酸性矿山废水中铜在含铬施氏矿物上的吸附及其对矿物溶解与相转变的影响

施氏矿物对水体中的重金属具有较强的吸附和固载能力,但随着环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并发生相转变,引起重金属的释放.利用化学合成的含Cr施氏矿物,探究其在不同Cu(Ⅱ)浓度与pH条件下含Cr施氏矿物的溶解和相转变.研究结果表明,在pH~3时,含Cr施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量较少,Cu(Ⅱ)对矿物溶解的影响不明显;在该pH条件下,含Cr施氏矿物会发生相转变生成部分针铁矿,但是随着溶液中初始Cu(Ⅱ)浓度的升高,矿物的相转变得到抑制.当pH升高至pH~5时,含铬施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量显著增加,Cu(Ⅱ)主要以Cu(OH)+与Cu2_(OH)_2~(2+)的形态吸附在含Cr施氏矿物表面,而高浓度Cu(Ⅱ)存在时也会生成部分Cu(OH)_2固体直接沉淀在矿物表面,覆盖矿物的反应位点从而阻碍SO_4~(2-)和CrO_4~(2-)的释放,而且随着Cu(Ⅱ)浓度的升高,这种抑制作用显著增强.在不同pH条件下,Cu(Ⅱ)的存在能够有效促进含Cr施氏矿物的稳定性,促进矿物对重金属Cr的固载能力,这些结果对酸性矿山废水环境中施氏矿物的稳定性和重金属污染控制具有重要意义.     

鄱阳湖区PAHs的多介质迁移和归趋模拟

为分析鄱阳湖区PAHs(多环芳烃)的多介质迁移和归趋行为,以可获取模型验证数据的BaP(苯并芘)、BaA(苯并蒽)、Chr()、Pyr(芘)、Fla(荧蒽)、Phe(菲)6种典型PAHs为研究对象,采用逸度模型Level Ⅲ,预测和模拟鄱阳湖区环境多介质中PAHs的分布和归趋状况. 结果表明:鄱阳湖区水相中ρ(BaP)、ρ(BaA)、ρ(Chr)、ρ(Pyr)、ρ(Fla)、ρ(Phe)的计算值分别为0.043 3、0.050 9、0.021 4、0.149 0、0.122 0、0.295 0 μg/L,与实测值基本一致. 气相、土壤相及沉积物相中6种PAHs的计算值与实测值吻合较好,模型可靠. 土壤相和沉积物相中PAHs残留量(以n计)占该区总残留量的92.6%,远高于气相和水相. PAHs在鄱阳湖区多介质中的相间迁移通量以气相→土相、水相→沉积物相、沉积物相→水相为主. 鄱阳湖区各介质中高环PAHs主要源于外来污水和外来废气输入,外来污水输入量(以n计)和外来废气输入量分别占59.4%和33.6%. 中环和低环PAHs主要源于当地的废气排放和外来污水输入. 土壤相和沉积物相是鄱阳湖区PAHs主要的汇,由土壤和沉积物的内源释放而可能引起的二次污染应引起重视.      

分离结晶作用的瑞利方程的改进

由Neuman等(1954)根据瑞利分异定律建立的方程表示为C_1/C_0=F~(D-1)由于残余熔体分数与固相x_i中相i质量分数无直接关系,必须规定这些变数之一为一系列任意值。因此利用瑞利方程得出的模拟结果受外部控制,因而也就没有什么实际意义。但是,通过引入变数yi代表固相中与初始质量有关的相i质量,可得F=1-Σy_i,于是以前的方程可改写为C_1/C_0=(1-Σyi)(?)根据该方程式,可能得到其他系统的已知值K_i、G_1和C_0的变数,这里K_i代表固-液分配系数,C_1和C_0分别代表分异熔体和母熔体的浓度。该联立方程组可利用最小二乘法来求解,并可用来研究天然系统。     

城市固废好氧加速稳定及碳氮迁移试验研究

选取上海市老港填埋场3~4a垃圾做室内强制通风单元体试验,监测固、液、气三相成分变化,并对有机污染负荷的削减规律以及碳、氮元素的迁移规律进行分析与研究.结果表明,固相纤维素/木质素(C/L)值从初始0.8降至0.4以下,固相中BDM、TOC、TN也有降低,固相指标降解速率呈现前期大后期小的特点,且上层垃圾降解程度更大.液相pH值、EC维持在固定区间,有机污染负荷得到了极大地削减,在整个试验期间,TOC、COD、BOD降解率分别达97%、94%、94%,TN、NH₄-N的降解率分别达到95%、94%.试验期间,累积CO₂释放量6.7kg,累计N₂释放量0.75kg.C/L值、降解稳定化归一指标β可作为固相垃圾稳定化程度判定指标,BOD/COD、NH₄-N/TN值可作为液相中可降解物质稳定化程度判定指标.根据质量守恒原理,对试验过程中碳、氮元素的迁移进行了分析.固相累积损失C质量2.09kg,液相累积流失C质量0.14kg,CO₂累积释放C质量1.83kg.固相累积损失N质量0.62kg,液相累积流失N质量0.08kg,N₂累积释放N质量0.75kg.降解基本结束后,固相中仍然残存着大量的不可降解或者难降解的含碳及含氮化合物.     

垃圾焚烧飞灰添加工业固废的玻璃化研究

采用高硅铝含量的工业固废(煤矸石与高炉矿渣),作为生活垃圾焚烧飞灰热处理的添加剂,改善其熔融性与产物的物化特性.随着添加量的增加,产物的主要矿物成分从含氯的Ca₁₀(Si O₄)₃(SO₄)₃Cl₂与Ca₆Al₅Si₂O₁₆Cl₃向钙铝石、斜硅钙石、黄长石、钙长石依次转变.采用四元碱度(R4)评价熔融成分,酸性的工业固废(R4<1)能够中和碱性的垃圾飞灰(R4>1),形成中性混合灰(R4≈1),其中含30%煤矸石或40%高炉矿渣.中性灰的各项熔融特征温度最低,代表完全熔融的流动温度分别为1260与1200℃,在1300℃下玻璃化,冷却形成晶相为黄长石的微晶玻璃.玻璃化过程中,超过99%的氯元素从固相中分离;在挥发分离与固化稳定的共同作用下,重金属铬、镍、锌、镉、铅的浸出量减少了95%以上,铜减少了85%以上.     

两相分配生物反应器中苍白杆菌PW对芘的降解效果

为降低PAHs对微生物的毒性,促进PAHs的降解,采用TPPB技术(two-phase patitioning bioreactor,两相分配生物反应器)对芘进行降解,研究了不同有机相(硅油、十二烷、十一醇、癸烷、十六烷、十八烷)、ρ(芘)、φ(有机相)和扰动速率对芘降解的影响. 结果表明:当φ(有机相)为10.0%、ρ(芘)为100~1 000 mg/L时,T0(纯水相)及T1(水-硅油)、T2(水-癸烷)、T3(水-十二烷)、T4(水-十一醇)、T5(水-十六烷)和T6(水-十八烷)体系中芘的降解率分别为92.5%~13.9%、69.3%~20.1%、79.6%~23.3%、81.9%~26.9%、86.7%~28.1%、87.7%~34.1%、89.6%~27.4%. ρ(芘)较低时,TPPB抑制了芘的降解;ρ(芘)较高时,TPPB则能促进芘的降解. 6种有机相中,十六烷对芘降解的促进效果最优. 最优φ(有机相)的确定和ρ(芘)有关,ρ(芘)为200 mg/L时,最优φ(十八烷)、φ(十六烷)、φ(十一醇)分别为5.0%、2.5%和5.0%;ρ(芘)为1 000 mg/L时,其均为20.0%. 液体扰动速率的提高能促进芘的降解,液体扰动速率为50~200 r/min时,T6和T5体系中的芘的降解率分别为50.1%~75.6%和54.1%~79.1%. 研究显示,TPPB技术是一种潜在治理高浓度PAHs污染的有效途径,TPPB的优化是多种影响因素综合作用的结果.      

电子探针和质子探针在矿物学中的应用

<正> 常常可以观察到元素的出现存在着一定的相关关系。特别是微量元素与一定的主要元素相关。这是由于它们具有相似的地球化学特征。相似的地球化学特征是控制元素的地球化学内聚现象的一个重要因素,例如Zr/Hf、K/Rb等。然而元素的分配也取决于一系列物理-化学参数。诸如温度、氧逸度、扩散速率等这些参数控制着矿物的形成。因此,固体与熔融体之间或固体与固体之间所发生的反应,都会影响元素的分配。不同矿物组合中共存相之间的元素分配特征,可受不同的成因过程控制: 1.结晶作用过程中形成的原始分配和分带现象; 2.固相线以下的还原作用(或氧化作用)以及平     

硫酸盐还原菌介导的吸附态砷的迁移转化

自然界中,砷(As)主要被吸附在铁氧矿物上,吸附态砷从铁氧矿物释放至水体是水中砷污染的主要来源。在此过程中,微生物起着至关重要的作用。本研究的目的是探究加入硫酸盐还原菌Desulfovibrio vulgaris DP4对吸附态砷迁移转化的影响。结果表明,0 h两体系砷释放量均为0μmol·L-1。与对照组相比,前84 h DP4促进了吸附态五价砷[As(V)]的脱附,在13 h砷的释放量达到最大值12.6μmol·L-1,占初始总吸附量(16μmol·L-1)的79%,是对照组(1.5μmol·L-1)的8.4倍。而在84 h之后,DP4体系的砷浓度低于非生物对照组,表明溶解态砷被再次固定。此过程中,砷的释放量与氧化还原电位(Eh)显著相关(P=0.001)。XRD结果表明,在DP4作用下针铁矿的结晶度降低了50%,且结晶度越低,吸附能力越强,这可能是后期砷被再次固定的原因之一。同时SEM-EDS表明DP4使得针铁矿发生团聚,部分被转化为硫铁矿。As的XANES结果表明固相中没有硫化砷生成,这进一步证明固相中生成的主要是硫铁矿,它对砷的再吸附导致了后期DP4体系中溶解态砷的浓度低于非生物对照组。此外,在固相中检测出了19%的As(III),而液相中并未检测出溶解态的As(III),据此推测硫酸盐还原菌原位还原了吸附态As(V)。     

土壤污染及其防治

X53 9501013土壤固相不同组分对锡、锌吸持的研究/邵孝侯(河海大学农水系卜·//环境化学/中科院生态环境研究中心一1994,13(4)一340一345 环信X一87 选用三种不同类型的土壤,用连续提取法依次去除土壤固相中碳酸盐(石灰性土壤)、氧化锰、有机质、无定型氧化铁和晶型氧化铁组分,制得分离某一组分或某几个组分后的土壤钙饱和的样品,藉峪研究土壤固相各组分对重金属Cd和Zn吸持的影响。研究结果表明,不同土壤去除某一组分或多个组分后对Cd和Zn吸持的影响是不同的,土壤固相中组分的相互作用可能是其主要原因。图1表4参9broek…// AMBIO一199…     

乌鲁木齐市典型城区大气PAHs气-粒分配特征

大气中PAHs的气-粒分配是影响其在大气中分布、迁移和转化的一个重要因素,于2011年12月—2012年12月在乌鲁木齐市天山区采集大气气相和颗粒相样品,对聚氨酯泡沫样品的气相和石英纤维膜的颗粒相(TSP)中的16种PAHs进行分析.结果表明:采样期间颗粒相和气相中ρ(∑₁₆PAHs)总和的年均值为(116.71±92.74) ng/m3,采暖期〔(173.16±84.26) ng/m3〕是非采暖期〔(39.46±16.19) ng/m3〕的4.4倍;采暖期颗粒相中ρ(∑₁₆PAHs)平均值为(40.60±3.03) ng/m3,气相为(134.46±13.05) ng/m3,2～3环PAHs主要存在于在气相中,4～6环PAHs主要存在于颗粒相中.在非采暖期,颗粒相ρ(∑₁₆PAHs)平均值为(25.37±3.21) ng/m3,气相为(14.95±1.06) ng/m3.采用吸附和吸收模型对PAHs的分配特征进行了研究,表明PAHs的lg K_p(K_p为分配系数)与lg P_L0(P_L0为过冷蒸汽压)线性关系显著,在采暖期斜率绝对值为0.34,说明PAHs的气-粒分配以吸收为主;在非采暖期的斜率绝对值为0.78,表明PAHs的气-粒分配受吸收和吸附共同作用.PAHs的lg K_p与lg K_oa(K_oa为正辛醇-大气分配系数)线性关系显著,在采暖期斜率为0.38,表明PAHs气-粒分配并未达到平衡;在非采暖期,斜率为1.22,表明PAHs气-粒分配接近平衡.研究显示,乌鲁木齐市城区大气PAHs气-粒分配在采暖期及非采暖期特征不同,应区别制订政策和管理措施.      

固相萃取在农药测定中的应用

1 前言以气相或高压液相色谱法测定谷物、蔬菜、水果等农作物及水中农药时,样品均需预处理。通常,采用液液分配萃取法。但其操作麻烦,有机溶剂用量大,往往影响分析结果的准确性,且影响操作人员的健康。近年来,固相萃取法(简称SPE)已被用于上述的样品预处理。该法是采用固相萃取小柱,运用液相色谱的理论,选择吸附剂和洗脱剂,以富集待测物质或除去干扰物质。由于被测物质的种类不同,SPE法可分为正相、反相吸附和分配、离子交换及排阻色谱等。相中,以正、反相吸附和分配色谱法的应用较为广泛。本文就C_(18)色谱小柱的组成、萃取原理、使用方法及应用作一简要介绍。 2 C_(18)小柱 2.1 组成 C_(18)萃取小柱由硅胶担体表面的-CH基硅烷化而制成。如: 硅胶氯硅烷简称C_(18) 市售Sep-pakC_(18)小柱,其固定相夹在两块多孔塑料板之间而装在塑料小色谱柱内而成。     

液质联用法测定水中六溴环十二烷和四溴双酚A

建立了固相萃取(SPE)-超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱(UPLC-MS/MS)同时测定水中六溴环十二烷和四溴双酚A的方法。过滤后的样品酸化后经C18固相萃取柱富集净化后,采用BEH C18柱,以水-甲醇作为流动相进行梯度洗脱,采用串联质谱进行检测。4种目标化合物在相关线性范围内线性良好(r=0.997 8~0.999 4),回收率为77.2%~91.3%,相对标准偏差为8.4%~13.8%,方法检出限为0.09~0.15 ng/L。该方法快速,灵敏度高,适用于测定水体中4种溴代阻燃剂的痕量残留。     

模拟有机-矿质体中不同吸附域对TCE的吸附影响

为研究无机矿物与有机质相互作用形成复合体对有机污染物的吸附行为影响,制备了蒙脱土-腐植酸复合体以及混合体模拟土样,分别代表蒙脱土与腐植酸之间有相互作用和无相互作用,并运用批实验的方法,针对不同有机质与无机矿物质量比(C/M)的有机-矿质复合体及混合体开展了三氯乙烯(TCE)吸附实验研究.结果表明,TCE在不同C/M的有机-矿质复合体和混合体中的吸附符合Freundlich等温吸附模型.采用纯蒙脱土及腐植酸的吸附方程叠加计算获取无相互作用模拟土样的固相吸附量计算值,计算值均小于复合体和混合体的实际固相吸附量,表明复合体中蒙脱土与腐植酸吸附域之间存在相互作用,导致腐植酸性质改变,使复合体的吸附能力增强,而混合体由于等温吸附实验过程中有水的参与,也可能在一定程度上形成了复合体.随着C/M的增大,有机-矿质复合体和混合体对TCE的吸附能力增强.当 C/M小于0.08时,复合体中蒙脱土与腐植酸发生较为充分的相互作用,导致腐植酸性质改变,增强了复合体对TCE的吸附能力,因而复合体对TCE的吸附能力明显强于混合体;当C/M大于0.08时,复合体中后续叠加在补丁上的有机质保留了源腐植酸的特性,这部分有机质将掩盖变性有机质的吸附影响,因而复合体与混合体对TCE的吸附能力基本相当.TCE初始浓度影响分析表明,当C/M固定时,随着TCE初始浓度(C0)的增大,非线性叠加模型的固相吸附量计算值与实测值的差值(?Qe)呈增大趋势,分析认为复合体中的变性有机质较其他组分对TCE具有更强的亲和力,随着C0的增加,变性有机质的吸附贡献率增大,因此导致?Qe的增大.     

不同微生物处理工艺对全氟化合物的去除效果

以辽宁省4个采用不同微生物处理工艺的污水处理厂为研究对象,采用WAX固相萃取分离富集和高效液相-质谱联用(HPLC/MS/MS)方法测定了4个污水处理厂中13种PFCs(全氟化合物)〔9种PFCAs(全氟羧酸类化合物,C₄~C₁₂)和4种PFSAs(全氟磺酸类化合物,C₄、C₆、C₈、C₁₀)〕的质量浓度. 研究发现,9种PFCAs(C₄~C₁₂)(记为∑PFCAs)和2种PFSAs(C₄、C₈)(记为∑PFSAs)均有不同程度的检出,水体中各PFCs浓度水平与碳链长度呈显著负相关. 进水中ρ(∑PFCAs)和ρ(∑PFSAs)分别为81.5~135.9和3.7~4.6 ng/L,出水中ρ(∑PFCAs)和ρ(∑PFSAs)分别为47.4~63.3和2.8~3.7 ng/L. 进、出水受PFCAs尤其是短链PFCAs污染较为严重. 4个污水处理厂对PFCs的去除呈现相似的去除效果及规律,即PFCs的去除主要靠活性污泥的吸附作用,而与污水处理厂所采用的微生物处理工艺相关性不大.      

硫酸盐还原菌介导的吸附态砷的迁移转化

自然界中砷(As)主要被吸附在铁氧矿物上,吸附态砷从铁氧矿物释放至水体是水中砷污染的主要来源.在此过程中,微生物起着至关重要的作用.本研究的目的是探究加入硫酸盐还原菌Desulfovibrio vulgaris DP4对吸附态砷迁移转化的影响.结果表明,0 h两体系砷释放量均为0μmol·L~(-1).与对照组相比,前84 h DP4促进了吸附态五价砷[As(Ⅴ)]的脱附,在13 h砷的释放量达到最大值12.6μmol·L~(-1),占初始总吸附量(16μmol·L~(-1))的79%,是对照组(1.5μmol·L~(-1))的8.4倍.而在84 h之后,DP4体系的砷浓度低于非生物对照组,表明溶解态砷被再次固定.此过程中,砷的释放量与氧化还原电位(Eh)显著相关(P=0.001).XRD结果表明,在DP4作用下针铁矿的结晶度降低了50%,且结晶度越低,吸附能力越强,这可能是后期砷被再次固定的原因之一.同时SEM-EDS表明DP4使得针铁矿发生团聚,部分被转化为硫铁矿.As的XANES结果表明固相中没有硫化砷生成,这进一步证明固相中生成的主要是硫铁矿,它对砷的再吸附导致了后期DP4体系中溶解态砷的浓度低于非生物对照组.此外,在固相中检测出了19%的As(Ⅲ),而液相中并未检测出溶解态的As(Ⅲ),据此推测硫酸盐还原菌原位还原了吸附态As(Ⅴ).     

微量元素的原位显微分析

<正> 我们将微量元素的原位显微分析定义为“光片中单个矿物相的微量元素浓度(<1000ppm)的测量”,这类似于电子探针对主量元素的分析。我们认为,这样的测量是重要的,它能对岩石学和地球化学提供一种新的尺度。本文既是对原先所作工作的回顾,     

矿物物理与熔体物理进展述评

<正> 引言和重点目前,由于理论和实验方面的重要进展,矿物物理学和涉及熔融矿物性质的有关领域正在茁壮成长。特别是存在着这样一种趋势,即包括物理学、化学和材料科学在内的许多学科与地球物理和地球化学的相应领域之间的相互促进正在增长。这一方面可以从近年来有关高压研究的国际会议论文集(Schilling 和 Shel-ton,1981)、矿物结构和键合(M.O'Keeffe 和Navrotsky,1981)、激波研究(Nellis 等,1982)以及高压研究在地球物理问题上的应用(Aki-moto 和 Manghnani,1982)等一系列著作中     

超高效液相/串联质谱法测定水中苯甲酰脲类农药残留

建立了固相萃取(SPE)-超高效液相色谱/大气压化学电离源/三重四极杆串联质谱(UPLC-MS/MS)同时测定水中7种苯甲酰脲类杀虫剂残留的方法。过滤后的样品经HLB固相萃取柱富集净化后,目标化合物经10 mL二氯甲烷洗脱并浓缩,1 mL甲醇定容后,采用BEH C18柱,以水(5 mmol/L乙酸铵)-乙腈作为流动相进行梯度洗脱,采用串联质谱作为检测器进行检测。7种苯甲酰脲类杀虫剂在相关线性范围内线性良好(r=0.999 1～0.999 5),回收率为71.8%～114%,相对标准偏差为3.3%～18.8%,方法检出限为7.0～16.0 ng/L。该方法快速,灵敏度高,适用于测定水体中7种苯甲酰脲类杀虫剂的残留。     

壳聚糖-富里酸协同调控CaxCd1-xCO3固溶体结晶

以壳聚糖和富里酸混合溶液为介质,利用碳酸铵气相扩散法合成Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体,文章研究了Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体成核结晶行为,探究这2种介质对于Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体固化Cd能力及稳定性的影响。通过结晶固相成分分析,结果表明液相中各组分浓度能够影响固相中Cd的含量。液相Cd~(2+)浓度增加,Cd在固溶体中的含量也增加。随着富里酸浓度增加,固溶体中Cd含量降低,意味着在富里酸存在下固溶体固化Cd能力降低。红外光谱和XRD结果证明了壳聚糖和富里酸不影响固溶体晶体的结构。扫描电镜和透射电镜分析进一步表明,壳聚糖和富里酸在不同程度上都影响了固溶体的晶体形貌及固相组成。在壳聚糖存在下晶体表面形成薄膜将晶体包覆,随着壳聚糖浓度增加,固溶体中Cd含量增加到39.90%,且晶体形貌逐渐转向球体。该研究结果表明Cd~(2+)进入碳酸钙晶格中能有效降低溶液中的Cd~(2+)达到净化水体的效果,壳聚糖和富里酸的协同作用实现了水体中重金属Cd~(2+)的转化和钝化。     

pH对污泥厌氧消化过程中抗生素降解迁移的影响

抗生素作为一种新型污染物,可随着城市污水厂中污泥的处理处置单元最终进入环境中,对人类健康造成潜在威胁.以城市污水厂的剩余污泥为研究对象,考察在不同初始p H(p H=5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5)条件下,12种抗生素在污泥厌氧消化过程中降解迁移的规律.结果显示,p H为7.5时,总抗生素去除率最高,为55.7%;p H为5.5时,总抗生素去除率最低,仅为21.7%.厌氧消化后,抗生素明显由固相向液相迁移,且总抗生素去除率与其固相迁移至液相的抗生素含量显著相关.