稳定流场饱和均质土壤中农药淋溶动态预报模式的探讨

基于对流-弥散方程(CDE)的解和传递函数模型(TFM)中呈对数正态分布的溶质迁移时间的概率密度函数，构造了稳定流场饱和砂质壤土中仅考虑吸附作用时农药淋溶动态的预报模式。建立该模式的思路首先是利用示踪剂的穿透曲线，由CDE的解析解反求水动力弥散系数；再针对不同的阻滞因子通过求解CDE正问题的数学实验，生成农药穿透曲线的模拟值，接着应用对数正态概率密度函数拟合得到相应于不同阻滞因子的农药迁移时间的均值和方差，结果表明：均值与阻滞因子为乘幂函数的关系，而方差随阻滞因子的变化甚小，且不同流速下农药迁移时间的均值与方差随阻滞因子的变化亦呈现相同的规律，通过农药阿特拉津的淋溶实验对该模式的预报精度进行了检验。     

毛竹基Fe-Co/C复合材料对水体中阿特拉津的去除

以毛竹为载体、铁钴复合盐溶液为前驱体,采用水热浸渍法制备了毛竹基Fe-Co/C复合材料,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和比表面积分析仪(BET)对样品进行了表征分析。通过批量实验研究了Fe-Co/C复合材料对阿特拉津的吸附特性。该吸附材料对水体中阿特拉津显示了良好的吸附性能。在阿特拉津初始浓度为10.0 mg/L,溶液pH为7.0,吸附剂用量为0.4 g/L,反应温度为25℃时,阿特拉津的平衡吸附量为21.89 mg/g。吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温式。热力学结果表明,Fe-Co/C复合材料对阿特拉津吸附是自发吸热过程。红外结果表明,氢键是Fe-Co/C复合材料对阿特拉津吸附的主要作用力,孔隙效应和л-л电子共轭作用也可能促进复合材料对阿特拉津的吸附。     

阿特拉津及其代谢物在砂质壤土中的吸附

采用批量平衡法研究了阿特拉津（AT）及其主要代谢物脱乙基阿特拉津（DEA）和脱异丙基阿特拉津（DIA）在砂质壤土中的吸附行为,讨论了离子强度和温度对吸附的影响.结果表明,3种化合物的吸附24h基本达到平衡,吸附量大小顺序为AT > DIA > DEA;二级动力学模型可以很好地预估平衡吸附容量和初始吸附速率常数,颗粒内扩散方程表明颗粒扩散不是唯一的控速手段,Elovich方程拟合所得AT、DEA和DIA的瞬时吸附占各自吸附总量的53%、85%和80%;Freundlich方程能很好地描述3种化合物在供试土壤中的吸附特性,吸附系数（K_f）范围为0.7992~1.3201mg^1-1/n·mL^1/n/kg,经验常数1/n范围为0.7440~0.7530.溶液的离子强度和温度影响土壤对化合物的吸附,温度升高,K_f值降低;CaCl₂从0~0.01mol/L,K_f值增大,再继续增加,吸附系数有降低的趋势.     

狼尾草根系分泌物对黑土吸附阿特拉津的影响研究

采用批量平衡试验方法,研究狼尾草根系分泌物对黑土吸附阿特拉津的影响.结果用Evolich方程(R2>0.97)和准二级动力学模型(R2>0.99)进行拟合,两者都表现出较好拟合度.用Langmuir和Freundlich等温吸附方程描述土壤吸附阿特拉津的过程,其中,Freundlich方程拟合结果较好(R2>0.91),而Langmuir方程中R2<0.60,加入狼尾草根系分泌物后,吸附平衡常数Kf明显减小,参数1/n增大到1左右,属于较难吸附,表明狼尾草根系分泌物对阿特拉津可能有抑制作用,且根系分泌物浓度不同,影响程度不同.     

共存污染物对阿特拉津在天然沉积物上吸附的影响

实验研究了重金属和表面活性剂对阿特拉津在沉积物上吸附的影响.结果表明,Cu2 和Cd2 在低浓度时对阿特拉津吸附无影响或降低其吸附,高浓度时则能明显或轻微促进其吸附.在实验浓度范围内,与对照相比,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)抑制阿特拉津的吸附,而Span 20则在低浓度时(≤1mg·L-1)抑制阿特拉津的吸附,高浓度时(>1mg·L-1)促进其吸附.     

功能化材料Zr@AC对水中难降解农药阿特拉津的去除特征

我国农药阿特拉津的污染十分严重,对生态系统造成了非常不利的影响. 为了实现对水环境中阿特拉津的高效去除和吸附剂的重复利用,该研究通过溶液浸渍和高温煅烧技术将金属锆负载到活性炭上,制备出功能化材料Zr@AC,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)和比表面及孔径分析仪(BET)对材料的形貌和组成进行了表征,并考察了Zr@AC对水中阿特拉津的去除效果. 结果表明:①当浸渍液锆离子的质量分数为7.0%、浸渍时间为9.0 h、煅烧温度为500 ℃和煅烧时间为5.0 h时,制备的Zr@AC具有较大的比表面积、较多的中孔和微孔以及丰富的活性位点. ②对阿特拉津的去除研究表明,当溶液pH为4.0、温度为25 ℃、Zr@AC投加量为60.0 mg/L时,经过90 min的反应,Zr@AC对阿特拉津的吸附容量最大,达到93.8 mg/g. ③动力学模拟研究表明,该吸附过程遵循拟二级动力学模型,且Freundlich等温吸附模型的拟合结果要优于Langmuir等温吸附模型,说明Zr@AC对阿特拉津的吸附存在化学吸附和多分子层吸附的双重作用. ④经过5次重复试验后,Zr@AC对阿特拉津的去除率仍有83.9%. 研究显示,Zr@AC可作为水中去除阿特拉津的吸附剂,是一种很有前途、可重复多次使用的材料.      

潮土中阿特拉津解吸滞后特征

采用批量动态实验方法,研究了阿特拉津初始浓度与解吸时间对潮土中阿特拉津解吸滞后特征的影响.结果表明:土壤溶液中阿特拉津的浓度随其解吸时间的增加而逐渐下降,二者间可用经验指数公式表达.阿特拉津连续解吸5d后,阿特拉津的初始浓度从50μg·L^-1增加到2 000μg·L^-1时,对应解吸率分别为23.1%、30.4%、33.0%、36.4%和38.5%.土壤吸附阿特拉津与对应土壤溶液中阿特拉津浓度关系可用传统和依时解吸等温线2种方式描述.无论传统还是依时解吸等温线都与吸附进行到168h的吸附等温线之间存在着解吸的滞后现象.传统和依时Freundlich解吸等温线参数能对吸附解吸等温线的滞后作用进行量化,滞后系数ω只适合传统解吸等温线的滞后量化,而滞后系数H和λ对2类解吸等温线都适用.     

除草剂阿特拉津的多介质环境行为

以白洋淀地区农田为现场,在土壤表征、环境中阿特拉津含量测定和阿特拉津吸附、生物降解、水解和光解研究的基础上,利用多介质环境逸度模型对土壤、地下水和玉米中30年间阿特拉津的含量进行了预测.     

铜对两种农药在砂土上吸附的影响

为了考察了铜与有机农药在土壤中吸附行为的交互作用,以阿特拉津(Atrazine,AT)、氰戊菊酯(Fenvalerate,Fen)为研究对象,进行批量平衡吸附实验。实验结果表明,AT的吸附符合线性吸附等温线,氰戊菊酯在土壤上的吸附变异性较大,可能原因是菊酯农药存在一定程度的降解。铜离子的存在使AT的吸附常数Koc由262.3减小为55.22L/kg,AT在土壤上的吸附量减小。氰戊菊酯吸附常数Koc为282.9(L/kg),铜离子与氰戊菊酯共存时,氰戊菊酯吸附Koc值增加为440.1L/kg,实验Cu2+浓度范围内,吸附量明显增加。两种农药土壤吸附实验结果不同,这种差异性可能是由于两种农药具有不同的水溶性和辛醇-水分配系数(Kow)值,铜与AT可能形成可溶性络合物从而减小其吸附。铜与氰戊菊酯可能形成不溶性络合物而使溶剂萃取率降低。     

生物测试法应用于判别除草剂环境污染

在实验室条件下进行了阿特拉津、乙草胺、甲磺隆3种除草剂对玉米根长抑制试验.结果表明,受试玉米对3种除草剂的敏感顺序为甲磺隆＞乙草胺＞阿特拉津.将此结果应用于农药环境污染事故的调查与诊断工作中,对污染因子进行了初步的分析和判定.     

除草剂莠去津(atrazine)在土壤-水环境中的吸附及其机理

为指导农药的使用 ,避免对后茬作物的影响 ,优化农药的施用量、减少环境污染 ,研究了土壤、腐殖酸、粘土矿对莠去津的吸附及其机理 .结果表明 :吸附强弱与土壤理化特性密切相关 ,Feundlich常数 K_af与 OM%有较好的相关性 ( r=0 .975) .腐殖酸对其的吸附起决定作用而粘土矿对其吸附作用并不强 .莠去津在土壤中的吸附可能有氢键、范德华力等作用 .     

多环芳烃室内土柱淋溶行为的CDE模型模拟

采用土柱淋溶实验方法对多环芳烃(PAHs)在人工污染士柱中表面活性剂淋溶下的运移进行了实验室研究,获得了示踪剂Br^-和PAHs的穿透曲线(BTCs);并通过室内批量平衡试验(PAHs和表面活性剂吸附试验和表面活性剂对PAHs吸附／解吸影响试验)获得了吸附系数,进而获得阻滞因子．基于这些实验室结果,通过CXTFIT2．1软件,用平衡CDE模型拟合了Br^-的BTCs,获得物理和水动力参数;并在此基础上应用CDE非平衡模型拟合PAHs在表面活性剂淋溶条件下土柱中的BTCs以及不同时刻、不同埋深处PAHs浓度的动态变化,预测了PAHs在土柱中的迁移趋势。     

放射性核素在饱和浙江红粘土中的迁移

用分层土柱法研究放射性核素在浙江红粘土介质中的迁移规律.通过为期28d的饱和土柱动态吸附-解吸实验,测定了¹³⁷Cs、⁸⁵Sr、⁶⁰Co、¹⁴⁴Ce、¹⁵⁵Eu和²³⁷Np 6种放射性核素在浙江红粘土样品中的垂直剖面浓度分布及其迁移速度.为便于根据实际场址的入渗水通量确定这些核素的滞留因子,进行了氚弥散实验,测定了土壤有效孔隙率和土壤中水运移速度.根据土柱装填密度、有效孔隙率和土壤中水运移速度,计算出上述核素在红粘土中的吸附分配系数和滞留因子.结果表明:浙江红粘土对¹³⁷Cs、⁸⁵Sr、⁶⁰Co、¹⁴⁴Ce、¹⁵⁵Eu和²³⁷Np 6种核素均有较大的吸附分配系数和滞留因子;对¹³⁷Cs的吸附分配系数和滞留因子分别为2388ml·g^-1和7732,对⁸⁵Sr的吸附分配系数和滞留因子分别为1432ml·g^-1和4645.     

Adsorption–desorption behavior of atrazine on agricultural soils in China

Adsorptionanddesorptionareimportantprocessesthataffectatrazinetransport,transformation,andbioavailabilityinsoils.Inthisstudy,theadsorption–desorptioncharacteristicsofatrazinein three soils (laterite, paddy soil and alluvial soil) were evaluated using the batch equilibrium method. The results showed that the kinetics of atrazine in soils was completed in two steps: a “fast” adsorption and a “slow” adsorption and could be well described by pseudo-second-order model.In addition,the adsorption equilibrium isotherms were nonlinear and were well fitted by Freundlich and Langmuir models. It was found that the adsorption data on laterite, and paddy soil were better fitted by the Freundlich model;as for alluvial soil,the Langmuir model described it better. The maximum atrazine sorption capacities ranked as follows: paddy soil > alluvial soil > laterite. Results of thermodynamic calculations indicated that atrazine adsorption on three tested soils was spontaneous and endothermic. The desorption data showed that negative hysteresis occurred. Furthermore, lower solution pH value was conducive to the adsorptionofatrazineinsoils.Theatrazineadsorptioninthesethreetestedsoilswascontrolled by physical adsorption, including partition and surface adsorption. At lower equilibrium concentration, the atrazine adsorption process in soils was dominated by surface adsorption;while with the increase of equilibrium concentration, partition was predominant.     

稀土工业污染土壤对外源钍的吸附行为研究

研究了外源钍在土壤上的吸附行为并评估其对土壤的污染风险.通过静态吸附解吸实验考察土壤样品对不同量外源钍的吸附容量、吸附平衡时间、分配系数和解吸能力.土壤样品对外源钍有很强的吸附能力,在吸附平衡时吸附百分比均大于92%,而解吸率均小于5%;钍在土壤溶液中分配系数最高可达104以上;吸附容量和平衡时间与土壤性质有关.吸附实验结果表明,可用Freundlich吸附等温式和Elovich方程分别描述土壤样品对钍吸附的热力学行为(r≥0.916 7)和动力学过程(R2≥0.898 0).较佳的拟合结果表明,土壤样品对外源钍的吸附是非线性物理化学吸附,吸附反应速率受钍在土壤表面和矿物内层扩散影响.采用形态连续萃取法分析外源钍在土壤上吸附后的赋存形态.由钍形态萃取结果,少量外源钍(10-7~10-6mol.L-1)进入土壤后主要以不稳定非残留态存在,其含量在58%以上;随着外源钍量增加,钍非残留态量增加,同时更多外源钍迁移到稳定残留态.     

理化性质对土壤吸附-解吸苄嘧磺隆的影响

为探讨土壤理化性质对其吸附-解吸BSM(苄嘧磺隆)的影响,采用批量平衡法研究了采自我国东南沿海和中部14个省区的21个土壤样品对BSM的吸附-解吸行为,以及BSM吸附-解吸行为与土壤pH、w(有机质)、w(TN)、w(黏粒)、CEC(阳离子交换量)等理化性质的关系. 结果表明:BSM在土壤中的等温吸附线可用Freundlich方程进行拟合,不同土壤对BSM的吸附强度差异较大,K_f (Freundlich常数)介于0.52~24.05之间. 土壤pH、w(有机质)是影响BSM吸附的主要因素,二者对K_f的解释率为58.1%;土壤对BSM的吸附还受w(TN)、w(黏粒)等的影响. 土壤对BSM的吸附-解吸存在滞后现象,HI(迟滞系数)与土壤pH呈极显著负相关,与w(黏粒)呈显著正相关,其中土壤pH对HI的解释率为33.0%. 吸附平衡溶液pH与K_d (分配系数)呈极显著负相关,对其进行调节可显著改变土壤对BSM的分配能力.      

沙土不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了沙土不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响.结果表明,去除腐殖质后的沙土对磷的吸附能力大大降低,其饱和吸附量Qm和吸附分配系数K分别只能达到原样的38.41％和7.42％,说明有机矿质复合体是影响磷在沙土上吸附特征的主要因素;钙键有机矿质复合体的碳标化饱和吸附量为388.35 mg·kg-1,相当于原样的1.51倍,在其所形成的有机矿质复合体中存在着孔隙填充方式的磷吸附;铁铝键有机矿质复合体在对磷吸附中发挥着重要作用,其碳标化饱和吸附量可达500.23 mg·kg-1,相当于原样的1.93倍,其吸附机制除孔隙填充方式外,还存在铁铝氧化物及水化氧化物对磷的配位吸附.因此,考查土壤对磷的吸附能力时不仅要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响土壤对磷吸附特征的重要因素.以原样的磷饱和吸附量为基准,钙键有机矿质复合体和铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷可分别按原样的1.51和1.93倍进行估算.     

Adsorption of atrazine by natural organic matter and surfactant dispersed carbon nanotubes

The aggregation and dispersion behaviors of carbon nanotubes (CNTs) can regulate the environmental spread and fate of CNTs, as well as the organic pollutants adsorbed onto them. In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) and single-walled carbon nanotubes (SWNTs) were surface modified with humic acids from di erent sources and with surfactants of di erent ionic types. The dispersion stability of surface modified CNTs was observed by UV-Vis spectrophotometry. The e ect of humic acid and surfactant dispersion on the adsorption of atrazine by CNTs was investigated by batch equilibrium experiments. Both humic acid and surfactant could e ectively disperse MWNTs, but not SWNTs, into stable suspensions under the studied conditions. Surface modified CNTs had a greatly reduced capacity for adsorption of atrazine. The inhibitory e ect of peat humic acid was relatively stronger than that of soil humic acid, but the two surfactants had a similar inhibitory e ect on atrazine adsorption by the two CNT types. Increases in surfactant concentration resulted in rapid decreases in the adsorption of atrazine by CNTs when the surfactant concentration was less than 0.5 critical micelle concentration.