leaching ；Ease mechanism ；Anion adsorbent
（Received Nov ．１１ ，２０１４ ；accepted Feb ．２６ ，２０１５） 　　
１２１０ 光谱学与光谱分析

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