沉积物对粪固醇的吸附行为研究

采用批量振荡法模拟粪固醇在沉积物-水两相中的迁移,考察了温度、盐度、pH值、浓度对沉积物吸附粪固醇的影响.结果表明,温度升高不利于沉积物对粪固醇的吸附,但有利于粪固醇溶解度的增加;沉积物有机质中亲水性基团向水体中释放,不利于粪固醇的吸附;盐度升高和水体中粪固醇初始浓度增大皆有利于沉积物对粪固醇的吸附;pH值增高或降低皆抑制沉积物对粪固醇的吸附;沉积物中粗胡敏素对粪固醇吸附贡献较大,矿物质对粪固醇吸附贡献较小;温度、盐度、pH值和粪固醇浓度的变化,对粪醇/(粪醇+加氢胆固醇)、粪醇/24-乙基粪醇、粪醇/胆固醇、24-乙基粪醇/谷甾醇、24-乙基粪醇/(24-乙基粪醇+加氢谷甾醇)5个质量比指标的影响较小,其质量比指标可以作为粪便污染的指示物.     

粪便源指纹及其鉴别研究

利用气相色谱-质谱联用仪检测了人和32种动物粪便中以及5个不同排污口表层沉积物中10种粪固醇,以10种粪固醇含量和9个粪固醇比值为指标,分别应用层次聚类分析法对人和32种动物粪便以及5个沉积物的粪便污染来源进行了鉴别,结果表明:草食动物粪便中主要含C29-甾醇,5β-甾醇比5α-甾醇含量多,草食动物粪便的主要指示物是24-乙基粪醇和谷甾醇;肉食动物粪便中主要含C27-甾醇,胆固醇是肉食动物的主要指示物;杂食粪便中粪固醇组成多变;人粪便中主要含粪醇,占总粪固醇的51.5%;应用10种粪固醇含量和9个粪固醇比值以及层次聚类分析法,可以准确地鉴别人和32种动物粪便以及5个沉积物样品的粪便污染来源。     

近岸表层沉积物粪固醇的吸附特性及影响因素

以大连湾近岸表层沉积物为吸附剂,粪固醇为吸附质溶液,采用批量平衡法,研究了粪固醇的吸附动力学特性,以及温度、溶液pH、盐度对其吸附的影响。结果表明,粪固醇在沉积物上的吸附动力学过程在24 h内基本达到吸附平衡,并且吸附速率经历先快后慢,最终趋于稳定;粪固醇在沉积物上的等温平衡吸附符合线性等温线方程及Freundlich方程,粪固醇吸附实验数据与Lagergren准二级动力学模型拟合的更好,热力学参数吸附焓△H0<0,熵变△S0<0,呈现出放热反应,非自发过程的特征;pH是影响沉积物对粪固醇吸附的主要因素,吸附分配系数随pH的增大而减小,实验结果表明当pH处于6.8时,粪固醇在沉积物上吸附分配系数达到最大;沉积物对粪固醇的吸附能力随盐度的升高呈线性递增。     

影响粪固醇在大连近海沉积物上吸附的环境因素研究

试验采用大连海湾近海表层沉积物为吸附剂,以粪固醇为吸附质,通过正交实验法,研究了吸附质的初始浓度、反应温度、溶液盐度、pH以及沉积物粒度等因素对近海沉积物吸附粪固醇的影响。结果表明:不同环境因素对吸附的影响程度不同,影响程度依次为吸附质初始浓度>温度>盐度>沉积物粒度>pH。吸附质初始浓度、盐度、温度对粪固醇在沉积物上的吸附作用有一定的影响;沉积物粒度、溶液pH对吸附影响不显著。     

甾醇对南山老龙洞地下河粪便污染的指示

分别于2014年10月,2015年1、3、5月采集重庆南山老龙洞地下河出口的水样,过滤取水悬浮物质,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)定量分析悬浮物中甾类物质的成分与质量浓度;利用多指标综合分析对南山老龙洞地下河粪便污染进行判断并追溯粪便污染物的主要来源.结果表明,样品中共测出10种甾类物质,其中包括9种醇类和1种酮类.总甾类物质的质量浓度为1 573~5 007 ng·L-1,且3、5月均大于10、1月.虽然各月间地下河的组成存在差异,但以胆固醇、β-谷甾醇和粪醇为主要成分,三者的质量浓度之和占总甾类的50.8%~80.4%.另外,(差向异构粪醇+粪醇)/(粪醇+差向异构粪醇+二氢胆固醇)的值均大于0.7,指示各月均受到粪便污染;10月差向异构粪醇/粪醇的值小于0.2,指示污水主要来自上游污水处理厂;1、3、5月的粪醇/ΣSteroids、粪醇/24-乙基粪醇的值分别为0.109~0.254、6.3~10.3,指示地下河主要受到人类粪便的影响;3月的24-乙基粪醇/24-乙基胆甾烷醇为0.86,小于1月的5.4和5月的2.3,说明该月地下河受家禽类动物粪便的影响较1月和5月严重.     

胡敏酸-针铁矿复合胶体对Pb2+的吸附特征

采用批平衡试验法,研究了胡敏酸-针铁矿复合胶体对Pb2+的等温吸附特征及pH值、离子强度、温度及共存Cd2+对复合胶体吸附Pb2+的影响.结果表明:在相同离子强度和温度条件下,pH值升高,最大吸附量(Smax)和吸附平衡常数(k)均增大,有利于吸附反应的进行.等温吸附方程以Langmuir方程拟合效果最好.当Pb2+平衡浓度为124.7mg/L时,吸附量增幅最大,达35mg/g.复合胶体对Pb2+的吸附动力学方程以Elovich方程拟合效果最好.pH值增大,平衡吸附速率提高.在相同pH值和离子强度条件下,温度升高,最大吸附量、吸附平衡常数、自由能变△G°的绝对值均增加,表明升高温度有利于吸附反应的进行.在相同温度和pH值条件下,复合胶体对Pb2+的吸附量随着离子强度的增加而增加.当存在Cd2+时,复合胶体对Pb2+的吸附量有所降低,但Cd2+对Pb2+竞争吸附影响不大.     

蚯蚓粪对重金属Cu (Ⅱ)的吸附性能研究

研究了蚯蚓粪对溶液中Cu2+的吸附特性。实验结果表明,蚯蚓粪吸附剂在常温条件下对溶液中Cu2+仍具有较强的吸附能力,溶液pH值对吸附效率影响较大。吸附效率在50min内增加极快且随吸附剂投加量的增加而增加。以Cu2+初始质量浓度、pH值、时间、温度、粒径为影响因素,进行正交实验确定最佳吸附条件:Cu2+初始质量浓度为128mg/L、pH=5、投加60目吸附剂3.5g、温度为50℃条件下振荡120min,吸附效率为93.5%,吸附量为3.42mg/g。     

pH值和离子对诺氟沙星在胡敏酸上吸附特征的影响

根据OECD Guideline 106批平衡实验,研究了pH值、Ca2+浓度和离子类型对诺氟沙星在胡敏酸上吸附特征的影响.结果表明,吸附系数(Kd)随着pH值的增大有先增加后减小的趋势,在pH 4.0和pH 6.0时吸附系数较大.红外光谱表明,pH 3.0有利于诺氟沙星和胡敏酸形成氢键; pH6.0和7.0时胡敏酸的羧基可能与诺氟沙星的氨基形成了肽键.诺氟沙星在胡敏酸上的吸附量和Kd值随着溶液中Ca2+离子浓度的增加而逐渐减小,表明两者之间存在阳离子吸附和竞争吸附.不同类型的阳离子和阴离子的加入都能导致诺氟沙星在胡敏酸的吸附特性存在差异.阳离子的影响趋势主要为价态的影响,即价态越高,在胡敏酸表面吸附位点的吸附能力就越强,对诺氟沙星吸附阻碍作用越显著,表现在诺氟沙星的最大吸附量(Qm)为:M+ (Na+、K+、NH4+) >M2+ (Mg2+、Ca2+、Zn2+);其次受阳离子的离子半径和水解作用的影响.而只有能水解的阴离子才能对诺氟沙星在胡敏酸上的吸附产生明显的阻碍作用.     

镉铅在粘土上的吸附及受腐殖酸的影响

试验研究了镉和铅2种重金属在蒙脱土和高岭土上的吸附,以及外加腐殖酸的3种组分（富里酸、棕色胡敏酸和灰色胡敏酸）的影响。镉铅在粘土上的吸附随着介质pH的升高而增加。在pH4-8范围内的任意pH点,镉在高岭土上的吸附量因富里酸而降低,因2种胡敏酸而升高;当pH值高于6时,吸附量急剧增加。外加富里酸使得铅在粘土上的吸附在pH＞6时意外出现随着介质pH而降低的趋势。     

ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性及其影响因素

为了解析ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附特性及机理,分别考察了不同初始氨氮浓度和污泥浓度下的ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性,以及温度、pH、盐度和金属阳离子对氨氮吸附的影响;并采用了吸附等温式、动力学和热力学对吸附过程进行解析.结果表明,ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附在20min左右基本达到吸附平衡,吸附容量随着氨氮初始浓度的增加而增加,随ANAMMOX颗粒污泥浓度的升高而减少.低温有利于ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,其最佳pH为7.0.盐度和金属阳离子显著影响ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,在NaCl浓度为5g/L时,吸附作用已不明显.在质量浓度相同的条件下,Fe³⁺对吸附作用抑制最强,Mg²⁺与Ca²⁺次之,而Cu²⁺相对最弱.ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮过程更符合Freundlich等温式,吸附过程符合准二级动力学模型,并且是由表层扩散和内部扩散共同作用的结果.热力学研究表明,该吸附过程是一个自发的放热过程.     

鄱阳湖湿地土壤中胡敏素对氨氮的吸附性能研究

通过在鄱阳湖湿地土壤取样,采用吸附实验及运用红外光谱表征等方法,研究胡敏素对氨氮的吸附规律。实验结果表明:胡敏素较符合Freundlich模型,即对NH+4-N的吸附表现为多层吸附;参与吸附反应的基团可能是芳香环、脂肪类、酚类或是Si—O键等,且NH+4-N可能是通过氢键、质子转移或范德华力等弱作用吸附在胡敏素上;p H、温度或胡敏素的量对吸附反应均有影响。     

沙土对可溶性油的吸附作用及其影响因素研究

在对滨海沙滩(胶州湾)沙土-水系统石油污染调查的基础上,选择代表性的沙滩进行取样,系统测定不同沙土对可溶性油的吸附动力学曲线和吸附等温线,并分析了含沙量、粒径、温度、pH和盐度对吸附作用的影响.结果表明,不同沙土的吸附动力学曲线和吸附等温线分别符合对数型和直线型理想吸附,沙土对可溶性油的吸附平衡时间约为6～10h;沙土对海水中可溶性油的吸附量随含沙量增大、温度升高、pH值的增大而减小,随盐度增加、沙土粒度变细其吸附量越大.另外,通过试验还发现,当水相中可溶性油低于一定浓度时,不但不产生吸附,反而使沙土中的残留油分解吸出来.     

改性壳聚糖季铵盐的研制及其对高氯酸盐的吸附研究

通过将壳聚糖季铵盐改性以实现固定化,并用于水体中ClO 4-的吸附去除,研究了改性过程相关工艺参数对产物吸附能力的影响,考察了产物的吸附和再生性能.结果表明,戊二醛的交联性能优于甲醛和环氧氯丙烷的交联性能,戊二醛的最佳投加量为6.82%,最佳的反应温度为45℃,pH值在3～12之间交联反应均能很好地进行,从而实现壳聚糖...     

土壤胡敏素对铜离子的吸附作用及其机理研究

以暗棕壤为供试土壤,研究了不同溶液pH值、离子强度、接触时间、反应温度和初始铜离子(Cu~(2+))浓度条件下,胡敏素对Cu~(2+)的吸附作用;利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能量色散谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS),对胡敏素/胡敏素-Cu~(2+)复合物的表面形貌、元素分布和官能团组成进行了分析;应用延展X-射线吸收精细结构谱(EXAFS),对吸附态Cu~(2+)的局域配位结构进行了表征.结果表明:胡敏素对Cu~(2+)的吸附量随pH值、接触时间、反应温度和Cu~(2+)浓度的增加而增加,但随离子强度的增加而下降;吸附动力学符合准二级动力学方程,而吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果较好;吸附过程需要能量,是自发、吸热和自由度增加的缔合反应;吸附Cu~(2+)之后,胡敏素表面产生了团聚现象,表面羧基、羟基、吡啶氮和N—O基团参与了Cu~(2+)的吸附作用,同时吸附态Cu~(2+)是以内层配位形式与胡敏素表面的O/N和C原子结合.     

沙质滩涂吸附水中油的实验研究

通过实验研究了沙质滩涂对可溶性油吸附的基本规律以及吸附等温线关系,分析了沙质滩涂粒径、温度、pH和盐度与吸附量的关系.研究结果表明,各沙质滩涂体的吸附动力学曲线和吸附等温线分别符合对数型和直线型理想吸附,沙质滩涂对可溶性油的吸附平衡时间约为10 h;沙质滩涂对海水中可溶性油的吸附量随盐度增加和滩涂体粒度变细其吸附量越大,随温度和pH值的增大而减小.     

TPU纳米纤维膜对典型内分泌干扰素的吸附去除

利用静电纺丝技术成功制备了热塑性聚氨酯（TPU）纳米纤维膜（TPU-NFM）,通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱对TPU-NFM进行表征,并设置了动力学实验和热力学实验研究TPU-NFM对BPA、EE2的吸附性能及吸附机理,探讨了环境条件对膜吸附的影响.结果表明：静电纺丝TPU纳米纤维光滑纤细、直径均匀、有良好的网状结构以及丰富的表层基团.吸附实验表明TPU-NFM对BPA的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型,吸附过程中单分子层的化学吸附占主导作用,最大吸附容量q_max=45.48mg/g,最大吸附速率k₂=0.754g/（mg·h）.对EE2的吸附过程符合Langmuir模型和Elovich模型,偏向各吸附机理综合作用的结果,其q_max=38.22mg/g,初始吸附速率a=5.355mg/（g·h）.此外,TPU-NFM对环境中盐度以及pH值的敏感度不高.     

灰分对挺水植物生物炭吸附硫丹的影响

将美人蕉、菖蒲和芦苇等挺水植物通过限氧高温热解（500℃）制备生物炭,探究灰分对生物炭吸附硫丹的影响.研究表明：挺水植物生物炭表面孔隙发育成熟,以介孔为主,灰分含量较高（15.86%~27.29%）,主要成分可能为碳酸钙.生物炭对硫丹的非线性吸附常数介于0.63~0.80之间,较去灰生物炭大（0.61~0.72）.去灰后,生物炭对β-硫丹和α-硫丹的吸附能力降低（logK_F在6744~11111mg/kg之间）.但各生物炭比表面积增大（20.55~58.13m²/g）,（O+N）/C值变小,炭表面极性降低,疏水性增强;且表层碳元素与主体碳占比增加,炭表面暴露出更多的有机质,增强对硫丹的疏水作用.加入上清液后,去灰后美人蕉、菖蒲和芦苇生物炭对硫丹的吸附变化显著,其上清液中的溶解性物质增强了去灰生物炭对硫丹的吸附作用.     

17α-雌二醇在土壤样品中的吸附特性研究

研究了pH值、温度、离子强度和土壤粒径等因素对17α-雌二醇(17α-E2)在土壤样品中吸附特性的影响。结果表明:17α-E2在土壤中的等温吸附浓度呈现先显著升高后保持相对稳定的趋势,等温吸附平衡时间约为0.5 h;土壤对17α-E2的吸附率随着环境温度的升高而显著降低。随着17α-E2溶液pH值的升高,土壤样品对17α-E2的吸附则逐渐降低;随着离子浓度的升高,土壤样品对17α-E2的吸附呈现先显著升高后保持相对稳定的趋势;随着土壤粒径的增大,土壤样品对于17α-E2的吸附作用则显著降低。     

Effect of operating parameters on sulfide biotransformation to sulfur

A laboratory-scale bioreactor with polyethylene semi-soft packing was constructed and utilized to determine the efficlency of sulfide biotransformation to sulfur under various operating parameters. Sodium sulfide dissolved in tap water was pumped into the bioreactor as sulfide for biological desulfurization. The sulfide, sulfur and sulfate-S in the effluent and the sulfide purged as gas-phase HzS were determined to investigate the effects of operating parameters, such as pH, DO, hydraulic retention time （HRT）, temperature and salinity, on the sulfide oxidation products. The activity of bacteria was highest at pH 7.8-8.2. The maximal sulfide removal load was 7.25 kg/（m^3·day）, with a 322.07 mg/L influent sulfide concentration and 4.80 mg/L DO. The increase of DO value corresponds to a decrease in the sulfur yield. The reactor had the highest sulfide removal load and sulfur yield at 2.55 mg/L DO. HRT had little effect on desulfurization efficiency when the sulfide removal load was kept constant. The most effective desulfurization temperature was 33℃. The sulfide removal load decreased from 2.85 to 0.51 kg/（m^3.day） with increasing salinity from 0.5% to 2.5% （m/m）.