土壤酸化及天然土壤溶液中铝的形态

采用真空式土壤溶液采样器收集了宜昌、巫山松树林中天然土壤溶液,采用高效液相色谱法Al－Lumogallion柱后荧光检测,分析测试了土壤溶液中可溶性铝的形态,研究了由于土壤酸化引起天然土壤溶液中不同形态铝的迁移转化结果表明,天然土壤溶液中含有不同形态的铝,主要是有机铝、 AISO₄⁺、AIF₂⁺、Al（OH）²⁺、Al³⁺等．宜昌、巫山地区土壤溶液中活性铝（Al³⁺、AlOH^2+F）的含量比较低．土壤的酸化使得天然土壤溶液中总铝含量增加、铝形态的优势态发生变化,即土壤的酸化使得天然土壤溶液中活性铝－Al³⁺、AlOHF²⁺含量和比例增加．土壤酸化还降低了大然土壤溶液中的BC/Al比值,这些变化的结果都增加了对森林潜在的危害．     

聚合氯化铝镁钛的制备及结构表征

为提高铝基复合混凝剂的混凝效果,以AlCl₃、MgCl₂、TiCl₄为原料,通过共聚反应制备出无机复合高分子混凝剂PCAMT（聚合氯化铝镁钛）,并探究其混凝机理.采用Ferron（高铁试剂）逐时络合比色法、红外光谱、X-射线衍射谱图、扫描电镜与能谱分析（SEM-EDS）、Zeta电位对产物的Al形态、结构形貌、组成及混凝机理进行分析.结果表明:①采用单因素试验法获得最佳合成条件,即反应温度为60 ℃,Mg/Al（摩尔比,下同）为0.5,Ti/Al（摩尔比,下同）为0.5,OH/（Al+Mg+Ti）（摩尔比,下同）为0.6.②形态分析表明,反应温度、Mg/Al、Ti/Al,OH/（Al+Mg+Ti）对Al的形态分布均存在影响.随着反应温度的升高,n（Ala）（Ala在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数,下同）先减后增,n（Alb）（Alb在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数,下同）先增后减,n（Alc）（Alc在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数,下同）逐渐减小;随着Mg/Al的增大,n（Ala）先减后增,n（Alb）、n（Alc）为先增后减的趋势;随着Ti/Al的增大,n（Ala）逐渐增加,n（Alb）逐渐减少,n（Alc）先增后减;随着OH/（Al+Mg+Ti）的增大,n（Ala）逐渐减少,n（Alb）、n（Alc）逐渐增加.③通过红外光谱、X-射线衍射,确定了PCAMT的结构组成,表明PCAMT是一种—OH桥联的铝镁钛复杂无定型聚合物,含有Al—OH—Mg与Ti—O—Ti新基团以及形成了Mg_1.5Ti_1.25O₄、Mg_1.2Ti_1.8O₅、Al₃Ti₅O₂等共聚物.④扫描电镜与能谱结果表明,PCAMT呈紧凑的空间立体网状形貌结构,利于发挥吸附架桥、网捕卷扫作用.⑤由PCAMT投加量对Zeta电位的影响分析可知,低投药量的混凝过程中起主导作用的是电中和作用,高投药量PCAMT处理原水的混凝机制以吸附架桥和网捕卷扫作用为主.研究显示,AlCl₃、MgCl₂和TiCl₄通过共聚反应,可生成具有更高聚合度的无定型共聚物PCAMT,利于电中和、吸附架桥和网捕卷扫,具有较好的混凝效果.      

环境化学

X13 9502639水解聚合铝溶液中形态分布的定量模拟研究/栗兆坤…(中科院生态环境研究中心)//环境科学学报/中科院环委会一1995,一s(一),一39~47 环信X一9 通过Al一Ferron逐时络合比色法和2了AI核磁共振(NMR)法,并应用“MINEQL”化学平衡模式计算法,对采用不同反应途径制得的聚合铝(PAC)溶液中的化学形态分布规律进行了定量模拟研究和对比。模式计算结果与两种实验定量分析结果都较为吻合。结果表明,在水解聚合铝溶液中较稳定的化学形态主要有五种:一种单体形态〔Ala〕,即A13+,Al(OH)2+;AI(OH对;3种聚合形态〔AI‘〕,即Al:(OH砖+…     

生活垃圾焚烧炉渣中有价金属的形态与可回收特征

基于生活垃圾焚烧炉渣金属形态实验室分析与中试回收生产线的磁性分选和涡电流分选试验,对生活垃圾焚烧炉渣中有价金属铁（Fe）、铝（Al）和铜（Cu）的可回收特征进行了研究.结果表明:生活垃圾焚烧炉渣中有价金属磁选和涡电流分选回收产率分别为12.3%和1.14%,Fe的磁选回收率为14.8%,Al、Cu的涡电流回收率分别为73.1%和52.7%.生活垃圾焚烧炉渣中Cu和Fe的回收效率分别受其含量分布和赋存形态的影响,其中Cu的回收产率和回收率受Cu的含量与分布的影响,而Fe的回收率与产率则受炉渣中Fe的含量与形态的限制.在实践中,可通过调整涡电流运行参数、增大磁场强度、降低炉渣含水率等方式提高炉渣中金属的回收效率.      

聚硅氯化铝PASC的制备及混凝效果研究

采用共聚法制备出不同c(OH)/c(Al)和c(Si)/c(Al)的聚硅氯化铝(PASC)混凝剂,并对其进行了铝形态表征.讨论了c(OH)/c(Al)与c(Si)/c(Al)对铝形态分布的影响.比较了不同聚合时间、聚合酸碱条件下PASC的稳定性.通过混凝实验确定了最佳c(Si)/c(Al)为1:7,最佳投加量质量浓度为80 mg/L,并就混凝效果与PAC进行了对比.结果表明PASC要优于PAC.     

沉积物中氧化物结合态镉对芦苇的生物有效性研究：氧化物种类、结合形式、老化的影响

沉积物中重金属的生物有效性在很大程度上取决于其赋存形态.选用沉积物中2种典型氢氧化物矿物:氢氧化铁和氢氧化铝,以水培法和矿物结合态Cd为培养介质,以芦苇为受试植物,研究环境中吸附和共沉淀态Cd生物有效性差别,并探究老化过程对生物有效性的影响.经过13 d的培养,发现2种结合形式的Cd均可被芦苇富集,不同处理体系中富集强度不同,根中富集量为9.1~37.8 mg.kg-1;地上部分富集量为0~10.0 mg.kg-1.其中,结合在Fe0.5Al0.5(OH)3矿物上的Cd的生物有效性最大,其次是Fe(OH)3和老化的Fe0.5Al0.5(OH)3,富集量最少的是老化的Fe(OH)3的处理.采用2种低分子量有机酸对Cd进行解吸实验,Cd的解吸规律与芦苇对Cd的富集规律一致.因此,共沉淀处理降低了Cd的富集,矿物的理化性质决定了含铝矿物对Cd的结合较差,老化作用抑制了吸附态Cd的富集,有机酸解吸实验也验证了不同形态Cd生物有效性的差异.     

磷酸盐对不同铝混凝剂混凝处理过程中铝水解和Al(OH)3聚集的影响

通过批次实验、透射电子显微镜（TEM）、31P核磁共振（NMR）及傅立叶红外（FTIR）等多种方法,系统研究了硫酸铝（Alum）、聚合氯化铝（PACl）及预混凝硫酸铝（PPA）对磷酸盐的去除效率及其水解团聚过程中磷的影响.结果表明,Alum在磷去除效率上优于PACl和PPA. Alum和PACl能在数分钟内达到磷去除平衡,而PPA则需44 d.相较于预混凝,混凝过程中磷酸盐吸附与铝聚合的竞争作用限制了铝（氢）氧聚合物的生长,从而导致絮体粒径较小,结晶度较差,提供了更高的比表面积和去除效率.这种竞争作用来源于磷酸根与铝（氢）氧聚合物之间形成的稳定Al—O—P键. ζ电位分析证明了混凝过程中磷酸盐被掺入铝（氢）氧聚合物内部,这也提高了Alum组的磷去除效率.而在用PACl和PPA时,初始高度聚合的铝（氢）氧聚合物降低了磷去除能力.在长达44 d的老化过程中,磷酸根导致絮体先部分溶解再聚合,其中,磷酸盐被进一步吸附（Alum和PPA组）或始终固定在絮体内（PACl组）,从而减少磷释放风险.本研究为含磷废水处理的混凝剂选择和机制理解提供了重要的科学依据.     

聚合铝的凝聚絮凝特征及作用机理

采用不同碱化度B(OH/Al)值的聚合铝和AlCl_3对高岭土悬浊液进行凝聚絮凝实验,同时测定电泳度及表面吸附特征,结合不同铝盐的化学形态分布,探讨聚合铝的高效凝聚作用原理.并求得表面吸附覆盖率,电位变化与形态分布间的定量关系,绘出聚合铝的凝聚区域图,对阐明聚合铝的作用机理提供了实验依据.     

表面活性剂对以污泥为铝源制得的纳米Al（OH）3性质的影响研究

以污泥碳(SC)中回收的铝酸钠为铝源,在制备Al(OH)3的过程中加入表面活性剂PEG-1000(比例在0.01%~0.6%变化),考察其对Al(OH)3表面形貌和结构的影响.研究发现,当加入PEG-1000比例较小时,其空间位阻作用抑制了粒子之间的键合作用,使得Al(OH)3的沉淀效率较高、粒子尺寸较小,也能有效地阻止颗粒的团聚,SBET可以达到340 m2·g-1以上.当PEG-1000加入比例较大时,Al3+的沉淀效率逐渐降低,所得Al(OH)3粒子的尺寸变大,Al(OH)3的SBET和孔体积逐渐变小,平均孔径变大;原因是增多的PEG-1000分子会被包进Al(OH)3的结构中,限制了PEG-1000的表面交联和吸附,使空间位阻效应变差.—CH2—振动峰的出现说明PEG-1000是通过形成化学键的方式连接在Al(OH)3的表面基团上.PEG-1000的使用对于以污泥为铝源制备分散性好、尺寸较小和SBET较大的非晶态Al(OH)3具有重要作用.     

聚硅铝系列絮凝剂的制备表征及其应用

制备了聚硅铝系列絮凝剂 ,利用透射电镜 (TEM)和准弹性激光散射 (PCS)进行了粒径分布和结构表征 ,发现聚硅铝系絮凝剂具有与硫酸铝和聚合氯化铝不同的结构形态 ,聚硅硫酸铝 (PASS)聚集体之间的距离与颗粒直径成线性关系。通过对原水的混凝处理对比 ,发现聚硅铝絮凝剂在降低浊度、去除有机物和某些元素方面具有显著优势。其中PASM和PASFⅢ对重金属和放射性元素的去除效果最好 ,尤其是经PASFⅢ处理后水中残留铝的去除率为 1 5 .3 % ,解决了使用铝盐增高铝含量的难题。经济分析也表明聚硅铝系絮凝剂价格低廉 ,具有良好的应用前景     

废渣──Al(OH)_3凝胶再利用研究

研究了对处理铝材加工含Al3＋的酸性废液过程中产生的二次污染物Al（OH）3凝胶废渣的应用。含水分约90％、80％左右的Al（OH）3凝胶200g分别与14～16mL、22～24mL95％的工业浓硫酸酸反应，可制得浓度为20％～23％的Al（SO4）3溶液，经稀释可用作造纸原料。     

聚硅铝系列絮凝剂的制备表征及其应

制备了聚硅铝系列絮凝剂,利用透射电镜(TEM)和准弹性激光散射(PCS)进行了粒径分布和结构表征,发现聚硅铝系絮凝剂具有与硫酸铝和聚合氯化铝不同的结构形态,聚硅硫酸铝(PASS)聚集体之间的距离与颗粒直径成线性关系.通过对原水的混凝处理对比,发现聚硅铝絮凝剂在降低浊度、去除有机物和某些元素方面具有显著优势.其中PASM和PASFⅢ对重金属和放射性元素的去除效果最好,尤其是经PASFⅢ处理后水中残留铝的去除率为15.3%,解决了使用铝盐增高铝含量的难题.经济分析也表明聚硅铝系絮凝剂价格低廉,具有良好的应用前景.     

煤中微尺度重金属赋存特征

煤矿开采导致的重金属环境污染是全球面临的重要生态环境难题。煤作为重金属的源,由表面性质和微观结构各异的微域构成,控制了重金属的分布、形态转化和生物有效性。但在环境意义尺度上探究微尺度重金属在非均相煤微域中的赋存形态仍有很多不明之处。因此,本文以贵州省兴仁县交乐高砷煤为研究对象,综合运用电子微探针分析仪（EPMA）、扫描电子显微镜-X射线能谱（SEM-EDS）、X射线荧光光谱（XRF）和X射线衍射（XRD）等高精度、微纳米级空间分辨率技术,阐明重金属在非均相煤微域中的浓度分布规律及形态赋存特征。结果表明：煤的矿物成分复杂,主要矿物为石英、绿泥石、高岭石、锐钛矿和黄铁矿。结合XRF的结果（Si,Al,S,Fe,K和Ti为主量元素）,煤中的Si主要来源于石英和伊利石;Al和K主要赋存于伊利石;S和Fe来源于黄铁矿;Ti来源于锐钛矿。有趣的是,假设全部的Fe来源于黄铁矿,那么煤的S/Fe摩尔比为4,大于2（黄铁矿的化学计量比,FeS₂）。这表明煤中约一半的S来源于其他矿物质或有机物质。为了阐明煤中S的其他来源,通过SEM-EDS分析发现含S的有机质赋存于煤中,支持了上述XRF和XRD的分析结果。EPMA结果表明煤中的另一个关键元素As,主要赋存于黄铁矿中。     

聚合硫酸铝制备条件的研究及应用

用钾长石吸收法制备白炭黑的废液制取Al(OH)3,用凝胶法聚合硫酸铝(PAS).从反应的pH值、温度、时间等方面进行条件实验,检测制得的聚合硫酸铝的絮凝效果,确定最佳合成条件.根据不同稳定剂对聚合硫酸铝稳定性的影响,确定稳定剂的种类,以达到长期贮存的目的.     

不同改良条件下硫酸铝对滇池污染底泥磷的钝化效果

采用铝酸钠和石灰为pH缓冲剂,并用粘土矿物对硫酸铝进行改良,研究不同硫酸铝剂量下对滇池污染底泥磷钝化的效果.结果表明,钝化剂对底泥磷的钝化效果具有时效性.以质量比Al∶铝酸钠=1∶3加入pH缓冲剂且铝剂量为4.95g·m-2时,只能对底泥中磷起到短期的钝化作用,39d后底泥中磷即大量释放.以质量比Al∶氢氧化钙=1∶4加入pH缓冲剂且铝剂量为19.8g·m-2时,142d内能稳定地保持对DIP、TPT的良好钝化作用,对DIP、TP释放的抑制率分别为88.9%和86 2%.加入适量的粘土矿物改良硫酸铝后可增强其钝化效果,硫酸铝的剂量为4.95g·m-2时,以质量比Al∶粘土矿物=1∶0.5改良硫酸铝,142d内对DIP、TP抑制率分别为61.1%和86.9%所有实验钝化剂方案在30d时Al3 浓度均小于0.05mg·L-1,不会对水生生物造成毒害.     

铁铝吸附剂对起爆药污染土壤中锑的稳定化研究

采用3种铁基吸附剂（FeSO₄•7H₂O、针铁矿、Fe⁰）和铝基吸附剂（Al（OH）₃）,对某起爆药污染场地土壤中锑（Sb）进行稳定化处理,通过等温吸附实验、批量浸出实验、比表面积测定以及BCR分析,研究了铁、铝单一和混合吸附剂的稳定化效果以及稳定化前后土壤比表面积及Sb形态的变化.结果表明：不同铁基吸附剂对Sb的等温吸附符合Freundlich模型,FeSO₄ （log K_f= 5.85）的吸附能力明显高于Fe⁰ （log K_f = 3.21）和针铁矿（log K_f = 4.32）;稳定时间为10d的条件下,不同铁基吸附剂对Sb的稳定化效率随添加量的增大而提高,且10%FeSO₄（97.1%） > 10% Fe⁰（72.3%） > 针铁矿（41.0%）;FeSO₄的添加明显促进了土壤中Zn、Cu、Pb的浸出,达到原土壤浸出浓度的1990.2、2.8倍和21.6倍,添加Al（OH）₃后能够显著降低Zn、Cu、Pb的浸出浓度,添加量为4%时,稳定化效率分别达到93.8%（Zn）、93.5%（Cu）和98.3%（Pb）;5%FeSO₄和4% Al（OH）₃混合吸附剂对Sb及Zn、Cu、Pb的综合稳定化效率最好,处理10d后稳定化效率最高可达94.6%、74.2%、82.2%和97.6%;进一步分析表明,混合吸附剂添加后比表面积能够达到原土壤的1.31~1.67倍,残渣态Sb比例增加0.037~0.197倍,与稳定化效果相一致,表明铁铝混合吸附剂是处理起爆药污染场地复合重金属污染土壤的有效途径.     

缅甸皎漂农村地区饮用水源地土壤金属释放特征及水质安全策略

缅甸皎漂农村地区以水塘水为主要饮用水水源,此类水源普遍存在金属离子超标的问题.针对该问题,选取拟新建水塘选址地内不同深度的土壤样品,并对其进行理化指标、金属含量测定,同时对其进行浸泡及金属元素赋存形态提取实验.结果表明,土壤中除Ni元素含量超过农用地土壤污染风险筛选值外,其他金属元素含量均低于筛选值,且在垂直尺度空间上分布较均匀.通过浸泡实验发现,不同土层的浸泡液中Al、Fe、Mn、Ni元素浓度均超过了我国饮用水标准,其中,中层土（1.2~2.4 m）释放的金属离子浓度最高,释放速率最快,而深层土（>2.4 m）释放的Al、Fe、Ni离子较少.比较浸泡前后金属赋存形态发现,不同深度土壤中金属离子的释放与弱酸态、可氧化态含量变化有关,深层土中弱酸态Al、Fe、Ni释放量较少,同时通过弱酸态、可氧化态释放的金属离子被铁锰氧化物大量吸附转化为可还原态,所以其释放量低于浅层土（0~1.2 m）和中层土.Mn主要以弱酸态和可氧化态赋存于不同深度的土壤中,因此具有较高的迁移性.本文提出了以释放金属离子少的深层土作为水塘内壁的分质用土方案,以减少饮用水源金属离子释放风险,保障皎漂农村地区饮用水安全,并可为其他有类似饮用水问题的国家和地区提供参考.     

聚合铝在高温条件下的Al_(30)形态生成

Al30是新发现的有确切结构的由30个Al原子聚合组成的高聚铝,并被认为是一种混凝优势形态,然而有关高Al30含量絮凝剂生产技术参数非常缺乏,为明确有关影响,主要运用27Al NMR手段研究各类聚合铝(polyaluminum chloride,PAC)溶液在高温条件下的转化反应及转化后的形态,结果表明,高温条件下Al13转化生成了Al30,熟化的PAC比不熟化PAC有更高的转化率,高纯Al13的转化过程中发现有Al14,但掺入单体铝后Al14消失,PAC碱化度控制在2.0~2.4之间、Al13聚集体碱化度控制在2.6以下以及商业聚合铝的稀释和熟化处理等有利于Al13向Al30的转化。n(Si)/n(Al)=0.05时有最佳的Al30生成。     

共价键型硅铝复合絮凝剂的铝形态分布及其絮凝性能研究

利用3种硅烷偶联剂——正硅酸乙酯（TEOS）、二乙氧基二甲基硅烷（DEDMS）、γ氨丙基二乙氧基甲基硅烷（APDES）分别与氯化铝合成了共价键型硅铝复合絮凝剂,利用²⁷肁l NMR研究了其铝形态分布,并试验了其对腐殖酸配水的混凝效果.²⁷肁l NMR结果表明,硅源、碱化度（B茫i/Al摩尔比对铝形态都有影响.以TEOS为硅源的产品中,未检出的铝形态含量较多.而以APDES为硅源的产品中,Al₁₃玫暮拷细撸⑺鍿i/Al摩尔比的增大而增多.碱化度对3种产品中铝形态的影响相似,表现为Al单含量随着B弥档脑龃蠖档?当Si/Al摩尔比为0.4时,以TEOS为硅源的产品中一直未出现Al₁₃茫訢EDMS为硅源的产品在高B弥担?.5）下出现Al₁₃茫訟PDES为硅源的产品在低B弥担?.5）下即出现Al₁₃?混凝实验结果表明,在酸性条件下,以APDES为硅源的产品的最佳投药范围较宽,处理效果最好.而碱性条件下以TEOS为硅源的产品的处理效果略优于另外2种硅铝复合絮凝剂.     

典型铝合金在江津自然大气环境中的腐蚀行为研究

通过在我国江津典型工业污染大气环境进行大气暴晒实验,测定了1060纯铝、2A12铝合金和7A04铝合金在该地区的腐蚀速率,利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线谱（EDX）、红外光谱（FT—IR）和X射线衍射仪（XRD）观察分析3种铝合金腐蚀表面形貌、元素分布和腐蚀产物结构。结果表明：随腐蚀时间的延长,铝及其合金腐蚀产物不断增多,失重数值增加,腐蚀失重与时间的关系呈幂函数规律（C—A t^n）;腐蚀产物形貌呈块状或粒状,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要为Al（OH）3和Al2（SO4）3·14H2O;耐蚀性能由强至弱依次为1060〉2A12〉7A04。