中国南方河流和湖泊沉积物对菲的吸附特性

采用循环吸附/解吸实验法,研究了西湖,滇池,太湖,甬江和钱塘江表层沉积物对菲的吸附特性.结果表明5水域沉积物对菲的吸附行为与沉积物有机碳含量有关,西湖和滇池沉积物对菲的吸附表现出明显不可逆性.研究发现当将总吸附量分解成可逆和不可逆吸附2个部分后,其可逆吸附部分可以很好地用脂/水分配机理进行预测.本工作认为河流和湖泊表层沉积物中的有机碳是控制菲环境行为的一个重要因素,但是其生态风险同时取决于沉积物的不可逆吸附特性.     

改性壳聚糖的制备及其对水中酞酸酯的吸附

以柠檬醛化学改性壳聚糖,制备柠檬醛交联壳聚糖树脂。采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面测定及孔径分析方法表征柠檬醛交联壳聚糖树脂的结构。在25℃,pH为7条件下,考察柠檬醛交联壳聚糖树脂对3种酞酸酯(PAEs)邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸2-乙基己酯(DEHP)的吸附性能,剖析吸附机理。研究结果表明,壳聚糖对DMP、DEHP和DBP的吸附容量分别为92、113和87 mg/g,而柠檬醛交联壳聚糖树脂对DMP、DEHP和DBP的吸附容量分别为147、166和190 mg/g,柠檬醛交联壳聚糖树脂对3种PAEs的吸附效果明显提高,吸附动力学均满足一级动力学方程。经吸附剂再生实验,柠檬醛交联壳聚糖树脂对PAEs的脱附率达到96.5%~97.1%,可重复使用。     

林丹的吸附解吸行为对其沉积物基准的影响

研究了林丹在3种沉积物上的吸附/解吸行为.结果表明,在3种沉积物上的吸附等温线都符合Freundlich模型,其吸附性能受有机碳含量和颗粒分布的影响.而解吸等温线明显地偏离吸附等温线,存在显著的解吸滞后现象,解吸用二元平衡解吸(DED)模型进行拟合,效果良好.解吸不可逆程度随着沉积物中林丹初始浓度增大而增大.由DED模型推算的沉积物基准值比用线性模型推算的基准值高46倍以上.     

泉州湾邻苯二甲酸酯的地球化学特征

于2013年10月和2014年3月采集泉州湾表层海水、沉积物和生物体样品,采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对16种邻苯二甲酸酯(PAEs)进行定性、定量分析,研究泉州湾海水、沉积物及生物体中16种邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)的含量分布、化学组成及环境意义。结果表明,研究的16种邻苯二甲酸酯类化合物中,表层海水、悬浮颗粒物(SPM)、表层沉积物以及牡蛎样品中均检出邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二环己酯(DCHP);泉州湾表层海水中邻苯二甲酸酯溶解态总含量(PAEs)在1059.78~5893.17 ng/L之间,平均值为2996.82 ng/L,悬浮颗粒态总含量在11.09~270.39 g/g之间,平均值为110.47 g/g,表层沉积物中PAEs在206.6~464.2 g/kg之间,平均值为348.2 g/kg,生物体牡蛎中PAEs在179.29~254.24 g/kg之间,平均值为216.77 g/kg;DiBP、DBP和DEHP为PAEs的主要成分。与其他地区比较,泉州湾海洋环境中PAEs总体污染水平处于中等偏低水平。     

长江重庆段两江水相、间隙水和沉积物中邻苯二甲酸酯的分布与分配

对长江重庆段两江水相、间隙水和沉积相中5种邻苯二甲酸酯(PAEs)的分布与分配进行了研究.结果显示水相中PAEs含量为53.2 ～343.0 ng·L-1,间隙水中为916.8～7517.1 ng·L-1,沉积相为1787.0 ～5045.9 ng·g-1,间隙水相PAEs含量高于水相;比较两江PAEs分布,支流嘉陵江污染程度高于长江干流;邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)是水体和沉积物中的主要污染物,在间隙水相存在明显富集,这两种污染物在水相中的含量低于地表水质量标准;黏土是影响沉积相中PAEs分布的重要因素,有机质含量对其影响较小;沉积物-间隙水间的lgKoc值与lgKow不相关,DBP在沉积物和间隙水间的分配接近平衡,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)有由沉积相向间隙水相迁移的趋势,DEHP则由间隙水相向沉积相迁移.与国内外其他地区相比,研究区PAEs含量处于中等偏下水平.     

西辽河沉积物有机组分对磷的吸附影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机组分对磷的吸附影响.结果表明,西辽河沉积物对磷的饱和吸附量Гm值为953.64mg/kg.吸附分配系数K值为40.50;去除有机质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,碳标化饱和吸附量Гmoc值和吸附分配系数Koc值分别只能达到原样的12.07%和27.49%,说明有机质是影响磷在沉积物上吸附的主要因素;沉积物有机组分中的轻组有机质是一类橡胶态胶体,磷在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为77.13;沉积物有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为1225.63mg/kg;重组有机质是一类玻璃态胶体,磷在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量为3546.69mg/kg.影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质.     

废旧塑料处置地沉积物中邻苯二甲酸酯污染特征及其生态风险

为了解废旧塑料处置活动对区域水体的影响,采用气相质谱联用仪(GC-MS),对河北省某废旧塑料处置地沉积物中16种PAEs(phthalate esters,邻苯二甲酸酯)的污染特征和生态风险进行了研究. 结果表明:研究样地的w(∑₁₆PAEs)为0.527~102 μg/g, 平均值为18.9 μg/g,其中,DEHP〔邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯〕是PAEs最主要的污染单体,平均占w(∑PAEs)的66.6%. 对该处置地的污染物源分析表明,沉积物中PAEs主要来源于废旧塑料回收利用过程中的环境排放. 沉积物中w(DEHP)(14.2 μg/g)和w(DBP)(1.41 μg/g)(DBP为邻苯二甲酸二正丁酯)均超过各自环境风险限值(ERLs),w(DIBP)(DIBP为邻苯二甲酸二异丁酯)超过了美国华盛顿州颁布的沉积物质量警戒限值(0.610 μg/g). 研究显示,沉积物中DBP对鱼类的生态风险及DEHP对藻类和鱼类的生态风险水平不可接受,应引起足够重视.      

邻苯二甲酸酯在黄河沉积物上的吸附特性

文章利用反相高效液相色谱技术研究了黄河兰州段沉积物对水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的吸附动力学,以及DMP、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丙酯(DnPrP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)在沉积物上共存的等温吸附行为,探讨了助溶剂甲醇、离子强度等对吸附的影响。结果表明,在一定的浓度范围内,DMP在沉积物上的吸附速率先快后慢;DMP、DEP在沉积物上的等温吸附行为符合线性方程,而DnPrP、DBP的吸附等温线以Freundlich方程拟合最佳;沉积物对DMP的吸附容量还随着离子强度和溶液中甲醇百分比含量的增大而降低。     

全氟辛烷磺酸盐在天然水体沉积物中的吸附-解吸行为

通过平衡振荡试验,探讨了沉积物的理化性质(总有机碳含量、粒度、阳离子交换容量、比表面积)、离子强度和pH值对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)吸附-解吸行为的影响.结果表明,在中性环境中PFOS在水和沉积物中有机质之间的分配作用是影响其吸附行为的重要机制,分配系数Kd与沉积物中总有机碳含量呈显著正相关(r=0.96,p＜0.01,n=15).随着离子强度的增加,盯OS在沉积物中的吸附量明显增大,解吸滞后现象更加明显.pH的影响在酸性和碱性条件下(pH 4～8.5)呈现出不同的特点,在酸性条件下随pH值增加,PFOS在沉积物中的吸附量减少;在pH接近中性时达到最小值;在碱性条件下随pH增加,吸附量增加.     

长江武汉段水体邻苯二甲酸酯分布特征研究

分别采集了丰水期和枯水期时长江武汉段30个点位上的河水和沉积物样品,用气相色谱法对样品中的邻苯二甲酸酯类(PAEs)含量进行测定,分析其在长江武汉段水体中的分布特征.结果表明,[1]丰水期时支流和湖泊水中PAEs浓度范围为0.114～1.259 μg/L,枯水期时为0.25～132.12 μg/L.丰、枯水期干流水相中PAEs的浓度范围分别为0.034～0.456 μg/L和35.73～91.22 μg/L,均有沿程升高的趋势.[2]枯水期支流和湖泊沉积相中PAEs浓度范围为6.3～478.9 μg/g,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)有由水中向沉积物中迁移的较强趋.丰、枯水期干流沉积相中PAEs浓度范围分别为151.7～450.0 μg/g和76.3～275.9 μg/g;丰水期时DBP由沉积相向水相迁移,枯水期时DEHP在沉积物中未达到吸附最大.[3]5种被研究的邻苯二甲酸酯类化合物中, DBP和DEHP是主要污染物,国家地表水环境质量标准规定这2种物质的标准限值分别为0.001、0.004 mg/L,丰水期时所有的干支流均符合此标准,枯水期时干支流超标率为82.4%.[4]长江武汉段PAEs污染水平与意大利Velino河以及黄河中下游水体相近,但丰水期时水相PAEs含量远低于国内外一般水平.     

长江中下游平原三个湖泊表层沉积物对磷的吸附特征

以长江中下游太湖、巢湖和龙感湖等3个湖泊表层沉积物(0～1cm)为对象,研究了不同沉积物对湖水中磷的吸附特性,并探讨了沉积物表面特性和化学组分等因素对磷的吸附行为的影响.结果表明:表层沉积物对磷的吸附作用主要发生在快吸附过程的前1～2h之内;湖泊表层沉积物对磷的吸附基本符合修正后的Langmuir型等温方程,不同采样点的表层沉积物中本底磷吸附量(QNAP)以及磷饱和吸附量(Qmax)差别显著,与采样点所处环境条件有很大关系.同时,沉积物的饱和吸附量与比表面积、活性铁、铝含量和有机质含量有较好的正相关性,相关系数分别为0 92,0 98,0 78和0 96;活性铁、铝含量与有机质含量之间也有较好的正相关性;颗粒物Zeta电位在一定程度上影响沉积物对磷的吸附能力.     

Tween20对DDT在胶州湾沉积物上吸附行为的影响

研究了非离子表面活性剂失水山梨醇聚氧乙烯（20）醚月桂酸酯（Tween20）对二氯二苯基三氯乙烷（滴滴涕,DDT）在海洋沉积物上吸附动力学和热力学行为的影响.在实验浓度范围内,Tween20的加入能够加快DDT在沉积物上的吸附速率,吸附符合伪二级吸附速率方程,吸附等温线符合Freundlich等温式,吸附作用随着Twe...     

天然富碳沉积物中菲的吸附行为研究

根据密度和粒度,对受煤矿活动影响的天然沉积物进行分离,并研究原始沉积物和各组分对菲的吸附行为.岩相分析鉴别出沉积物中富含煤和各种煤的生成物,这些富碳物质对沉积物中PAHs的行为意义重大.分别应用了Freundlich以及分配和填孔二元模型对实验数据进行拟合.结果表明,各组分对菲的吸附均表现出非线性的吸附特征,其n值在0.72～0.76之间.轻组分lgKFr高达4.03,显示出与原煤相当的吸附容量.同时,相比Freundlich模型,二元模型表现出更好的拟合度,揭示了低cw下以“填孔”为主导,高cw下以“分配”为主导的吸附机制.富含富碳物质的轻组分虽然在沉积物中含量不足5%,但该组分对整个沉积物吸附量的贡献率高达60%以上.     

长江口底沙再悬浮对重金属迁移的影响

通过分析长江口南槽上段白龙港排污口邻近水域14 h不间断定点剖面上采集的水体中颗粒态和溶解态重金属元素Zn,Cu,As,Cd,V,Cr,Ni和Pb浓度,研究潮周期内表层沉积物的再悬浮对重金属在颗粒态和溶解态中分配和迁移的影响.结果表明:潮周期内中层单位质量悬沙的重金属浓度(Mp)始终大于底层;随着含沙量(TSS)增大,单位悬沙的各重金属浓度(Mp)减小,水体中各重金属颗粒态浓度(Ms)增大,溶解态浓度(Md)减小;当含沙量大于一定值时,单位悬沙的各重金属浓度趋向稳定值;含沙量分别在涨憩和落急时达到峰值,所以涨憩沙峰时刻有利于重金属的吸附,但落急沙峰时刻因流速较大,不利于重金属的吸附.因此,转流时水质较涨、落急好.     

沉积物化学浸取与毒性有机物多组分吸附模式

以粘土矿物、金属氧化物、碳酸钙和腐殖酸为近海沉积物模拟样品进行了吸附γ－６６６的实验研究，根据模拟实验得到的吸附规律，将实际近海沉积物样品进行了化学浸取，分离掉其中的有机质，通过浸取与未浸取沉物对两种毒性有机物的吸附实验，建立了沉积物中无同和有机质组分吸附疏水性有机物的二级分地模式，用该模式解释了过去难以解释的实验现象。     

岱海沉积物内源磷释放特征的研究

岱海沉积物及水体营养盐浓度较高,内源污染释放风险大,水体营养盐浓度逐年上升.通过分析岱海西南湖区、东北湖区及中心湖区沉积物磷吸附动力学特征和吸附等温特征,计算沉积物NAP（native adsorbed phosphorus,吸附解吸态磷）浓度和EPC₀（equilibrium phosphorus concentration,平衡磷浓度）,明确岱海各湖区沉积物磷的“源-汇”转换机制.结果表明:①准二级动力学模型能够较好地描述沉积物样品对磷的吸附动力学行为,且沉积物吸附磷的速率较快,最高吸附速率达11.45 g/（mg·min）,在8 h内沉积物对磷的吸附可趋于平衡状态.②修正后的Langmuir等温吸附模型（R2为0.907 6~0.974 2）能较好地描述沉积物对磷的吸附等温行为,且通过参数计算发现,岱海中心湖区的沉积物具有较高的磷吸附量,最大值为0.867 mg/g.③通过对比NAP含量、沉积物EPC₀与间隙水中SRP（soluble reactive phosphorus,可溶性活性磷）浓度,发现岱海中心湖区沉积物有较大的磷释放风险,西南湖区和东北湖区磷释放风险较小.④岱海中心湖区沉积物较高的NAP含量及pH导致该区内源磷释放风险加大.根据岱海沉积物磷释放呈现的区域性特征,在内源磷释放控制方面,可采取轻重结合的防控方式对岱海湖区进行重点防控.      

泥沙腐殖质荧光特性及其与双酚A和类固醇吸附的关系

用批处理的方法测定了泥沙碱性可提取腐殖质对双酚A(BPA)和两种典型类固醇(17β-雌二醇(E2)和17α-乙炔基雌二醇(EE2))的吸附规律,分析了泥沙碱性可提取腐殖质的荧光光谱特征;探讨了腐殖质荧光光谱特征与BPA、E2和EE2吸附的关系.结果表明,泥沙碱性可提取腐殖质占泥沙总有机碳含量的9.3%～27.1%,BPA、E2和EE2三种物质的标化分配系数logKoc(hs)值变化范围分别为:3.14～4.09、3.47～4.33和3.65～4.32,其平均值大小顺序为EE2＞E2＞BPA,与3种物质辛醇水分配系数大小顺序一致.不同泥沙碱性可提取腐殖质的荧光光谱都有2个特征峰,其位置分别在Ex/Em=(310～330nm)/(390～400 nm)(α)和Ex/Em=(250～260nm)/(400～450nm)(α');2个特征峰峰强度比值(Iα'/Iα)变化范围为0.46～1.64;而且,泥沙中富里酸的荧光光谱与碱性可提取腐殖质的类似.腐殖质荧光光谱特征峰α由相对稳定、高分子量的芳香性类富里酸物质产生,随着芳香性类富里酸物质含量的增加Iα'/Iα值减小,因此,BPA、E2和EE2三种物质的logKoc(hs)与Iα'/Iα值间存在线性关系.