不同质地土壤中四环素类抗生素的吸附解吸特性研究

抗生素滥用导致的低浓度抗生素环境暴露诱导产生抗生素耐药基因,对人类健康构成潜在威胁。土壤是抗生素类污染物的主要容纳库,也是其迁移进入水环境的必经路径。采用批平衡吸附试验法,研究了四环素和土霉素在不同质地土壤(黏土、壤土和砂土)中的吸附和解吸行为。结果表明,黏土、壤土和砂土对四环素和土霉素的吸附过程可分为快速吸附阶段和慢速平衡阶段。吸附行为均可用Freundlich模型描述,平均拟合决定系数为0.996,其中壤土对四环素和土霉素的吸附能力最强,砂土的吸附能力最弱。四环素和土霉索在黏土和砂土中属于"S型"等温吸附,在壤土中的吸附属于"L型"等温吸附。研究表明,四环素在土壤中的吸附以物理吸附为主,且在黏土、壤土和砂土中解吸过程的滞后系数明显高于土霉素。     

河流沉积物对镉和铊的竞争吸附-解吸特性

探讨了不同粒径的表层沉积物对镉(Cd~(2+))和铊(Tl~+)的单一、竞争吸附-解吸特性,并通过对吸附前后沉积物颗粒进行红外光谱和X-光电子能谱分析,探讨了其吸附机理。结果表明,重金属吸附量均随溶液初始质量浓度增加而增大,且随沉积物粒径增大而减小;吸附率随初始质量浓度增加而减小。沉积物对Cd~(2+)的吸附量高于Tl~+,且Cd~(2+)和Tl~+的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich吸附模型。重金属解吸量随吸附量增加而呈指数增加趋势。当重金属Cd~(2+)和Tl~+共存时,各吸附量均有不同程度的下降,而解吸率略高于单一环境。红外光谱分析表明,沉积物中羟基与羧基均参与了Cd~(2+)和Tl~+的吸附;X-射线光电子能谱分析表明,沉积物吸附Cd~(2+)和Tl~+后,金属价态不发生改变。     

菲和萘在黄土上的吸附等温线和吸附热力学

研究了菲和萘在黄土上的吸附行为,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性.结果表明,菲和萘在黄土上的吸附等温线呈非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为.菲和萘在天然黄土上的吸附量随温度升高而降低.其吸附是一个放热过程,吸附热分别为0.017 74 kJ·mol-1和-0.061 25 kJ·mol-1; 吸附的标准自由能改变量分别为-9.939 kJ·mol-1和-7.333 kJ·mol-1.标准自由能的变小是菲和萘在黄土上吸附的推动力.经过阳离子表面活性剂改性后的黄土对菲和萘的吸附能力,随加入的表面活性剂占原土阳离子交换容量(CEC)的百分数增大明显增强,能更加有效地去除水环境中的多环芳烃类污染物.     

川西平原水稻土中SMX迁移行为的影响因素研究

磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMX)这类有机污染物(Organic Contaminants,OCs)可以通过多种途径进入农田生态系统,对人类健康和生态环境构成危害。采用批量平衡试验方法,运用高效液相色谱分析技术,研究了不同因素(土壤性质和外在因素)对SMX在水稻土中迁移行为的影响;结合多种方法,掌握SMX在水稻土中的吸附特征,探讨不同因素与SMX行为改变的关系。结果表明:SMX在水稻土中的吸附量与其比表面积呈线性正相关(r=0.996,p0.001);随水稻土粒径减小,SMX的吸附量呈增大趋势,随溶液酸碱度增大,吸附量逐渐减小;pH7的水稻土吸附量较pH7的水稻土高;H/C、O/C、(N+O)/C原子数的比值及O+N+S质量分数较高的水稻土会发生一定变异性;不同形态SMX在水稻土中的吸附能力从大到小依次为阳离子形态、中性分子形态、阴离子形态;不同影响因素在一定程度上控制了农田土壤中SMX的环境地球化学行为。     

8-羟基喹啉功能化树脂HQDK-110对Hg2+的吸附性能

8-羟基喹啉对金属离子具有良好的络合性能。研究了一种8-羟基喹啉接枝DK-110的螯合型离子交换树脂HQDK-110对Hg~(2+)的吸附性能,并与DK-110树脂进行比较。考察了不同吸附时间、Hg~(2+)浓度、温度和pH值条件下两种树脂对Hg~(2+)的吸附性能和去除性能。结果表明,HQDK-110和DK-110树脂对Hg~(2+)的适宜吸附p H值为4.5左右。25℃时,HQDK-110和DK-110树脂对Hg~(2+)的吸附容量分别为2.496 mmol/g和2.290 mmol/g。HQDK-110和DK-110对Hg~(2+)的吸附过程更接近于一级动力学方程,其一级吸附动力学常数k1分别为0.009 4 min-1和0.011 8 min-1。吸附过程符合Langmuir等温吸附方程。研究表明,HQDK-110对Hg~(2+)的吸附量和去除率优于DK-110,且树脂的稳定性优于DK-110,湿态树脂比干态树脂具有更好的重复使用性能。     

金针菇废弃物对Pb~(2+)的生物吸附研究

从震荡时间、pH值、重金属初始质量浓度、共存离子对Pb~(2+)吸附影响等方面探讨了金针菇废弃物对Pb~(2+)的吸附性能。结果表明:金针菇对Pb~(2+)的平衡吸附时间为60 min,最佳pH值吸附范围是5~7。在低初始质量浓度范围内(10~60 mg/L),金针菇对Pb~(2+)的吸附率随着初始Pb~(2+)质量浓度增加而降低;在高质量浓度范围内(60~100 mg/L),金针菇对Pb~(2+)的吸附率随着Pb~(2+)初始质量浓度的增加反而增加;Cd~(2+)的存在显著促进了Pb~(2+)的吸附,而Cu~(2+)的存在对Pb~(2+)的吸附无显著影响。动力学实验表明:金针菇废弃物对Pb~(2+)的吸附符合伪二级动力学方程,相关系数R2为0.957 8。Langmuir方程能够很好地描述金针菇对Pb~(2+)的吸附热力学过程(R2=0.966 1),理论吸附容量为13.61 mg/g。扫描电镜显示,金针菇吸附Pb~(2+)后细胞壁增厚,且有少量结晶出现。     

湘江衡阳段沉积物对硝态氮的吸附特性研究

为探究沉积物对水体中硝态氮的吸附特性,以湘江衡阳段上游沉积物为研究对象,通过室内模拟吸附试验,探讨沉积物吸附硝态氮的影响因素、动力学规律及吸附等温线特征,并且利用SEM、FTIR等表征手段揭示吸附机理。结果表明,环境因素的改变会对硝态氮的吸附产生一定影响,泥水比的增大使沉积物的固体浓度效应明显,吸附量减小;硝态氮初始质量浓度越高,吸附量越大;温度越低越有利于沉积物对硝态氮的吸附;扰动速率偏高和偏低都会使吸附量减小。吸附过程在60 min后逐渐达到稳定,其吸附过程符合准二级动力学模型方程和Langmuir等温吸附方程,以化学吸附和单分子层吸附为主。SEM表征分析表明,沉积物呈粗糙多孔的片层结构,具有较多的吸附位点;FTIR表征分析表明,沉积物对硝态氮有一定的吸附作用,沉积物中含有羟基、酰基等多种基团,与硝态氮反应的机理主要表现为置换和吸附作用。     

Fe3+对水溶液中泰乐菌素光解的影响

为了正确评估抗生素的环境风险,了解抗生素在水环境中自然光转化的规律,以泰乐菌素作为目标污染物,考察了溶液pH值、Fe~(3+)、H_2O_2及腐殖酸(Humic Acid,HA)对泰乐菌素光降解的影响。结果表明:酸性条件下泰乐菌素的光解速率明显高于中性及碱性条件;在纯水体系中,H_2O_2及HA存在下,Fe~(3+)的存在能够明显促进泰乐菌素的光降解。Fe~(3+)对泰乐菌素光解的影响机制可能包括类Fenton反应和铁离子的氧化还原循环两个过程。因此,在评估抗生素的环境风险时,应当综合考虑Fe~(3+)及共存的环境条件对其自然光转化过程的影响。     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

垂直流-水平潜流组合湿地对磺胺类抗生素的去除

利用垂直流串联水平潜流的组合人工湿地处理污水处理厂尾水,比较有植物和无植物组合湿地对磺胺类抗生素母体及N4乙酰代谢物的去除效果。结果表明:有植物组合湿地的去除效率为72.31%,高于无植物组合湿地的59.71%;不同种类湿地植物对磺胺类抗生素的吸收累积能力存在差异,美人蕉积累量最大,其次为风车草,花叶芦竹最低;植物各部位对磺胺类抗生素的积累为地下组织(根)大于地上组织(叶和茎);基质对磺胺类抗生素的吸附能力表现为有植物基质吸附量大于无植物基质,变化范围为0.34~1.59 ng/g dw,表明湿地植物的存在更有利于磺胺类抗生素的降解。垂直流-潜流组合湿地能较好地降解磺胺类抗生素,但其降解机理及植物在其中的作用有待进一步研究。     

海洋沉积物吸附Pb(Ⅱ)的特性研究

以黄海海洋沉积物作为研究对象,研究了Pb在沉积物上的吸附行为,探讨了pH值、时间、温度和沉积物上不同成分对吸附作用的影响.并讨论了其吸附热力学性质和吸附机理,同时还进行了解吸研究.结果表明,pH值显著影响沉积物对Pb2+的吸附,pH=6.0时吸附效果最好.其动力学行为符合Lagergren准二级动力学模型.Pb(Ⅱ)的吸附量随着温度的升高而升高,Langmuir和Freundlich模型均能很好拟合等温吸附试验数据.热力学分析表明,该吸附过程是自发的吸热过程.沉积物中存在的碳酸盐、氧氧化物对沉积物吸附Pb的贡献最大.沉积物中的有机质与Pb2+结合更加牢固,使其不容易解吸.     

两种污泥对Cu~(2+)和Cr~(6+)吸附性能试验研究

分别以好氧颗粒污泥和絮状污泥为吸附剂,在不同的吸附条件(pH值、吸附时间、吸附温度、不同浓度离子共存)下,探讨对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附效果。试验结果显示,两种形态污泥对Cu~(2+)的吸附能力较强,其中颗粒污泥最佳吸附条件为pH值为7.1,吸附时间30 min,温度30℃,而絮状污泥在弱酸的环境下(pH值为4~7.1)对Cu~(2+)的吸附效果较好;在上述条件下,絮状污泥和颗粒污泥对Cu~(2+)的吸附量分别为22.26 mg/g和23.62 mg/g;Cu~(2+)的存在有利于污泥对Cr~(6+)的吸附,反之则不然。     

渭河西咸段表层沉积物重金属赋存形态及风险评价

以渭河西咸段表层沉积物及其孔隙水为研究对象,采用ICPMS测定了As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量,应用改进BCR法分析了沉积物重金属的赋存形态特征,基于风险评价编码法(RAC)和潜在生态风险指数法(PERI)评价了表层沉积物重金属的生态风险。结果表明:渭河西咸段表层沉积物已受到多种重金属的复合污染,孔隙水中As和Cd质量浓度在部分断面超过US EPA水生生物水质基准的持续基准质量浓度,表层沉积物中Cd质量比在所有断面、其余重金属质量比在部分断面超过其对应陕西省A层土壤背景值;表层沉积物重金属赋存形态各异,Cd主要存在于酸可溶态中,Pb主要存在于可还原态中,Cu、As和Cr主要存在于残渣态中,Zn在酸可溶态和残渣态上均有较高的比例,以残渣态为主;RAC评价显示,As和Cu处于低风险级或中风险级,Cd处于高风险级或极高风险级,Cr、Pb均为低风险级,Zn在低风险级和高风险级之间变化;RI评价显示,各断面处于轻微至极强生态风险,Cd处于较强至极强生态风险,其余重金属均属于轻微生态风险。     

水环境中不同形态锑的迁移转化及影响因素研究进展

锑被美国环境保护署和欧盟列为优先控制污染物,形态变化是其对水生动植物毒性大小的决定性因素。锑的毒性和对人类潜在的致癌性成为人们关注的热点,而目前关于不同形态锑的分离、迁移、转化和定量分析研究仍然不足。综述了水-沉积物体系中不同形态锑迁移转化的过程及规律,总结了不同形态锑的分析方法,分析了氧化还原作用、络合作用和吸附-解吸作用对不同形态锑迁移转化的影响,以揭示不同形态锑在水-沉积物体系中的迁移转化机理。     

桉树遗态HAP/C复合材料吸附水中Pb~(2+)的吸附机理研究

用饱和Ca(OH)_2和浓度为0.02 mol/L的磷酸氢二铵溶液对桉树块进行改性获取新材料桉树遗态钙羟基磷灰石(HAP/C)复合材料,用于吸附水中的Pb~(2+),研究温度和时间对吸附的影响,并通过经典模型拟合,材料吸附前后的EDS、XRD和FT-IR表征探讨其吸附机理。结果表明,吸附更符合Langmuir等温模型拟合(R~20.99);吸附动力学特征很好地遵循准二级动力学模型(R~2=1);吸附剂中的磷灰石与Pb~(2+)发生了离子交换、表面吸附、溶解-沉淀作用,Pb~(2+)被固定在磷灰石中。     

汞在胶州湾北部沉积物上的吸附特征研究

为研究胶州湾北部沉积物汞吸附的特征,于2012年5月中旬在位于胶州湾北部的红岛贝类养殖滩涂采集沉积物样品,选取两种理化性质差异较大的沉积物。采用F732-V型冷原子吸收测汞仪对沉积物中的总汞质量比进行测定。结果表明,在两种汞质量浓度条件下,有机质质量比和CEC值较高的沉积物最大汞吸附量与有机质质量比和CEC值较低的沉积物最大汞吸附量的比值在106%~143%。用Langmuir、Freundlich、Temkin等温吸附方程对试验数据进行拟合,其中Freundlich(r=0.917~0.945)、Temkin(r=0.909~0.932)等温吸附方程的拟合程度较高。pH值对两种沉积物的汞吸附量有明显影响,当pH值约为7时,两种沉积物的汞吸附量均最大;pH7时,两种沉积物的汞吸附量随pH值增加而递增;pH7时,两种沉积物的汞吸附量随pH值增加而减小。     

烷基酚和烷基酚聚氧乙烯醚的环境行为

烷基酚聚氧乙烯醚(APEOs)是一种广泛使用的表面活性剂,在污水处理厂和环境中降解为持久性更强,毒性更大的烷基酚(A^)--辛基酚(OP)及壬基酚(NP),以及短链的NPEO1、NPEO2和NPEO3.这些代谢物中的有些有类环境激素性质,目前环境中存在的浓度已经达到扰乱野生生物和人类内分泌功能的剂量.本文对APEOs和APs在环境各介质中的行为进行综述,列出了该类物质在大气、室内空气、地表水和水底沉积物中、污水处理厂的出水、剩余污泥中,以及土壤等环境各相中的浓度阈分布,同时也分析了其在环境中的迁移转化和归趋,旨在为今后的研究提供有效的依据.     

太湖悬浮物磷的形态分布特征

应用螫合剂分级提取法研究太湖5个湖区悬浮物和表层沉积物中磷的形态分布特征,该方法把磷的形态分为水提取弱吸附态磷(Ex-P)、铁结合态磷(Fe-P)、钙结合态磷(Ga-P)、酸提取有机磷(OrgPac)、碱提取有机磷(Org-Palk)和残渣态磷(Res-P),并对不同形态的磷在沉积物和悬浮物质中的迁移进行了探讨.结果表明,悬浮物和沉积物中磷的形态分布差异很大,悬浮物中磷的主要形态为铁结合态磷和有机态磷,二者的相对含量之和约为80%,而表层沉积物中磷的主要形态是有机态磷,相对含量为50%;悬浮物中铁结合态磷的绝对含量平均值为1 271 mg/kg,表层沉积物中则为190 mg/kg;悬浮物中铁结合态磷相对含量平均值是沉积物中的2.7倍.大量铁结合态磷在悬浮物的沉降过程中可能完成了形态的转化,成为藻类生长的磷营养源.     

高分子混凝剂处理电厂脱硫废水中Cu2+的实验研究

实验制备了锌镁铝聚合混凝剂,并用该混凝剂作为柱撑剂柱撑粘土。以铜离子为模拟污染物,对物质的制备条件及实验工况进行了探索,实验确定了锌镁铝混凝剂的最佳制备条件,用最佳条件下的混凝剂作为柱撑剂,以河北土为载体制备柱撑粘土,该柱撑粘土对铜离子去除效率可达98.4%,无机盐类柱撑粘土吸附Cu~(2+)符合二级动力学方程。对比柱撑粘土的BET表征数据发现,经柱撑后粘土的比表面积较提纯土有了较大的提高,表征结果与实验数据吻合。     

西辽河不同粒级沉积物对重金属镉的富集特征

为估算随泥沙颗粒迁移的重金属镉(Cd)的质量分数,采用平衡吸附法研究了西辽河不同粒级沉积物对Cd的富集特征。结果表明,不同粒级沉积物对Cd的富集系数从大到小依次为黏粒(6.65)、粉粒(4.13)、细砂(0.92)、粗砂(0.90)。黏粒级沉积物对Cd属于重度富集,粉粒级沉积物对Cd属于中度富集。其原因有二:细粒级沉积物中腐殖质含量明显高于粗粒级;细粒级沉积物中稳结态腐殖质比例较高,稳结态腐殖质的腐殖酸组成以胡敏酸为主,胡敏酸在复合体表面形成了S-HA-Cd三元配合物,增加了黏土矿物表面吸附位。西辽河沉积物在汛期黏粒级和粉粒级冲泻质泥沙所携载的吸附态镉质量分数可分别按沉积物原样的6.65和4.13倍估算。