鼠李糖脂对多环芳烃的增溶作用及影响因素研究

生物表面活性剂因其环境友好的特点(可生物降解、低毒和有效增强生物降解)而有利于有机污染土壤的修复.在提高疏水性有机物在水相中的溶解度方面,生物表面活性剂的增溶效果尤为重要.通过试验研究了鼠李糖脂(RL)对多环芳烃(PAHs)菲和芘的增溶作用及溶液pH值、温度和无机盐离子浓度对增溶的影响.根据增溶倍数(Sw*/Sw)、摩尔增溶比(MSR)和胶束-水分配系数(Km)定量描述了RL对PAHs的增溶能力.结果表明,在鼠李糖脂临界胶束浓度(CMC)上下,RL对菲和芘均有增溶能力,尤其是在RL质量浓度超过其CMC时,增溶作用更加明显.Sw*/Sw显著增加,MSR随被增溶物相对分子质量增加而减小.Km随被增溶物疏水性增强而增大.pH值、温度、无机盐离子浓度对RL增溶PAHs的作用具有一定的影响.RL对菲和芘的增溶作用随pH值升高而降低;升高温度使RL对PAHs的增溶作用有所增加;无机盐离子对RL增溶PAHs的影响根据所添加的阳离子种类而异,K+促进RL对多环芳烃的增溶作用,而Ca2+的作用与此相反.     

表面活性剂对土壤中多环芳烃菲洗脱作用的比较研究

采用静态平衡法,比较研究了在水-土体系中,阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子表面活性剂聚氧乙烯失水山梨脂肪酸脂醇醚(TW80)和阴-非混合表面活性剂(SDS-TW80)对天然黄土中菲的洗脱作用,考察了振荡时间、水士比、无机盐和土壤种类等因素对洗脱作用的影响.最佳振荡时间为60min.表面活性剂质量浓度小于4 000mg/L时,按洗脱效率从大到小排列为:TW80、W(SDS):W(TW80)=1:3、W(SDS):W(TW80)=1:1、W(SDS):W(TW80)=3:1、SDS;表面活性剂质量浓度为4 000～10 000mg/L时,菲的去除率不随表面活性剂质量浓度的增大而改变.水土比为20:1(L/g)时,洗脱效率最好.加入不同的无机盐对洗脱效率影响不同,尤以Ca2 、Mg2 鞍为突出.土壤类型对菲的洗脱效率也有影响.研究结果可为表面活性剂淋洗修复技术提供参考.     

非离子表面活性剂对土壤中甲基对硫磷的增溶、洗脱及其在土壤中的吸附

探讨了3种非离子表面活性剂Brij30、Brij35和Tween80溶液对水溶液中甲基对硫磷的增溶作用,对土壤中甲基对硫磷的洗脱作用以及土壤对3种非离子表面活性剂的吸附作用.增溶实验结果表明,3种非离子表面活性剂在水溶液中均对甲基对硫磷有较好的增溶作用,而且无论在临界胶束浓度前或后,表面活性剂对甲基对硫磷的增溶顺序均为:Tween80,Brij30和Brij35.淋洗实验结果表明,3种非离子表面活性剂对土壤中甲基对硫磷的去除效果不如蒸馏水好,而且实验土壤对3种非离子表面活性剂均有较强的吸附作用.这种吸附作用对土壤中甲基对硫磷的去除有严重不利影响.     

不同极性有机污染物在腐殖质-蒙脱石复合物上的吸附特性

研究了3种具有不同结构和极性的芳香类疏水有机污染物(非极性的菲和1,2,4,5-四氯苯、极性的1,2-二氯苯)在蒙脱石及富里酸/胡敏酸-蒙脱石复合物上的界面行为.由于疏水性分配作用,与富里酸和胡敏酸复合后的蒙脱石对非极性的菲和1,2,4,5-四氯苯的吸附量增加.元素分析结果表明,胡敏酸的(N+ O)/C值低于富里酸,因此其疏水性强于富里酸,这使得菲和1,2,4,5-四氯苯在胡敏酸-蒙脱石复合物上的吸附量均高于富里酸-蒙脱石复合物.极性的1,2-二氯苯在水中的溶解度最高(131 mg/L),其在蒙脱石上的吸附量远高于非极性的菲和1,2,4,5-四氯苯.1,2-二氯苯主要通过与蒙脱石表面形成偶极作用吸附在蒙脱石上,且富里酸和胡敏酸对蒙脱石吸附1,2-二氯苯的影响较小.1,2-二氯苯的Freundlich吸附曲线的n大于1,表明1,2-二氯苯之间能形成偶极-偶极作用,进一步加大其在蒙脱石上的吸附量.富里酸和胡敏酸降低了菲在蒙脱石上的解吸率,且菲在疏水性最强的胡敏酸-蒙脱石复合物上的解吸率最低,表明菲与胡敏酸-蒙脱石复合物的作用力最强.     

β-环糊精强化微生物修复石油烃污染土壤的试验研究

石油烃污染物的生物可利用性是土壤微生物修复的限制因素,为了提高污染物的生物可利用性和降解效率,引入环境友好的β-环糊精作为污染物增溶剂,并与表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作对比。结果表明,当β-环糊精的投加浓度为其在水中饱和溶解度的90%、SDS的投加浓度为其临界胶束浓度时,β-环糊精和SDS对土壤中石油烃污染物的增溶效果达到最大,分别为84.42%和89.63%。虽然两者都具有相近的增溶效果,但SDS具有一定的生物毒性,抑制了微生物的生长及其对石油烃污染物的降解,而β-环糊精可以促进微生物生长并有效提高微生物对污染物的去除效率。投加β-环糊精的微生物修复组在15 d内的降解率达到19.5%,比单独微生物修复组的降解率提高了70%以上。     

腐殖酸钠和表面活性剂对黄土中石油污染物解吸增溶作用

选用十二烷基苯磺酸钠(LAS)、十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基磺酸钠(SAS)对污染的土壤进行解吸实验,研究了这3种阴离子表面活性剂和腐殖酸钠对黄土中柴油类污染物的协同增溶作用.结果表明,腐殖酸钠和3种阴离子表面活性剂对黄土中柴油的解吸均有显著增溶作用,使柴油的解吸量明显增加,柴油的去除率最高可达63%.SDS对柴油的解吸量随腐殖酸钠浓度增大呈线性增加关系;但腐殖酸钠浓度增加对 LAS和SAS的解吸曲线有突越点,超过此浓度后反而会抑制解吸作用.     

新型水基抑爆介质吸附甲烷的性能研究

为降低煤矿空气中的甲烷浓度,基于増溶方式设计新型水基抑爆介质,在单一表面活性剂对甲烷增溶作用效果的基础上,选取单烷基醚磷酸酯钾(MAEPK)、脂肪酸酯聚氧乙烯醚(FMEE)和癸基葡萄糖苷(APG10)为复配原料,研究不同配比下,复配溶液对甲烷的增溶效果,并考察增溶后溶液释放甲烷规律。结果表明:甲烷的表观溶解度与表面活性剂浓度呈线性正相关;MAEPK-APG10和MAEPK-FMEE的最优增溶配比均为1:4;复配使APG10在1 h内甲烷释放率由原来的63.65%降低至50%以下,MAEPK-FMEE复配溶液的甲烷释放率仅为18.2%。     

Na2SO4改善阴离子表面活性剂湿润煤尘性能的研究

本从实验和理论两方面研究了硫酸钠（Na2SO4)改善阴离子表面活性剂溶液湿润煤尘的过程。结果表明,试验用的3种阴离子表面活性剂溶液添加Na2SO4后,对难湿润煤尘的湿润能力均有很大改善。对浓度较低的表面活性剂溶液,Na2SO4起的湿润作用更大。添加Na2SO4改善阴离子表面活性剂溶液湿润能力的主要原因有：（1）表面活性剂或添加Na2O4的表面活性剂复合物降低了水的表面张力;（2）煤尘表面的疏水晶格吸附表面活性剂产生亲水作用;（3）SO4^2-吸附在煤尘表面的亲水晶格上使其保持亲水性;（4）在煤尘疏水晶格上的表面活性剂分子密实填充作用改善其亲水性;（5）在已吸附有表面活性剂的煤尘表面上继续吸附表面活性剂形成半胶束,恢复其亲水性。当表面活性剂使溶液的表面张力降低到临界值以下时,溶液的表面张力对湿润能力不再起重要作用,此时起主导作用的因素是（2）和（3）,其次是（4）和（5）。由于用Na2SO4和低浓度的表面活性剂几乎可以达到单一高浓度表面活性剂的效果,而且Na2SO4的价格比各种表面活性剂的价格要低得多,用添加部分Na2SO4的方法减少表面活性剂的用量,可以大大节约湿润剂的成本。     

挥发性有机物在水气交界面传质过程中的影响因素

对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)在水气交界面传质过程中的影响因素进行分析,主要涉及水体温度、初始浓度、界面湍动、表面活性剂、盐分、降水等。水体温度对VOCs的挥发速率具有最为显著的影响,随着水温的升高,VOCs的挥发速率变大;初始浓度并未对挥发造成显著影响;界面附近湍流可以促进挥发且挥发速率随着湍流强度的增大而增大;表面活性剂通过胶束增溶抑制了有机物的挥发;水体中盐分引起的盐析作用使得亨利系数增加,挥发速率也随之增加。     

痕量邻苯二甲酸酯在有机沸石上的等温吸附研究

用一定量的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠混合对天然沸石改性,制备了CTMAB改性沸石和SDS/CTMAB改性沸石两种有机改性沸石.采用静态吸附法研究了水中痕量邻苯二甲酸酯在天然沸石、CTMAB改性沸石、SDS/CTMAB改性沸石上的等温吸附情况和吸附机理.结果表明,天然沸石对邻苯二甲酸酯的吸附等温线呈非线性,为表面吸附;两种有机沸石的等温吸附曲线呈线性,主要为分配作用所致,分配作用的大小与有机碳含量、改性的表面活性剂种类有关.     

表面活性剂的生态毒理学及其应用研究进展

绝大多数表面活性剂如LAS、AS和AE易被分解,对环境和生物没构成严重的威胁;但部分表面活性剂的降解产物如NP具有潜在的危害,不容忽视。此外,表面活性剂具有增溶和增流作用,能促进疏水性有机污染物的去除,可应用于修复环境污染。     

阴/非离子化学剂与糖脂类生物剂复配对煤尘润湿效果影响

为解决糖脂类生物表面活性剂润湿性能差的问题,选取4种化学表面活性剂和3种生物表面活性剂,通过对化学表面活性剂与生物表面活性剂的溶液的表面张力、沉降速度和红外光谱分析,研究化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘润湿效果的影响。研究结果表明：化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘的润湿性存在增强作用,且化学表面活性剂润湿性能越强,复配后对煤尘润湿性的增强作用越好,当二者为阴/非组合时这种增效作用更强,当质量分数达到一定值时,影响减弱。单体与复配的表面张力的线性回归模型表明,在对复配表面张力的影响中化学表面活性剂占主要影响因素。其中化学表面活性剂SDS与生物表面活性剂槐糖脂复配时增效作用最好,表面张力最低为23.04 mN/m,煤尘沉降速度最快为7.70 mg/s。     

Role of naphthenic acid contaminants in the removal of p-xylene from synthetic produced water by MEUF

The high demand for water in oil sands operations in addition to the shortage of fresh water resources mandate continuous search for reliable and cost effective water treatment technologies. Micellar-enhanced ultrafiltration (MEUF) is potentially applicable to produced water treatment. MEUF is, however, susceptible to membrane plugging and back contamination, especially at high surfactant dosages. Recent investigations showed that addition of small amounts of a non-ionic surfactant to an ionic surfactant solution reduces the critical micellar concentration (CMC) of the mixed surfactant solution, and consequently reduces the surfactant dosage required to achieve certain removal of contaminants using MEUF. In the present study a naphthenic acid, octanoic acid, typically existing in produced water is shown to play a similar role as the non-ionic surfactant when added to the cationic surfactant cetylpyridinium chloride (CPC). Cross-flow MEUF using three different molecular weight cutoffs (MWCOs) of polyacrylonitrile (PAN) hollow fiber membranes was used to treat synthetic produced water containing p-xylene. The mixed CPC/octanoic acid solution removed comparable percentages of p-xylene contaminant at much lower concentrations of CPC. Decreasing CPC concentration in the feed resulted in less fouling and higher permeate flux and reduced back contamination. This, in turn, enhanced the performance of MEUF.     

复合药剂对不同类型重金属污染土壤的固化修复

为了考察复合药剂对Pb、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu和Ni污染土样的固化修复效果,以重污染企业用地、冶炼厂河道底泥和自配土壤为污染土样进行试验,试验中的普适复合药剂主要为含磷酸盐沉淀剂、黏土和水泥,视情况辅以无机还原助剂和有机络合助剂。在普适药剂(相对原土样的质量分数15%)、还原剂(5%)和有机助剂(2%)的组配下,处理后的重金属浸出质量浓度低于GB 18598—2001标准值。普适药剂对Pb、Cd、Zn、Cu、Ni的固化有效,磷酸盐是促成Pb固化的关键成分,黏土和水泥分别起到吸附固定和物理包封的作用。无机助剂中的还原/络合性成分和硫化物分别对Cr(VI)和Hg的固化有明显的促进作用。对于Pb、Cd、Zn、Cu复合污染土壤的修复,分析了重金属浸出质量浓度随普适药剂投加量变化的特征曲线,结果表明,Pb比Cu的曲线斜率更大,表明Pb的固化效率更高;Cd和Zn具有相似的曲线形状,推测二者具有类似的固化机理。     

原地爆破浸出采铀过程中的渗漏示踪研究

为了准确、及时判断原地爆破浸出采铀堆场底部是否发生渗漏,需寻找合适的示踪剂在喷淋浸出过程中开展示踪。先采用静态试验在候选示踪剂荧光素钠、溴化钾、碘化钾中筛选出不影响铀的浸出且吸附量最小的荧光素钠作为示踪剂;从表面活性剂MES、MAEPK、DMSS、SDS中,筛选出既有利于铀的浸出又可在铀浸出过程中降低矿石对示踪剂荧光素钠吸附的SDS。,再通过动态柱试验进一步研究荧光素钠与表面活性剂SDS的示踪性能。结果表明,荧光素钠不影响铀浸出,添加表面活性剂不仅使铀浸出率提高约9.01%,而且降低了铀矿石对荧光素钠的吸附,尤其大大降低了矿石对荧光素钠的初始吸附,使得初始穿透水中荧光素钠的质量浓度提高了20.8倍,铀矿石对荧光素钠的分配系数在不加表面活性剂与添加表面活性剂的情况下分别为6.66 mL/g与4.22 mL/g,阻滞系数分别为29.46与20.59,分别降低了36.63%、30.11%。因此,以荧光素钠为示踪剂添加表面活性剂SDS的原地爆破浸出采铀堆场渗漏示踪试验可以及时、准确地判断是否渗漏。     

黄土中石油污染物的协同增溶作用研究

研究了腐殖酸钠以及阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)和十二烷基硫酸钠(SDS)在单独使用及混合溶液体系去除黄土中柴油的解吸效应,探讨了振荡时间、腐殖酸钠质量浓度、pH值等因素对柴油解吸的影响.实验结果表明,两种阴离子表面活性剂对黄土中的柴油都有很好的解吸效果.投加LAS质量浓度为1.0g/L和10.0g/L后的柴油解吸质量浓度分别达到44.934 mg/L和915.171 mg/L,解吸量分别是同等实验条件下清水作用的1.7倍和34.4倍.投加SDS的质量浓度为10.0 g/L后,柴油解吸率也会比清水振荡解吸增大22.3倍.加入单一腐殖酸钠的质量浓度为1g/L时,柴油的最大解吸量是清水冲洗时的5.3倍.腐殖酸钠(0.2g/L)和LAS(8g/L)混合溶液体系对柴油的解吸量是单独使用LAS解吸量的2.4倍,腐殖酸钠(0.2g/L)-SDS(8 g/L)体系的最大解吸量是单独使用SDS解吸量的2.6倍.在pH值为8.6的条件下,腐殖酸钠-LAS混合溶液体系对柴油的解吸量达到最大值.     

不同污泥预处理方法对污泥过滤脱水性能的影响

研究了3种污泥预处理方法(表面活性剂处理、碱处理、Fenton处理)对污泥过滤脱水性能的影响。结果表明,对于3种预处理方法,使污泥过滤脱水性能最佳的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的投加质量比为50 mg/g,NaOH质量比为150 mg/g,Fenton试剂Fe~(2+)与H_2O_2的投加比n(Fe~(2+))∶n(H_2O_2)为1.5。3种预处理方法对污泥均有一定破解作用,其中由于Fenton反应的强氧化性,污泥破解率最大,污泥粒径减小了近50%,释放的溶解性COD(SCOD)最高(786.88 mg/L)。Fenton处理后的污泥紧密结合型胞外聚合物(Tightly Bound-Extracellular Polymeric Substances,TB-EPS)及TB-EPS中蛋白质和多聚糖的量减少得最多。此外,还分析了3种预处理方法脱水效率与速率的差异。     

粉煤灰处理阴离子表面活性剂废水及机理研究

采用粉煤灰作为吸附混凝剂,研究了粉煤灰对阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)模拟废水的去除效果及机理.结果表明,粉煤灰投加量和pH值对去除效果有较大影响;在200 mL 50 mg/L的SDS溶液中,调节pH值为13,加入70 g粉煤灰,搅拌20min时,SDS的去除率为83.3％.粉煤灰对SDS的吸附符合Freundlich吸附等温式.