低分子量有机酸影响可变电荷土壤吸附铜的机制

采用平衡实验法研究了水杨酸和邻苯二甲酸对砖红壤吸附铜的影响,并通过吸附铜的解吸实验探讨了有机酸对铜吸附的影响机制.结果表明,有机酸可以增加土壤对铜的吸附量,与对照相比,有机酸体系中吸附的铜的解吸量高.有机酸对铜吸附的影响随体系pH值的增加而增大,约在pH4.3(水杨酸体系)或pH4.5(邻苯二甲酸体系)达最大,然后逐渐减小.土壤对有机酸的吸附量越高,有机酸对铜吸附的影响程度越大.有机酸可以通过形成表面三元络合物和改变土壤的表面电荷2种机制影响土壤对铜的吸附.水杨酸体系中铜的解吸增量与吸附增量的百分比在76%～89%之间,说明水杨酸主要是通过增加土壤表面的净负电荷量来增加铜的静电吸附量.     

邻苯二甲酸酯在河流沉积物上的不可逆吸附行为

采用平衡吸附实验和循环吸附/解吸实验,研究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸双-(2-乙基-己基)酯(DEHP)在长江和黄河沉积物样品中的吸附特性和不可逆吸附作用.平衡吸附实验结果表明,DMP和DEHP在沉积物上的lgKoc均高于文献报道值,说明沉积物对PAEs的吸附不仅包括在有机质上的分配作用,而且还存在其他吸附过程.循环吸附/解吸实验结果表明,沉积物对DMP和DEHP的吸附包括可逆的线性吸附和不可逆的非线性吸附.DMP和DEHP在4种沉积物样品上的最大不可逆吸附量分别为125.19～337.37μg/g和515.89～591.41μg/g,且最大不可逆吸附量与沉积物的比表面积,阳离子交换量,黑炭含量等呈正相关.DMP可逆吸附部分的有机碳标化分配系数(lgkroecv)为3.69～4.98L/kg,该值仍大于文献报道的Koc值,说明除在有机碳上的分配作用外,DMP还存在其他的可逆吸附机制.DEHP的lgkorecv为4.12～5.31L/kg,与文献报道值接近,说明DEHP的主要可逆吸附机制为在有机碳上的分配作用.尽管DMP和DEHP的性质差异较大,但二者在4种沉积物上不可逆吸附部分的有机碳标化分配系数(lgkiorcr)接近常数(6.46±0.38)L/kg.由于PAEs在沉积物上存在不可逆吸附,在建立沉积物质量基准时需要考虑其最大不可逆吸附量.     

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.     

砷酸根对砖红壤中铜吸附和解吸影响的初步研究

研究了加砷酸根对砖红壤吸附铜及随后吸附性铜的解吸的影响.结果表明,加砷后土壤对铜的吸附量和解吸量均增加.随砷加入量的增加,土壤对铜的吸附量和吸附性铜的解吸量均增加.在pH值为3 4至5 2范围内,砷对铜吸附的促进作用随pH值的增加而增加,约在pH值为4 5时达最大,然后逐渐减小.表面电荷的测定结果和铜的解吸实验结果均说明砷酸根主要通过自身的吸附来增加土壤的表面净负电荷,从而增加土壤对铜的吸附量.     

两种染料与阿特拉津在沉积物上的竞争吸附

通过批量吸附实验研究了两种染料对阿特拉津(AT)在天然水体沉积物上吸附的影响.结果表明,与对照相比,刚果红(CR)和亚甲基蓝(MB)在实验浓度范围内均与AT发生竞争吸附,分别使AT的吸附率降低了14.29%和30.16%.共存体系的溶液化学条件发生变化时,AT的吸附有所不同.当体系pH值和温度升高时,AT的吸附量减小;而离子强度的升高,促使AT在沉积物上的吸附量增大.     

除草剂甲基磺草酮在土壤中的吸附及淋溶特性

分别利用振荡平衡法和柱淋溶法研究了甲基磺草酮在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素.结果表明,甲基磺草酮在5 种供试土壤上的吸附特性能较好地用线性吸附等温线拟合,吸附常数Kd 为0.77~4.43L/kg,很难被土壤吸附.影响吸附的因素主要是土壤pH 值,其次是有机质含量.土壤pH 值增高,离子态的甲基磺草酮量增加,吸附减弱;甲基磺草酮在土壤中具有较强的淋溶性,影响其淋溶性能的主要因素是土壤pH 值,pH 值越高,淋溶性能越强.     

碳纳米管对阿特拉津的吸附/解吸特性

采用批量实验研究了不同溶液条件下阿特拉津(AT)在单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)上的吸附/解吸行为.实验结果显示,离子强度对AT在SWNT和MWNT上的吸附没有显著影响,但随着pH值的增大,AT在2种碳纳米材料上的吸附量显著增加;这表明,AT在溶液中的存在状态是吸附的主要影响因素.在本实验的研究条件下,AT从SWNT和MWNT上的解吸行为不存在明显的滞后效应.碳纳米管对AT较高的吸附容量和吸附的可逆性表明,碳纳米管的大规模应用将可能带来一定的环境和健康风险.     

N-LED3A在土壤中的吸附特征及其影响因素

采用批平衡试验法,研究了新型螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸钠(N-LED3A)在土壤上的吸附特征,并探讨了pH值、温度、离子强度和水土比对N-LED3A在土壤上的吸附影响.结果表明:准二级动力学方程适合描述N-LED3A在土壤上的吸附过程.Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)吸附等温方程均可较好地用于拟合吸附行为.土壤有机质和粘土矿物对N-LED3A在土壤上的吸附起到重要作用.溶液pH值对N-LED3A在土壤上的吸附有显著影响,随pH值增大(5~11),N-LED3A在土壤上的吸附量明显减小.N-LED3A浓度低于1000mg/L时,升高温度(25,35,45℃)对吸附量影响不大,但当浓度大于3000mg/L吋,吸附量随温度的升高有所_低.N-LED3A在土壤上的吸附量随离子强度增大而增加.N-LED3A吸附量随水土比变化顺序为:水土(20:1)水土(40:1)水土(80:1).     

雌酮(E1)在土壤中的吸附特性

研究了平衡时间、温度、pH、离子强度和土壤粒径对E1(雌酮)在土壤中吸附特性的影响. 结果表明:E1在土壤中的等温吸附平衡时间约为0.5h;在温度为10、20和30℃条件下,土壤对E1的K_f(吸附系数)分别为24.72、14.18和9.39,K_d(分配系数)分别为34.79、24.15和13.51,表明随着温度的升高,土壤对E1的吸附量显著降低;土壤对E1的吸附量在pH由3.0增至6.0时呈降低趋势,在pH>6.0～9.0时保持稳定,然后随着pH进一步升高(>9.0～11.0)而继续降低;土壤对E1的吸附量在离子强度由0.005mol/L升至0.1mol/L时显著升高,在离子强度>0.1mol/L时保持稳定;砂粒、粉粒和黏粒对E1的K_f分别为5.17、12.79和25.22,K_d分别为6.80、16.11和39.95,即随着土壤粒径的减小,对于E1的吸附作用显著增加.      

MDA在3种土壤中的吸附与解吸行为研究

采用振荡平衡实验方法对MDA在黑龙江黑土、江西红壤土和河南黄潮土中的吸附与解吸行为进行了研究。吸附、解吸试验结果表明MDA在3种土壤中的吸附强弱次序为黑龙江黑土江西红壤土河南黄潮土,黑龙江黑土中MDA的48h吸附率100.00%,解吸率为0.00%;江西红壤土中MDA的48h吸附率94.74%,解吸率为6.52%;河南黄潮土中MDA的48h吸附率为70.71%,解吸率为10.40%。吸附等温线试验结果表明,黑龙江黑土吸附常数Kd=0.129,有机碳吸附常数Koc=98.923;江西红壤土吸附常数Kd=0.118,有机碳吸附常数Koc=49.838;河南黄潮土吸附常数Kd=0.012,有机碳吸附常数Koc=24.014。     

土壤中铜、铅离子的竞争吸附动力学

研究了Cu²⁺、Pb²⁺在2种土壤上的竞争吸附动力学过程.结果表明,Cu²⁺、Pb²⁺在乌栅土上的吸附量均高于在红壤上的吸附量,Pb²⁺又较Cu²⁺在土壤上的吸附量大.分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程和幂函数方程对该吸附动力学过程进行了拟合,其中幂函数方程拟合结果最好.Cu²⁺、Pb²⁺在乌栅土上的吸附主要是通过与土壤中的Ca²⁺、Mg²⁺进行交换,其累积吸附量与Ca²⁺、Mg²⁺的累积解吸量线性关系显著(R2为0.990～1);在红壤上是通过与土壤中的H+进行离子交换而吸附.Pb²⁺对Ca²⁺和Mg²⁺的交换能力比Cu²⁺强,其存在显著降低了Cu²⁺在2种土壤上的吸附量;Cu²⁺的存在略降低Pb²⁺在土壤上的吸附量.     

Enhancing soil aggregation and acetamiprid adsorption by ecofriendly polysaccharides hydrogel based on Ca2+- amphiphilic sodium alginate

Soil aggregation plays an important role in agricultural production activities. However, the structure of soil aggregation is destroyed by the natural environment and unreasonable farming management, resulting in the loss of water, fertilizers and pesticides in soil. At present, hydrogels have been widely reported to promote the formation of soil aggregation. In this paper, amphiphilic calcium alginate (ASA/Ca²⁺) was applied to promote the formation of soil aggregation and enhance pesticide retention. Initially, an ASA was obtained through the one-pot Ugi condensation (a four-component green chemical reaction). Then, ASA/Ca²⁺ hydrogel is prepared by Ca²⁺ cross-linking. The formation of soil aggregation was determined through the Turbiscan Lab Expert stability analyzer, Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM), and Transmission Electron Microscope (TEM). And the effect of soil aggregation on acetamiprid environmental behavior was investigated by adsorption kinetics, adsorption isotherms, and leaching. The results shown that the three-dimensional network structure of ASA/Ca²⁺ hydrogel can promote the formation of soil aggregation. Aggregate durability index (ADI) was 0.55 in the presence of ASA/Ca²⁺ hydrogel, indicating that amphiphilic hydrogel can enhance the stability of soil aggregation. The adsorbing capacity of acetamiprid was 1.58 times higher than pure soil, and the release of acetamiprid only about 20% in the presence of ASA/Ca²⁺ hydrogel. These results would be helpful for the formation of soil aggregation and pesticides adsorption on soil aggregation. Thus, ASA/Ca²⁺ hydrogel is likely to improve soil quality, simultaneously it can minimize the mobility of pesticides in the agricultural system.     

Effect of copper on the degradation of pesticides cypermethrin and cyhalothrin

The influence of coexisting copper (Cu) ion on the degradation of pesticides pyrethroid cypermethrin and cyhalothrin in soil and photodegradation in water system were studied.Serial concentrations of the pesticides with the addition of copper ion were spiked in the soil and incubated for a regular period of time,the analysis of the extracts from the soil was carried out using gas chromatography (GC).The photodegradation of pyrethroids in water system was conducted under UV irradiation.The effect of Cu~(2 ) on the pesticides degradation was measured with half life (t_(0.5)) of degradation.It was found that a negative correlation between the degradation of the pyrethroid pesticides in soil and Cu addition was observed.But Cu~(2 ) could accelerate photodegradation of the pyrethroids in water.The t_(0.5) for cyhalothrin extended from 6.7 to 6.8 d while for cypermethrin extended from 8.1 to 10.9 d with the presence of copper ion in soil.As for photodegradation,t_(0.5) for cyhalothrin reduced from 173.3 to 115.5 rain and for cypermethrin from 115.5 to 99.0 min.The results suggested that copper influenced the degradation of the pesticides in soil by affecting the activity of microorganisms.However, it had catalyst tendency for photodegradation in water system.The difference for the degradation efficiency of pyrethroid isomers in soil was also observed.Copper could obviously accelerate the degradation of some special isomers.     

名山河流域水稻土组分对微团聚体吸附-解吸铜的影响

以名山河流域典型的水稻土为例,利用模拟-培养试验和选择溶解法,研究各土壤组分对原土和不同粒径微团聚体吸附解吸Cu2+能力的影响.结果表明,去除土壤组分前后的原土和不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附均用Langmuir方程拟合效果最佳,原土和不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附能力大小顺序为:0.002mm2.000～0.250mm原土0.053～0.002mm0.250～0.053mm.与未去除土壤组分的原土相比,去除土壤组分的原土和微团聚体对Cu2+的吸附量均有所减小,尤其以去除有机质后对Cu2+吸附量的减小最为显著,在0.002mm微团聚体中减小值高达44.50%±2.77%,0.250～0.053mm微团聚体中Cu2+吸附量减小值最低,为37.68%±3.11%.经不同处理后原土和各粒径微团聚体吸附量减少的顺序为:去有机质去游离氧化铁去无定形氧化铁.去除各土壤组分后,原土和各粒径微团聚体对Cu2+的专性吸附降低,非专性吸附显著上升,降低了原土和各粒径微团聚体对Cu2+污染的缓冲能力,同时显示了各土壤组分在专性吸附中的重要性.     

Contribution of organic matter to metolachlor adsorption on some soils

ＣｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｔｏｍｅｔｏｌａｃｈｌｏｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｓｏｍｅｓｏｉｌｓＬｉｕＷｅｉｐｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００...     

Cu2+共存对磺胺嘧啶在土壤中吸附的影响

选取土壤环境中检出率高的铜和磺胺类抗生素为目标污染物,采用批次平衡试验法研究了在Cu²⁺共存时,磺胺嘧啶（SDZ）在pH值、离子浓度、有机质含量、颗粒粒径等因子影响下的吸附特征,并对吸附前后的土样进行傅里叶红外光谱（FT-IR）表征.结果表明,在不同pH值环境中,Cu²⁺显著提高了SDZ的吸附量;Cu²⁺和Ca²⁺均能与SDZ通过络合反应和离子桥作用促进SDZ的土壤吸附;有机质对SDZ的土壤吸附的影响与共存Cu²⁺浓度密切相关;Cu²⁺对黏粒吸附SDZ的影响较小;FT-IR分析表明,土壤对SDZ-Cu的吸附以物理吸附为主,并伴随氢键作用、表面络合、π-π共轭等作用.Cu²⁺可显著增加SDZ在土壤中持留能力,降低其环境迁移的风险.     

Cu2+存在下腐殖酸对磺胺嘧啶吸附解吸的影响

为探究重金属与抗生素共存时不同条件下土壤有机组分对抗生素吸附解吸的影响,通过批量静态吸附试验方法,研究了不同污染物浓度、初始pH、离子强度及阳离子类型下腐殖酸对磺胺嘧啶（sulfadiazine）和重金属Cu共存时吸附解吸行为及其交互作用,并做了显著性差异分析;采用Freundlich、Langmuir等温吸附模型和线性等温吸附模型对试验数据进行拟合,对吸附前后的样品进行红外光谱扫描分析.结果表明:①不同w（Cu2+）对腐殖酸吸附磺胺嘧啶的状况不同,当w（Cu2+）为1、10、100 mg/kg时,Cu2+的存在起促进吸附的作用;当w（Cu2+）为300 mg/kg时,Cu2+的存在起抑制吸附的作用;随着初始pH的增大,吸附量变化不明显,但略有减小;高离子强度促进吸附,低离子强度抑制吸附;高价态阳离子的存在抑制腐殖酸对磺胺嘧啶的吸附.②显著性差异分析显示,P均小于0.05,说明w（Cu2+）、pH、离子强度及阳离子类型对吸附量均有显著影响.③运用Freundlich、Langmuir等温吸附模型和线性等温吸附模型对不同条件下的吸附特征进行拟合,其拟合效果均较好,R2均大于0.952,其中线性等温吸附模型拟合效果最好;HI（滞后系数）在0.995~1.120之间,接近于1,表明腐殖酸对磺胺嘧啶的吸附解吸过程中不存在滞后现象.△G（吉布斯自由能变化量）在18.921~20.412 kJ/mol之间,均小于40 kJ/mol,属于物理吸附.④红外光谱分析表明,腐殖酸对磺胺嘧啶的吸附机制主要是形成氢键或发生络合反应.研究显示,不同条件下腐殖酸对磺胺嘧啶吸附解吸的影响不同,w（Cu2+）、初始pH、离子强度及阳离子类型的改变,均会导致腐殖酸对磺胺嘧啶的吸附情况有所差异.      

重金属污染的长春水田黑土对菲的吸附作用

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了Pb、Zn、Cu污染后黑土对PAHs的吸附作用.结果表明,分配作用是黑土吸附菲的主要机制,无论重金属污染与否,黑土对菲的等温吸附曲线均呈线性.实验条件下,重金属污染后黑土对菲的吸附作用明显增强,且随重金属含量提高,黑土对菲的吸附系数(Kd)和有机碳标化的吸附系数(Koc)增大.由于重金属的“键桥”作用,黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度降低,土壤固相有机质含量略有增加(不超过原有有机质含量的0.53%).计算了这部分增加的固相有机质对菲的吸附系数K_Ph/soc,并分析了溶液中DOM对土壤吸附菲的影响.结果显示,溶液中DOM浓度变化及其与菲的结合作用对重金属影响土壤吸附菲的贡献甚微;而K_Ph/soc值则比土壤原有有机质对菲的吸附系数K_d值大2～3个数量级,这是重金属污染导致土壤吸附作用增强的根本原因.     

水泥土阻隔墙阻控地下水污染

阻隔墙能够有效阻止地下水中的污染物扩散,以水泥土为研究对象,通过渗透实验、稳定性实验、吸附实验及工程案例研究了阻隔墙的性能。结果表明:随着水泥掺量增大,水泥土渗透系数不断降低,粉质黏土、黏质粉土、粉砂水泥掺量分别为12%、20%、25%时,抗渗效果较好。无侧限抗压强度随水泥掺量增加而增大,粉砂水泥土阻隔墙增幅显著。土壤黏粒含量越高,满足水泥土坍落度要求的水灰比越大。等温吸附符合Freundlich模型,水泥土对Cu2+和Zn2+吸附效果较四氯酚和六价铬显著。吸附动力学符合准二级吸附动力学方程,吸附过程主要为化学吸附,粉质黏土水泥土吸附Cu2+和Zn2+的平衡吸附量最高,分别为7.692,7.143 mg/g。工程应用表明,水泥土阻隔墙对地下水石油烃有机污染物具有显著的阻控效果,监测井检测浓度均低于风险控制值。     

Adsorption characteristic of bensulfuron-methyl at variable added Pb^2＋ concentrations on paddy soils

The combined pollution of heavy metal Pb²⁺ and bensulfuron-methyl (BSM), originating from chemical herbicides, in agroecological environments has become commonplace in southern China. The adsorption of BSM on three paddy soils in the presence of Pb²⁺ was examined using high-performance liquid chromatograph (HPLC). Results indicated that adsorption of BSM could accurately be described by a Freundlich isotherm equation with correlation constant (R) > 0.98, irrespective of the presence of spiked Pb²⁺. Of the various factors influencing BSM sorption, soil pH appeared to be the most influential. The constant K_f of Freundlich isotherm equation tended to increase with increasing Pb²⁺ concentration in soil which indicated that the spiked of Pb²⁺ in paddy soils would promote the sorption of BSM. ΔG^θ of BSM in three paddy soils was less than 40 kJ/mol in all treatments, indicating the adsorption of BSM is mainly physical in nature. The elution of soil dissolved organic matter (DOM) enhanced the adsorption of BSM in paddy soils. The mechanisms involved in the promotion effects of the spiked Pb²⁺ on BSM adsorption might be the modified surface characteristics of paddy soil solids due to the soil acidification and the increase of soil organic matter concentration because of DOM binding.