针铁矿对再悬浮沉积物吸附磷动力学与固体浓度效应的影响

本文以渤海埕岛油田海域沉积物为对象,通过批次实验探究了无磷（P）针铁矿对再悬浮沉积物吸附解吸P的动力学过程与吸附P固体浓度效应的影响。结果表明:针铁矿提高了沉积物吸附P的速率与容量,增大了快吸附P量占动力学平衡时吸附P量的比例。解吸动力学平衡时,沉积物解吸占预吸附P量的比例随针铁矿添加量的升高而降低,说明针铁矿不利于沉积物解吸P。固体浓度为10 g/L,2 g/L沉积物Freundlich吸附系数的比值K_F10/K_F2随针铁矿添加量的升高更接近于1,说明针铁矿削弱了沉积物吸附P的固体浓度效应。通过K_F与固体浓度（S）的关系式K_F=a*S-b,可以探讨固体浓度（S）变化对吸附可逆性的影响程度。固体浓度影响指数b随沉积物针铁矿含量升高而下降,说明针铁矿减小了固体浓度变化对沉积物吸附P可逆性的影响,使沉积物吸附P的固体浓度效应变弱,揭示了针铁矿对沉积物吸附P固体浓度效应的潜在影响机制。为不可逆性提高、固体浓度效应变弱的吸附体系提供案例。     

黄河中下游沉积物对磷酸盐的吸附特征

研究了黄河中下游12个沉积物的临界磷平衡浓度(EPCo),以此判断沉积物是磷"源"还是磷"汇".用修改后的Langmuir 等温吸附模型对吸附实验数据进行了拟合.结果得到最大吸附容量(PAC).Langrnuir吸附平衡常数(k).利用所得拟合参数通过公式计算方法得到EPC0、原有交换态磷(NAP)以及固·液分配系数Kp值并考察了环境因子(pH、离子强度)对吸附作用的影响·沉积物的EPCo均大于上覆水体中的磷浓度,沉积物有向上覆水体释放磷的能力.吸附容量与总有机碳(TOC)含量有较好的正相关关系.pH<6.0,沉积物释放磷并且随着pH增大吸附量增加很快;69.7.吸附量略有增高.随着Ca2 离子强度的增加,沉积物对磷的吸附量减小.     

北运河中游沉积物对磷的吸附特性研究

研究了位于北京郊区的北运河中游9个断面的沉积物对磷的吸附行为,分析了沉积物组成及其理化性质与磷吸附特征的关系.实验结果表明,不同断面沉积物对磷的最大吸附量在0.11 ～9.45 mg/g之间,而各断面沉积物的临界平衡磷浓度(EPC0)范围在0.33～ 1.85 mg/L之间,统计分析显示EPC0与河水中的总磷和可溶性无机磷呈显著负相关,但与沉积物中的金属和有机质含量相关性较差;根据临界平衡磷浓度定义的推断,新华大街桥、玉带桥、运河大街桥、六环路桥、宋梁路桥、湿地和甘棠橡胶坝7个断面的沉积物表现为磷的“汇”,而丰子沟和减运沟2个点表现为磷的“源”,并且各点沉积物释放和吸附磷的趋势较大.     

黄渤海典型海域DGM变化及其影响因素

采集黄渤海海域海水,研究近海、远海、河口海域溶解气态Hg（DGM）变化及其差异。结果表明,近海表、底层海水DGM浓度较高（分别为160~230 pg/L,160~250 pg/L）,中层最低（50~140 pg/L）,近海沉积物再悬浮导致沉积物中产生的DGM释放到上层海水,所以底层高于中层。远海站点表层、中层海水DGM浓度高（分别为140~210 pg/L,130~200 pg/L）,底层最低（60~180 pg/L）。表层海水DGM主要是光还原产生,而底层海水的DGM来自上层DGM的扩散或沉积物的释放。长江、黄河河口附近海域表层海水DGM浓度高,随着深度的增加,DGM浓度减小,底层沉积物产生的DGM较少,长江口附近的低氧区未发现DGM的高浓度值,说明低氧区不能导致DGM的大量产生。     

沉积物磷吸附解吸平衡浓度的测定及其生态学意义

在湖泊与河流中,当沉积物固相与周边水溶液中的磷酸盐达到吸附与解吸附平衡时,水相中磷酸盐的浓度即为磷吸附解吸平衡浓度(EPC0)。通过比较EPC0和溶解反应性磷浓度(SRP),可以估算沉积物向水柱释放SRP的潜能。在富营养化湖泊中,疏浚是控制内源营养释放的最直接有效的手段。可借工程措施在水与沉积物界面维持低EPC0值,进而充分实现其磷汇功能,有利于湖泊和河流水质的好转。     

海洋沉积物对重金属吸附特性研究

以渤海湾北部海域沉积物为研究对象,研究其对重金属Cu2+、Pb2+的吸附特性。将沉积物分为不同粒级,通过吸附动力学、吸附突跃和吸附等温实验,探讨粒度、pH值、吸附时间和吸附剂初始浓度对重金属吸附的影响。结果表明,沉积物粒径越小,对重金属的吸附量越大;吸附平衡时间有所差异,但在1.5 h均能达到吸附平衡;吸附量均随pH值升高而逐渐增加,但铜的吸附较铅的吸附速度快;铜的吸附量与吸附剂初始浓度呈线性关系,而铅的吸附量在初始浓度较低时变化明显,随初始浓度增加吸附量增加减小;铜的吸附等温线符合Freundlich型,而铅吸附等温线符合Langmuir型,吸附类型存在差异。     

上海滴水湖周边土壤和沉积物对磷的吸附特征

采集滴水湖沉积物及其引水河与排水河沉积物、湿地沉积物以及周边农田土壤进行磷的等温吸附实验,探讨不同来源物质对磷吸附特性的差异.结果表明,滴水湖沉积物的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值)为0.11~0.63 mg·L-1,高于其他来源土壤和沉积物,更容易向上覆水体释放磷.Langmuir模型和Freundlich模型对磷的等温吸附都有较高的拟合程度.由Langmuir模型计算的最大吸附量(Qm)表明,不同来源土壤和沉积物对磷的吸附能力由高到低为河流沉积物(1 003.05~2 977.65 mg·kg-1)>滴水湖沉积物(669.77~1 717.94 mg·kg-1)>湿地沉积物(368.60~1 145.51 mg·kg-1)>农田土壤(441.36~702.30 mg·kg-1).这表明农田土壤对磷的吸附能力最弱,当过量使用化肥时,农田会成为滴水湖磷的源.     

影响海水中矿物颗粒对石油烃吸附过程的因素研究

本文用实验室模拟的方法研究了三种沉积物(粘土、粉砂和粗砂)对海水中石油烃的吸附特征及影响吸附过程的几种主要因素。用气相色谱研究了在不同的温度、盐度和pH值条件下,沉积物对0~#轻柴油烃分子的吸附量。     

铊在河流沉积物上的吸附解吸行为研究

水体环境条件的改变直接影响铊在水体沉积物的吸附解吸行为,进而影响到铊在水环境中的迁移、转化途径.本实验采用北京市凉水河(L8)及其沿岸的藕田(L6)沉积物作为研究对象,研究了Tl(Ⅰ)在沉积物上的吸附特征及pH对其吸附过程的影响,并考察了以沉积物浸出液和背景电解质作为解吸体系时,Tl(Ⅰ)自沉积物上解吸的变化情况.研究结果表明:①两种沉积物对铊的吸附速度较快,初始的5 min内,沉积物对铊的吸附量达到最大吸附量的90％ (L6)和80％(L8)以上,12h基本达到吸附平衡.②沉积物L6和L8对Tl(I)吸附量均随着初始浓度的升高而增大,但是L6的吸附量明显高于L8.两种沉积物对铊的吸附等温线用Freundlich方程和Langmuir方程拟合均得到较好的拟合结果,在分析吸附解吸机理时,Langmuir方程更能说明其物理化学意义.③pH对铊在沉积物上的吸附影响较大,随着体系pH的增大,吸附量逐渐增大.④沉积物浸出液的高效体积排阻色谱和三维荧光表征结果表明沉积物浸出液中主要以类蛋白和腐殖酸类物质为主,荧光强度集中在1100 ～1550之间.用沉积物浸出液代替背景电解质作为解吸体系时,解吸量增加了2.232 mg·kg-1(L6)和1.494 mg·kg-1(L8)(C0 =0.33 mg·L-1),铊更易从沉积物浸出液的环境下解吸下来,进入水体.     

无机矿质颗粒悬浮物对富营养化水体氨氮的吸附特性

利用蒙脱土、高岭土和太湖沉积物矿质组分3种材料,模拟研究了水体悬浮矿质颗粒物对富营养化水体中氨氮的吸附特性.实验表明,30min内3种材料对氨氮的吸附基本可达到平衡;等温平衡吸附均符合Henry吸附模式,在无机矿质颗粒悬浮物浓度1000mg/L,初始氨氮浓度1.0mg/L,pH=7.00实验条件下,吸附分配系数分别依次为548.30,287.36,191.27L/kg.相同实验条件下,随着pH、盐度和温度的增大或升高,矿质颗粒对氨氮的平衡吸附量均有不同程度的减小趋势,pH的影响较显著.随着悬浮颗粒物浓度在1000mg/L以下范围增大,固相氨氮平衡吸附量显著减小.     

镉与天然固体表面络合物的条件稳定常数

本文研究天然固体、伊利土和湘江悬浮沉积物从水中吸附极低浓度(ppb级)的镉时吸附量随pH的变化;同时研究不同pH值时的吸附等温线。根据简单的表面络合模式,利用线性关系及其分配系数,求取不同pH值时的天然固体与镉形成的表面络合物的条件稳定常数。条件稳定常数随pH值的上升,分为两个区域而呈线性增长。据此求得表面络合反应的条件络合常数。镉与伊利土和湘江悬浮沉积物的表面络合物条件稳定常数分别为3.0—1.8×10~2和0.8—2.5×10~2(pH5.0—8.5).低pH区伊利土和湘江悬浮沉积物吸附镉的条件络合常数分别为3.3×10~(-2)和2.8×10~(-2),高pH区二者的络合常数分别为5.6×10~(-5)和8.5×10~(-8)。     

溶解性有机质对菲在沉积物上吸附与解吸性能的影响

采集了北京通州凉水河(标记为L)以及广东东江流域(标记为D)的沉积物,并进行菲(Phe)的连续吸附-解吸实验,研究了不同含量及组成的溶解性有机质(DOMs)对其吸附与解吸性能的影响.结果表明,DOMs能明显抑制菲在沉积物上的吸附,在实验浓度范围内(0~110mg/L),菲在沉积物上的吸附量与DOC浓度呈显著的负线性相关,并且DOC浓度越高,对吸附作用的抑制越显著.在溶解性有机质存在条件下,菲在2种沉积物上的吸附均呈线性吸附特征,kd值随加入沉积物浸出液DOC浓度的减小呈增大的趋势.菲在2种沉积物上的解吸过程均呈现一定的迟滞性,其解吸迟滞性可用热力学指数TII来描述.随着菲初始浓度的增加,TII值先减小后增加,其变化可以用吸附在高低位点上的菲分子比例以及菲分子是否能够被禁锢在吸附剂微孔内部来加以解释;溶解性有机质的存在,能促进菲从沉积物上的解吸,从而使菲的解吸滞后性减弱, 增强其在水环境介质中的迁移与传输能力.     

三氯苯在淮河流域(江苏段)沉积物上的吸附特性及影响因素

研究了三氯苯类疏水性有机化合物在淮河流域(江苏段)沉积物上的吸附特性,利用正交设计方法探讨了吸附质初始浓度、吸附剂浓度和pH值等环境因子对吸附过程的影响.结果表明:在本实验条件下,淮河流域(江苏段)沉积物对三氯苯的吸附等温线呈线性,分配作用占主导地位.采用SPSS对正交实验结果进行分析表明:不同环境因子对吸附的影响程度不同.在所考察的环境因子中吸附质初始浓度影响程度最大.在河水中,吸附质初始浓度对三氯苯在沉积物上吸附的影响特别显著,而pH 值对三氯苯在同一沉积物上的吸附几乎没有影响.     

城市污水处理厂污泥对水中硫化物的吸附特性

为研究城市污水厂污泥对水中硫化物的吸附特性,从3座城市污水处理厂采集回流污泥,考察了硫化物浓度、温度、pH值和其他离子对污泥吸附硫化物的影响.结果表明,污水厂回流污泥对硫化物的吸附等温线可以用Langmuir方程很好地描述,其最大硫化物吸附量为15~27mg/g-干污泥.在温度为5~35℃条件下,吸附量随温度上升而增加,表明该吸附为吸热过程.pH值在2~7范围内,pH值对污泥吸附硫化物的影响不大,当pH值低于2时,污泥对硫化物的吸附量随pH降低显著减小.硫化物可能以离子形式被污泥吸附,该过程为化学吸附过程.水中存在0~25mg/L Cl-或0~12mg/L SO2- 4不影响污泥对硫化物的吸附量.     

河道底泥再悬浮状态对磷平衡浓度的影响

研究了河道底泥再悬浮状态下,底泥磷平衡浓度(EPC0)的变化规律,并分析了底泥中不同形态磷与EPC0 的相关性.结果表明,底泥再悬浮可以促进上覆水中溶解性磷酸盐(SRP)向底泥迁移.与原底泥相比,底泥再悬浮预处理后,EPC0 明显下降.EPC0 在10d 左右达到平衡状态(0.032mg/L),显著低于原底泥(0.059mg/L)与对照实验底泥(0.062mg/L).预处理后的EPC0 与总磷(TP)、生物有效磷(BAP)、铁结合态磷(BD-P)呈显著负相关.因此推测,与原底泥和对照实验底泥相比,底泥再悬浮状态下形成的形态磷的性质显著改变.     

广西红树林沉积物对诺氟沙星的吸附特征研究

采用批量平衡吸附实验研究了广西红树林沉积物对诺氟沙星的吸附特性,以及pH、盐度和表面活性剂等对吸附的影响。结果表明,诺氟沙星在沉积物上的吸附过程包括快速吸附和慢速吸附两个阶段;在实验浓度范围内吸附等温线呈非线性,可用Freundlich模型和Langmuir模型进行良好的拟合。在pH为3~10时,诺氟沙星的平衡吸附量随pH的增大,先增后减;而平衡吸附量随盐度的上升呈下降的趋势。在表面活性剂浓度为5.00 mg/L时,3种类型表面活性剂对诺氟沙星在红树林沉积物上吸附均有促进作用,作用由弱到强依次为:Tween20 SDBS CTAB。     

砷在昂曲沉积物中吸附解吸的影响因素研究

水环境条件的改变会影响沉积物对砷（As）的吸附解吸行为,进而影响砷在水环境中的迁移和转化.本实验以西藏昌都昂曲表层沉积物为研究对象,通过正交试验,考察pH、转速、溶解氧（DO）、Fe/Mn含量、沉积物/水比例、温度、粒径及As含量对沉积物吸附解吸As的影响.研究结果表明：①沉积物对砷的吸附量随着初始As含量、Fe/Mn含量和pH值的升高而增大,随着颗粒物浓度的升高而减小;不同粒径的沉积物对砷的吸附主要与沉积物中的有机质含量有关,粒径为63~250 μm的沉积物有机质含量最高（3.13 g·kg^-1）,平均吸附量最大（517.28 mg·kg^-1）.②不同粒径沉积物的解吸量与其砷含量和有机质含量有关,砷含量越高,有机质含量越少,砷的解吸量越大.砷的解吸量与转速和温度呈正相关,与pH、DO和颗粒物浓度呈负相关.③Langmuir模型对吸附等温线的拟合效果好于Freundlich模型,沉积物对砷的吸附存在明显的固体浓度效应.     

浦东机场滩涂沉积物对Pb(Ⅱ)的吸附行为研究

研究了Pb(Ⅱ)离子在浦东机场滩涂沉积物上的吸附行为,探讨了pH值和温度对吸附作用的影响,绘制了不同温度下的吸附等温线,并讨论了其吸附热力学性质和吸附机理.实验结果表明,常温下Pb(Ⅱ)在滩涂沉积物上的吸附平衡时间约需2.5 h;在实验的pH值和温度范围内,Pb(Ⅱ)的吸附量随pH值和温度的升高而升高.Langmuir和Freundlich方程能较好的对吸附数据进行拟合.热力学分析表明:△H＞0,说明吸附是吸热过程;△G＜0,表明吸附的自发性;△S＞0表明固-液界面上分子运动更为混乱.     

三峡水库主要支流沉积物的磷吸附/释放特性

以三峡水库主要支流寸滩、小江、大宁和香溪表层沉积物为对象,通过连续提取法分析4种沉积物磷的赋存形态,模拟研究了pH和温度对不同沉积物磷吸附/释放的影响.结果表明,寸滩、小江、大宁和香溪表层沉积物磷赋存形态均以无机磷为主(占总磷含量的59.29%～78.82%),其中钙结合态磷(Ca-P)含量大于铁/铝结合态磷(Fe/Al-P).上覆水pH值对沉积物磷释放有明显的影响,中性条件下磷释放量最低,酸性条件下由于占优势的Ca-P大量溶解导致磷释放量大于碱性条件,因此,水体酸化易增加三峡主要支流(寸滩、小江、大宁和香溪)的磷释放风险.pH值变化亦明显影响沉积物对于磷的吸附,pH在6～8范围内,4种沉积物对于磷的吸附量保持在较高的水平,吸附量从大到小的顺序为:小江大宁寸滩香溪.偏酸性条件(pH6)下过多的H 与固体表面竞争溶解态活性磷(SRP);偏碱性条件(pH>8)下大量的OH->与SRP竞争沉积物表面的吸附位,故这-pH值范围内(pH<6或pH>8)磷的吸附量明显减少.磷在4种沉积物上的吸附为吸热过程,不同温度下(278K、293K、303K)沉积物对P的吸附均符合修正后的Langmuir模型,标准吸附热为18.92～46.63 kJ·mol-1其中,磷从水体分配到大宁河沉积物中的标准吸附热最大.     

桑沟湾表层沉积物性质及对磷的吸附特征

通过研究桑沟湾表层沉积物对磷的吸附动力学曲线和吸附等温线,并结合沉积物的表面电荷性质及磷的形态分析,考察了沉积物对磷的吸附性能和吸附机制.结果表明,桑沟湾表层沉积物对磷的吸附过程包括快吸附过程和慢吸附过程,可用快慢二段一级动力学方程描述,等温线符合Langmuir交叉式模型.夏季沉积物样品的最大吸附量高于春季样品,粒级较小的沉积物吸附能力较强.沉积物样品对磷的最大吸附量Qm在0.047 1~0.123 0 mg·g-1之间,吸附/解吸平衡磷浓度(EPC0)范围在0.059 6~0.192 7 mg·L-1,沉积物充当"磷源"的作用.不同站位表层沉积物中无机磷(IP)是磷在沉积物中的主要赋存形态,吸附后的沉积物样品中弱吸附态磷(Ex-P)、铁结合态磷(Fe-P)明显增加.吸附过程包括物理吸附和化学吸附,以物理吸附为主.