模拟淋溶场景下典型POPs废物的释放规律

以含硫丹废物(硫丹乳油生产废弃物)和含多溴联苯醚废物(废旧打印机外壳)为研究对象,分别研究了在含硫丹废物堆存和含多溴联苯醚废物简单填埋场景下的浸出动态变化规律,并采用相关模型对其浸出规律进行模拟。结果表明,在0~48 h这段时间内,硫丹和多溴联苯醚(BDE-28、BDE-47和BDE-66)的浸出量增加较多,48 h之后,渐趋稳定;整个过程的浸出速率均随时间的延长而减小;其中,累积浸出量和浸出速率大小依次为:α-硫丹>β-硫丹,BDE-47>BDE-28>BDE-66。并且α-硫丹、β-硫丹和多溴联苯醚(BDE-28、BDE-47和BDE-66)的累积浸出量随时间的变化趋势可用Elovich方程进行拟合,表明硫丹与多溴联苯醚的浸出过程是非均相扩散过程。     

镇江斜发沸石对氨氮的吸附动力学及热力学研究

采用静态平衡法,开展了镇江斜发沸石对水中氨氮的吸附动力学和热力学研究.结果表明,吸附量随反应温度升高而增加,斜发沸石对氨氮吸附符合Freundlich等温线方程,对氨氮吸附实验数据与准二级动力学模型拟合更好(R2＞0.998),热力学参数吸附焓变△H=18.26 kJ/mol,熵变△S=0.0632 kJ/kmol,对...     

UV/SO_3~(2-)体系降解水中十溴联苯醚

十溴联苯醚(BDE-209)是全球应用最广泛的溴系阻燃剂之一。它可以长时间在环境中迁移,是一种亲脂疏水、可生物积累的难降解有机污染物。研究了UV/SO_3~(2-)高级还原体系对BDE-209的降解动力学,并分别考察了SO_3~(2-)浓度、p H、BDE-209初始浓度对其降解和脱溴效能的影响。结果表明,UV/SO_3~(2-)体系在BDE-209初始浓度为0.3μmol·L~(-1)、p H为7、SO_3~(2-)为1.0 mmol·L~(-1)、反应90 min时的降解效果最佳,降解率为93.54%;SO_3~(2-)浓度越高,BDE-209的降解和脱溴效果越好;酸性条件有利于BDE-209的降解;较高的BDE-209浓度不利于体系脱溴反应的进行。BDE-209的降解过程遵循伪一级动力学规律;脱溴过程主要通过e_(aq)攻击C—Br键分步实现。     

pH和温度对2,2’,4,4’-四溴联苯醚在土壤中吸附和解吸行为的影响研究

研究了pH和温度对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在土壤中的吸附和解吸行为的影响。结果表明,pH和温度都可以影响BDE-47在受试土壤中的吸附和解吸行为。pH升高或降低均会使土壤对BDE-47的吸附能力提高,且在碱性环境中提高的程度更大;酸性或碱性条件下BDE-47在土壤中的解吸滞后性显著增强。温度降低后,土壤对BDE-47的吸附能力提高,5℃时的单点分配系数(Kd,表征土壤对BDE-47的吸附能力)是25℃时的1.03~1.67倍;温度由25℃降低到5℃后,BDE-47在土壤中的解吸滞后性增强。     

粉煤灰/氧化石墨烯复合材料吸附Hg(Ⅱ)

利用売聚糖(CS)将氧化石墨烯(GO)交联到粉煤灰颗粒上,制备出粉煤灰/氧化石墨烯(FCGO)复合吸附材料。扫描电子显微镜(SEM)、漫反射红外光谱(DRIFT)和X射线电子光谱(XPS)对FCGO的研究表明GO被成功负载到粉煤灰上。静态吸附实验表明pH值接近中性时有利于FCGO对Hg(Ⅱ)的吸附,共存阴离子促进而阳离子抑制对Hg(Ⅱ)的吸附。动力学研究表明FCGO吸附Hg(Ⅱ)符合Elovich方程模型,饱和吸附量高达42.2 mg·g~(-1)1。非线性Redlich-Peterson模型比Langmuir和Freundlich模型更适合描述吸附过程。热力学参数△H~0=12.20 kj·mol~(-1),△S~0=48.92 J·(mol K)~(-1),△G~0=-4.09kJ·mol~(-1)(333K)表明吸附过程是吸热且自发进行的。分析吸附前后FCGO的DRIFT和XPS光谱,推测对Hg(Ⅱ)的吸附主要是静电吸引作用。     

基于间接竞争抑制ELISA的2,2',4,4'-四溴联苯醚检测方法

针对现有的检测多溴联苯醚(PBDEs)方法中存在的样品处理繁复、样品检测耗时以及费用昂贵等不足,开展了针对此类物质中代表性化合物2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)的间接竞争抑制酶联免疫吸附法(ELISA)的检测分析研究,并与气相色谱-质谱检测法、酶联免疫吸附分析试剂盒检测法进行对比分析。研究表明:间接竞争抑制ELISA法测定BDE-47的IC50值为0.11 mg·L~(-1),定量限为0.04 mg·L~(-1),检出范围为0.01~0.50 mg·L~(-1)。该方法在满足复杂基质中微量目标物检测灵敏度及重现性要求下,具有检测更快捷、更经济实用的特点,宜适用于大批量此类环境样品的初期筛查。     

花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附特性

以花生壳为原料,氯化锌为活化剂制备花生壳活性炭,采用高分辨电子扫描电镜(SEM)和氮吸脱附曲线对花生壳活性炭进行了表征.从热力学和动力学的角度,研究了花生壳活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附行为.热力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温吸附方程,该吸附是自发吸热过程,吸附自由能为-52.4017～-95.1765 kJ/mol,吸附熵变为214 J/(mol·K),吸附焓变为57.49796 kJ/mol.动力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合二级反应动力学方程反应特征.     

生物质炭添加量对BDE-47在土壤中吸附和解吸行为的影响

研究了添加生物质炭对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在土壤中吸附和解吸行为的影响。结果表明,在受试天然土壤中添加不同量的生物质炭,土壤对BDE-47吸附能力的变化程度也将不同,当生物质炭添加量为2.0%(质量分数,下同)以下时,随着生物质炭添加量的增加,土壤对BDE-47吸附能力的提高程度越明显,BDE-47的解吸滞后性则呈现先上升后下降的趋势。当生物质炭添加量为0.1%、0.5%时,土壤单点分配系数分别为原土壤的0.98~1.39、1.02~1.50倍;当生物质炭添加量为1.0%、2.0%时,土壤单点分配系数分别为原土壤的1.44~1.68、3.25~3.27倍;生物质炭添加量为1.0%时,BDE-47的解吸滞后性最显著。     

天然和CPB改性沸石对Hg2+的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶(CPB)改性沸石和天然沸石对废水中Hg2+的吸附特性,探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明:Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg2+的吸附,CPB改性沸石对Hg2+的吸附率得到显著提高。实验条件下,改性沸石对Hg2+的吸附率从67.5%提高到98.9%,吸附容量从0.521 mg/g提高到3.07 mg/g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合,发现2种沸石对Hg2+的吸附均满足假二级动力学方程,且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明:2种沸石对Hg2+的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附,吸附吉布斯自由能变(△G0)、焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)均小于0,反应为自发的放热反应,低温有利于吸附的进行。     

天然和CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶（CPB）改性沸石和天然沸石对废水中Hg^2＋的吸附特性，探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明：Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg^2＋的吸附，CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附率得到显著提高。实验条件下，改性沸石对Hg^2＋的吸附率从67．5％提高到98．9％，吸附容量从0．521mg／g提高到3．07mg／g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合，发现2种沸石对Hg^2＋的吸附均满足假二级动力学方程，且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明：2种沸石对Hg^2＋的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附，吸附吉布斯自由能变（△G^0）、焓变（△H^0）、熵变（△S^0）均小于0，反应为自发的放热反应，低温有利于吸附的进行。     

白洋淀入湖河流水体中多溴联苯醚的浓度分布特征

对白洋淀入湖河流(府河)水体中的典型持久性有机污染物——多溴联苯醚(PBDEs)的浓度分布规律进行了综合调查和分析。结果表明:白洋淀入湖河流中总PBDEs质量浓度为38.7～216.3ng/L;以污水处理厂为分界点,各PBDEs在污水处理厂上下游水体中所占比例不同,上游段主要污染物为十溴代的BDE-209,其次为五溴代的BDE-100;经流污水处理厂后,下游段水体中未检出BDE-209,主要污染物变为四溴代的BDE-47,其次为五溴代的BDE-99、BDE-100。与污水处理厂上游段相比,下游段中一溴代的BDE-3、二溴代的BDE-10和BDE-33/28以及BDE-99、BDE-100、BDE-209均有不同程度的下降,而BDE-47略有上升。研究结果可为了解白洋淀及其上游流域PBDEs的浓度分布现状及进一步开展白洋淀生态风险评估提供数据支持。     

铁碳微电解与微生物共作用降解BDE-209

BDE-209是世界上应用最为广泛的溴代阻燃剂之一,同时也是环境介质中普遍存在的一类强亲脂性、高生物累积性的持久性有机污染物。鉴于其生物难降解特性,尝试采用铁碳微电解技术强化其微生物降解。研究中,首先采用单因素实验确定了反应体系的铁粉最佳投加量(0.1 g)及最佳的铁碳比(1∶1),进而探讨了铁碳微电解体系促进BDE-209脱溴的降解机制。铁碳微电解体系处理BDE-209时,体系中p H及ORP值有明显的波动,反应120 h后降解率达53.0%;而铁碳微电解体系与微生物共作用体系中,120 h后BDE-209降解率可达到77.5%,降解产物主要为九溴、八溴以及七溴等低溴代联苯醚。实验结果表明,铁碳微电解与微生物共作用能够有效提高BDE-209的生物降解效率。     

甲基红在壳聚糖上吸附富集的研究

研究了pH、初始浓度、时间及温度对甲基红在壳聚糖上吸附富集的影响。结果表明，pH是影响甲基红吸附富集的重要因素，最佳pH3．4。其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型，随着温度增加，平衡吸附量减少。吸附过程的表观活化能（Ea）为7．518kJ／mol。壳聚糖对甲基红的吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温方程。计算得到吸附过程的热力学参数△G0、△H0。和△S0分别为-24．88kJ／mol（303K）、-22．15kJ／mol和8．783J／（mol·K），表明壳聚糖对甲基红的吸附是一个自发的放热过程。红外光谱分析得到，壳聚糖吸附甲基红的过程中，壳聚糖分子中存在的大量羟基和氨基发挥了主要作用。     

自燃煤矸石吸附磷的动力学和热力学

自燃煤矸石作为吸附剂对水溶液中的磷酸盐有较好的吸附去除作用。通过改变时间、溶液初始浓度和温度等条件,研究了自燃煤矸石对磷酸盐的吸附反应。结果表明,在298 K的条件下,自燃煤矸石对磷的最大饱和吸附量可达7.07mg·g~(-1),吸附平衡时间约为120 h,而且吸附数据符合Langmuir等温吸附模式。动力学研究数据表示,其吸附过程符合伪二级动力学模式和颗粒内扩散模式,证明了吸附过程中同时发生了化学吸附和物理吸附。吸附热力学参数自由能变ΔG为(-10.52,-11.74,-14.89)k J·mol~(-1),焓变ΔH为46.96 k J·mol~(-1)和活化能E为63.71 k J·mol~(-1),证明了吸附过程属于自发的吸热反应,是属于物理吸附和化学吸附的共同作用。     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

海带对镉的吸附动力学与热力学研究

采用批量平衡法研究了海带对镉的吸附的动力学与热力学,并采用Lagrange假一级动力学方程、假二级动力学方程、Langmuir等温线方程、Freundlich等温线方程以及Dubimim-Radushkevich等温线方程对实验数据进行了拟合.结果表明,在4种温度下海带对镉的吸附率均随吸附反应时间增加而增大,在60 min时达到最大,此后基本保持不变,随着温度由20℃升高至50℃,其最大吸附率呈下降趋势,由90.2%降至77.5%;海带对镉的吸附动力学符合Lagrange假二级动力学方程;海带对镉的吸附热力学符合Langmuir等温线方程和Dubimim-Radushkevich等温线方程,表明吸附主要发生在海带表面的活性区位,属于单分子层吸附,其吸附平均活化自由能E为11.4 kJ/mol,表明该吸附过程为化学吸附,在4种温度下吉布斯自由能变化量△AG°均为负值,吸附焓变△H°也为负值,表明海带对镉的吸附为放热反应,能自发进行.     

活性炭对水中微量酰胺咪嗪吸附规律

选择3种商品活性炭(煤质炭MAC、杏壳炭XAC、椰壳炭YAC),从其对水中微量药物酰胺咪嗪(carbamaz-epine,CBZ)的吸附平衡、吸附等温式、吸附动力学和热力学等方面详细考察了不同种类活性炭对CBZ的吸附去除规律。实验结果表明,3种活性炭与CBZ接触反应10 h后均达到吸附平衡,对CBZ的平衡吸附量在8.3 mg/g左右;比较了Lang-muir和Freundlich两种吸附等温式,发现Langmuir方程更适合描述3种活性炭对CBZ的吸附过程;计算表明3种活性炭的吸附过程均符合拟二级动力学方程,Weber-Morris方程的模拟结果则说明膜扩散和内扩散共同限制了3种活性炭对CBZ的吸附速率;3种活性炭的Ea值分别为29.87 kJ/mol(MAC)、36.02 kJ/mol(XAC)和38.86 kJ/mol(YAC),表明3种活性炭吸附CBZ时同时发生了物理吸附和化学吸附作用,且以化学吸附为主;20～40℃时3种活性炭的△G均为负值,说明3种活性炭对CBZ的吸附反应可以自发进行;MAC、XAC、YAC的△H值分别为-3.10、-3.05和-3.02 kJ/mol,负值表明吸附过程放热,上述△H值较小则说明温度对CBZ的吸附影响不大;3种活性炭吸附CBZ过程的△S值为0.94 J/(mol.K)(MAC)、2.24 J/(mol.K)(XAC)和2.97 J/(mol.K)(YAC),说明吸附过程熵值增加,在外界条件不改变的情况下该吸附过程不可逆,同时可以看出在3种活性炭中,CBZ分子更倾向于吸附在YAC上。     

电气石对恩诺沙星的吸附特性

采用天然铁电气石作为吸附剂去除水中的恩诺沙星,考察了p H值、干扰离子对吸附性能的影响,并探讨了吸附热力学及动力学特性。结果表明:p H为5的条件下,吸附量最大,为7.13 mg·g~(-1);ΔG0且ΔH0表明吸附是自发进行的吸热反应,ΔH=2.048 k J·mol~(-1)(20 k J·mol~(-1))说明吸附为物理吸附。等温吸附曲线拟合中,Freundlich模型拟合效果较好。电气石对恩诺沙星的吸附过程符合拟二级动力学。脱附实验表明,电气石具有较好的脱附再生性能,脱附率可达99%。初始p H为5时,较高浓度的Cu~(2+)和Zn~(2+)对恩诺沙星的吸附均有抑制作用,Cu~(2+)的抑制作用明显高于Zn~(2+),且干扰离子浓度越高抑制作用越强;p H为7时,低浓度的干扰离子能够促进恩诺沙星的吸附。     

燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂再生反应特性的动力学分析

采用热重分析的方法对吸收剂的再生反应进行研究,说明了燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂的制备方法,探讨了在不同升温速率下燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂和纯KHCO_3的再生反应特性。结果表明:燃煤飞灰负载吸收剂的峰值失重速率为0.13~0.73 mg·min~(-1),在升温速率为20℃·min~(-1)时,反应温度区间最小,为94.34℃;采用多种分析方法对吸收剂的受热分解反应进行动力学分析,纯KHCO_3的反应活化能为85.7~92.0 kJ·mol~(-1);燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂的反应活化能为66.2~69.4 kJ·mol~(-1),随着转化率上升,2种样品的活化能均先减小后增大。燃煤飞灰负载钾基吸收剂再生反应的活化能小于纯KHCO_3的活化能,说明将KHCO_3负载于燃煤飞灰上有利于再生反应的进行。     

改性水葫芦粉对水体中Hg~(2+)的吸附

通过二硫化碳(CS_2)对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞(Hg~(2+))的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明:吸附剂浓度为2 g·L~(-1),溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg~(2+)浓度为2.0 mg·L~(-1)时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变(ΔG)0、吸附焓变(ΔH)0、吸附熵变(ΔS)0,表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附既有物理吸附又有化学吸附。