羟基磷灰石对棕壤和红壤铜吸附的影响

采用等温平衡法,观测了羟基磷灰石对红壤、棕壤铜吸附量的影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析了土壤铜的吸附特征。结果表明,棕壤对铜的吸附能力明显高于红壤。以n（磷）∶n（铜）=1∶1向棕壤与红壤中施用羟基磷灰石,会增加两种土壤对铜的吸附量。其中,羟基磷灰石影响红壤对铜吸附能力明显高于棕壤。增加羟基磷灰石的施用量,会增加红壤与棕壤对铜的吸附量,提高土壤铜的吸附能力。高量羟基磷灰石[n（磷）∶n（铜）=4∶1]的作用效果最为明显;与对照相比,铜的吸附量分别增加62.1%和28.4%。据此推测,在铜污染红壤或棕壤上,可以选用羟基磷灰石作为磷肥的肥源。     

纳米羟基磷灰石对铅镉污染土壤重金属生物可给性的影响研究

通过实验室模拟的方法,分别制备3种污染处理土壤:Pb污染土壤、Cd污染土壤与Pb-Cd复合污染土壤,然后分别向3种污染处理土壤中添加纳米羟基磷灰石,培养180 d,定期采样,并采取两种体外仿生消化方法——PBET法(Physiologically-Based Extraction Test)和USPM法(United States Pharmacopeia Methodology)模拟胃液测定土壤中Pb、Cd的生物可给性,通过对比分析,评价纳米羟基磷灰石对污染土壤重金属生物可给性的影响。研究结果表明,纳米羟基磷灰石显著降低了PBET法对土壤Pb、Cd的提取量,与对照相比,分别下降了44.84%和42.96%。Pb-Cd复合污染明显提高了PBET法对土壤Cd的提取量,但纳米羟基磷灰石处理与复合污染均没有显著影响USPM法对土壤Pb、Cd的提取量。PBET法对土壤Pb、Cd的提取结果与土壤p H值和修复处理呈显著负相关关系;而USPM法对土壤Pb、Cd的提取结果与培养时间呈显著负相关关系。PBET法与USPM法对土壤重金属的提取结果之间不存在显著相关关系,且USPM法对土壤重金属的提取能力显著高于PBET法。USPM法对土壤Pb、Cd的提取量平均分别为PBET法的2.4倍和1.9倍。     

不同重金属钝化材料对土壤胶体的影响

为明确钝化修复对土壤胶体中重金属分布的影响,以微米羟基磷灰石、纳米羟基磷灰石、磷灰石、生物质电厂灰和石灰为供试材料,采用室内培养方法研究5种钝化材料对土壤胶体含量及土壤胶体中重金属含量的影响。结果表明,与对照相比,石灰处理土壤胶体含量最大(119 g·kg~(-1),增幅为131%),其次为微米羟基磷灰石(118 g·kg~(-1),增幅为130%)、纳米羟基磷灰石(115 g·kg~(-1),增幅为124%)、磷灰石(82.9 g·kg~(-1),增幅为61.7%)和生物质电厂灰处理(80.6 g·kg~(-1),增幅为57.1%)。磷灰石、生物质电厂灰和石灰处理显著降低了土壤胶体Cd含量,降幅为12.1%~24.0%;微米羟基磷灰石、纳米羟基磷灰石和磷灰石处理均显著降低土壤胶体中Cu含量,降幅为14.2%~20.5%。此外,5种钝化材料显著增加Cd和Cu在土壤胶体中的分配比例,其中添加w为1%的纳米羟基磷灰石(NHA)处理Cd分配百分比最大,为69.9%,增幅为154%;添加w为0.2%的石灰(LM)处理Cu分配百分比最大,为47.5%,增幅为135%。可见,钝化修复过程中可能会增加土壤胶体含量及胶体中重金属的分配比例。因此,在钝化修复过程中有必要增加对土壤胶体和土壤胶体中重金属含量的监测,加强对钝化修复过程的风险管控。     

添加羟基磷灰石对土壤铅吸附与解吸特性的影响

采用羟基磷灰石对四种不同类型的土壤进行铅的吸附-解吸试验.结果表明:四种土壤对铅的吸附均可用Langmuir和Freundlich方程进行描述,土壤中加入羟基磷灰石明显增加了土壤对铅的吸附量和吸附亲和力,同时降低了土壤中铅的解吸百分数,在偏酸性的红壤上表现更为明显,其最大吸附量增加28%.羟基磷灰石对铅吸附的反应机理可能与磷灰石溶解后与铅形成磷酸盐沉淀及其对铅的表面吸附作用有关.土壤对铅的吸附量及吸附亲和力与土壤的有机质、阳离子交换量及粘粒含量有显著正相关,而与土壤砂粒的含量呈负相关.     

羟基磷灰石在环境治理中的应用进展

随着经济需求的不断加强和制造业规模的不断提高,环境中的重金属污染问题日趋严重.羟基磷灰石具有较强的离子交换能力、多位点吸附及可调变的酸碱性质,使其在重金属离子废水治理等方面倍受关注.该文综述了羟基磷灰石在含重金属离子的废水处理方面的应用,并对该领域的研究方向和前景进行了展望.     

Ti(Ⅳ)与银离子共掺杂的羟基磷灰石薄膜弱紫外光杀菌研究

采用共沉淀水热合成和离子交换的方法,制备钛与银离子共掺杂的羟基磷灰石(HAP)薄膜(HAPTiAg),对其结构进行XRD的表征.电子自旋共振(ESR)测定表明,HAPTiAg在暗反应和光照下都能产生超氧活性物种.以革蓝氏阴性菌大肠杆菌为目标物,研究了HAPTi,HAPTiAg和 P25 TiO2负载的多孔镍网薄膜在暗反应与弱紫外光下的杀菌活性.     

羟基磷灰石对沉积物中重金属释放特性的影响

以羟基磷灰石掺杂前后模拟重金属污染沉积物为研究对象,利用混匀释放实验及化学连续萃取法分析沉积物中重金属的释放特征及形态分布特性,考察了羟基磷灰石对重会属污染沉积物中Cu、zn、Pb、Cd稳定性的影响.结果表明不同来源模拟污染沉积物中松花江沉积物中的重金属最易重新释放,而伊通河沉积物中的重金属释放量最小;同时伊通河沉积物中残渣态重金属的比例较其它沉积物高很多,而可交换态和碳酸盐结合态的重金属比例较其它沉积物低很多,说明同时进入沉积物中的重金属,伊通河沉积物中的重金属相对稳定一些.羟基磷灰石的掺杂不同程度降低了沉积物中重金属的释放能力,促使沉积物中的重金属由较不稳定结合态向较稳定结合态转化,减小了沉积物中重金属的生物可利用性,增强了重金属的稳定性.     

生物模板法制备纳米羟基磷灰石去除水体中的三氯生

以棉花作为生物模板制备出具有棉花形貌的纳米羟基磷灰石(HAP),并将其运用于水体中三氯生的吸附去除研究。采用X射线粉末衍射仪、傅里叶红外、扫描电镜、透射电镜表征了吸附前后HAP的物相组成、官能团、形貌和颗粒尺寸变化。考察了初始pH、时间和温度对HAP吸附三氯生的影响。动力学数据符合准二级动力学模型,颗粒内扩散不是唯一的限速步骤;平衡吸附数据符合Langmuir等温吸附模型;热力学参数吉布斯自由能(ΔG0)、焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)值揭示三氯生吸附至HAP上是一个自发吸热的过程。对比其他吸附剂,HAP具有高吸附量且环境友好的优势。     

腐殖酸和含磷物质对模拟铅污染农田土壤的钝化效应

利用磷酸二氢铵、过磷酸钙、羟基磷灰石与腐殖酸单独以及复配施用对模拟铅(Pb)污染农田土壤进行钝化处理,采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)浸提法、生物可利用性提取(physiologically based extraction test,PBET)评价Pb污染土壤的钝化效果,并通过BCR形态分级实验研究钝化前后土壤Pb形态的变化,探讨不同钝化剂的修复机理.结果表明,施用不同的钝化剂均能降低土壤EDTA和PBET提取态Pb的质量分数,腐殖酸与磷酸盐复配施用的效果优于单一钝化剂处理,腐殖酸与羟基磷灰石(P/Pb物质的量比为2.4)复配施用时效果最明显,土壤EDTA和PBET提取态Pb的质量分数分别降低了29.7%、18.1%;BCR形态分级实验表明,添加钝化剂可有效减少土壤活性较高的弱酸提取态Pb的含量,增加活性较低的残渣态Pb含量,与单一钝化剂处理相比,腐殖酸和磷酸盐复配施用效果更好,尤其是与难溶性的羟基磷灰石复配施用效果最显著.     

羟基磷灰石表面特性差异对重金属污染土壤固化修复的影响

利用两种不同尺寸和形貌的羟基磷灰石(MHA和NHA),通过XRD、TEM、DLS、Zeta电位、FTIR和丁达尔效应等表征分析,结合土壤pH值测定、TCLP提取和形态分析,探究两种羟基磷灰石对铜、镉和铅污染土壤钝化效果差异的原因.研究表明,MHA颗粒呈无定形结构,由大量晶粒聚集组成,NHA颗粒呈棒状,结晶度高,单个晶体粒径尺寸在20—90 nm,MHA和NHA两种材料的平均水合粒径分别为334 nm和3.1μm.MHA颗粒表面OH-分布较多,且水合粒子比表面积更大,更有效地提升了土壤的pH值,增多了铜、镉和铅的难溶盐沉淀,增强了材料颗粒与土壤中铜、镉和铅离子的络合作用; NHA颗粒的Zeta电位绝对值低,其颗粒在土壤溶液中易团聚,造成水合粒子比表面积减小,但NHA颗粒表面Ca2+分布较多,其与土壤中重金属的离子交换作用更强.总之,MHA和NHA颗粒表面主要离子分布的差异以及材料在土壤溶液中水合粒子大小的不同是造成两者钝化修复效果差异的主要原因,MHA对土壤中植物可利用态重金属的钝化效果更好,而NHA更有效地将土壤中植物可利用态重金属转化为植物不可利用态,钝化稳定性更好.