受酸性矿水污染河流中悬浮颗粒对铜的吸附特征

通过现场实测数据与实验室模拟实验相结合，分析研究了受铜矿酸碱矿水污染河流沿主要江段中铜在水与悬浮颗粒物之间的分配，模拟研究了悬浮沉积颗粒物的主要组份的对铅离子的吸附特征，结果表明，污染河段中新生水合氧化铁／铝微粒表面具有显的吸附作用并控制水中溶解态铜离子浓度，其吸附规律遵循表面络合反应工可用简化表面络合模式来描述。     

含砷矿区河流沉积物粒径组成及砷赋存特征

矿区河流沉积物是重金属污染物的迁移载体。研究了某含砷矿区河段沉积物砷含量分布、赋存形态及粒径对沉积物中砷水力传输的影响机制。结果表明:矿区河流沉积物中砷污染问题突出;沉积物颗粒大小不仅影响砷在沉积物组分中的分配与赋存形态,还会影响水环境中砷的传输。在矿区上游和中上游河段,沉积物均以粗砂、中砂组分为主,上游河段沉积物中砷含量为18.53 mg/kg,主要来源于原生矿物,以结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态等稳定形式存在。中上游河段沉积物中砷含量达到3492 mg/kg,主要来源于采矿活动导致矿石中砷的氧化溶出和部分原生矿物,粗砂、中砂组分(73.90%)中砷以弱结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态为主,分别占总砷含量的83.71%和83.82%,细砂、极细砂、粉砂中砷主要以专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态存在,分别占总砷含量的58.72%、58.51%和73.10%。在距离矿区2,4 km处的中游、下游河段沉积物砷含量仍有371,247 mg/kg,以细砂、极细砂、粉砂为主,其中专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷是主要形态;沉积物<0.25 mm(细砂、极细砂、粉砂)组分中砷含量是粗砂组分的1.5倍,<0.25 mm细颗粒沉积物对砷的水力传输起主导作用。因此,应加强废弃含砷矿区河流生态治理和水土保持,防止细泥沙入水;同时,加强下游河段沉积物生态疏浚和修复治理,防止沉积物中砷的再释放。     

Application of magnetic particles modified with amino groups to adsorb copper ions in aqueous solution

A magnetic adsorbent can be easily recovered from treated water by magnetic force,without requiring further downstream treatment.In this research,amine-functionalized silica magnetite has been synthesized using N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ethylenediamine(TPED) as a surface modification agent.The synthesized magnetic amine adsorbents were used to adsorb copper ions in an aqueous solution in a batch system,and the maximum adsorption was found to occur at pH 5.5 ± 0.1.The adsorption equilibrium data fitted t...     

Preparation of organically functionalized silica gel as adsorbent for copper ion adsorption

A novel adsorbent (AMPS-silica) was synthesized by bounding AMPS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) onto silica surface, which functioned with -methacryloxypropyltrimethoxysilane reagent. The adsorbent was characterized by nitrogen adsorption/ desorption measurement, thermogravimetric analysis (TGA) and potentiometric titration analysis. The TGA result indicated that the surface modification reactions introduced some organic functional groups onto the surface of silica. The surface area of AMPSsilica was 389.7 m2/g. The adsorbent was examined for copper ion removal in series of batch adsorption experiments. Results showed that the adsorption of Cu2+ onto AMPS-silica was pH dependent, and the adsorption capacity increased with increasing pH from 2 to 6. The adsorption kinetics showed that Cu2+ adsorption was fast and the data fitted well with a pseudo second- order kinetic model. The adsorption of Cu2+ onto AMPS-silica obeyed both Freundlich and Langmuir isotherms, with r2 = 0.993 and r2 = 0.984, respectively. The maximum Cu2+ adsorption capacity was 19.9 mg/g. The involved mechanism might be the adsorption through metal binding with organic functional groups such as carboxyl, amino and sulfonic groups. Cu2+ loaded on AMPS-silica could be desorbed in HNO3 solution, and the adsorption properties remain stable after three adsorption-desorption cycles.     

铜渣与含砷污酸反应行为及除砷机理

分析铜渣组成结构和形貌特性的基础上,研究了铜渣与含砷污酸反应行为及脱砷规律,阐明了反应动力学过程,揭示了铜渣除砷机理.结果表明：在铜渣用量为0.2g/mL,反应温度为23℃,反应时间为24h的最优条件下,铜渣的最大去除容量达到25.89mg/g,除砷率达到99.56%,并且除砷后铜渣的砷浸出浓度低于5mg/L的危险废弃物界定限值,属于一般固体废弃物.铜渣除砷过程符合拟二级动力学模型,该过程受铁离子释放速度限制,离子交换吸附和化学沉淀方式同步进行实现了砷的脱除,两种方式的结合有利于砷的稳定化.铜渣与污酸反应释放大量的铁离子,通过离子交换吸附与砷酸根离子发生沉淀反应,形成较为稳定的砷酸盐及其衍生化合物,进而达到除砷目的.铜渣表现出优越的除砷性能,为重有色冶炼污酸处置提供了一种高效和低成本的方法.     

铜尾矿库重金属Cu、Zn对细菌群落结构的影响

以湖北某铜矿尾矿库为主要研究对象,采集库内尾矿样品11个、对照样某小型废弃尾矿库尾矿样品2个和附近耕地土壤样品1个,采用变性梯度凝胶电泳方法对上述样品中细菌的16S rRNA V3~V6可变区扩增片段进行分析,利用分析得到的图谱数据与所测得样品的理化性质及重金属Cu、Zn含量进行相关性及冗余度(RDA)分析.结果表明,尾矿库内Cu、Zn污染严重并波及周边,与尾矿样品的理化性质存在不同的相关性,其中Zn的污染程度与有机质存在极显著正相关[R=0.668(P<0.01)].DGGE图谱分析结果发现,样品细菌多样性较低,相似性较高(最低相似度53.1%),优势菌群相对稳定,PCA分析表明,Cu和Zn对细菌多样性具有抑制作用.RDA分析结果说明Cu和Zn的含量对细菌种群分布影响很大,Cu对大部分种群具有抑制作用,而Zn一方面能促进某些种属数量,另一方面又能抑制其他种群的结构变化,这种影响并不是实验室研究的简单线性关系.     

掺杂聚乙烯醇的壳聚糖小球对铜离子-腐殖酸的单一和连续吸附行为

以三聚磷酸钠作为离子交联剂,合成了一种掺杂聚乙烯醇的壳聚糖小球,采用SEM和FTIR表征了小球的表面性能及官能团分布情况,进一步研究了这种小球对腐殖酸和铜离子的单独吸附行为、连续吸附行为及两者共存状态下的吸附行为,并通过XPS能谱分析了吸附过程的机理.结果表明:在单独吸附过程中,壳聚糖小球与腐殖酸和铜的作用方式主要是通过静电引力和络合作用;在连续吸附过程中,先吸附了腐殖酸的小球,后续对铜离子的吸附效果变弱;而先吸附了铜离子的小球,后续对腐殖酸的吸附能力变强,说明这种小球在吸附过程中可以被连续使用.而在腐殖酸和铜离子共存的吸附实验中发现,壳聚糖小球除了会吸附溶液中的铜离子和腐殖酸外,还导致它们的聚集沉降.     

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.     

去除氧化铁对Al在土壤中吸附-解吸的影响

用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)法研究了去除土壤中的氧化铁后Al的吸附-解吸特征的变化情况.结果表明,在pH值<4.5条件下,去除氧化铁可使土壤对Al的吸附量有所增加,这种变化在赤红壤中尤为明显;而此后随pH值的升高,原土和去铁土对Al的吸附量基本相等.造成该现象的原因可归纳为去除氧化铁能降低土壤的电荷零点(ZPC)和增加土壤表面负电荷的数量,从而增强了土壤表面与离子之间的静电引力.另一方面,去除氧化铁后Al的解吸量也增加.其原因是与原土相比,去铁土吸附Al的机理中包含有部分静电吸附,这从离子强度对去铁土吸附Al的影响实验能得到较好的验证,因为在pH值<4.5时,提高离子强度将降低Al的吸附量,用高岭石做参考材料时也发现了类似的现象.     

黄河水中悬浮粒子对镉离子的交换吸附等温线

研究了黄河水中悬浮粒子对 Cd²⁺ 的交换吸附等温线以及赖氨酸和门冬氨酸对吸附作用的影响．研究结果得到一类具有一个“拐点”、两个“平台”的新型河流等温线,用分级离子交换等温式求出平衡常数 K₁ 和 K₂ ．当低浓度的氨基酸存在时,对镉与悬浮粒子的交换吸附起促进作用．促进作用的程度与氨基酸的等电点有关,赖氨酸的促进作用较门冬氨酸大．     

草酸对砖红壤的还原-溶解及其与磷素释放的耦合关系

砖红壤中铁、铝氧化物对P素的强烈吸附和包蔽是这类土壤P素生物有效性低的主要原因,P素释放与土壤的还原-溶解过程关系极其密切. 通过研究草酸对砖红壤的还原-溶解反应,以揭示溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH的动态变化规律,阐明溶液pH条件以及2种陪伴金属阳离子(铝离子和铜离子)对Fe,Al和P释放数量的影响. 结果表明,在所研究的24 h反应时间内,溶液c(总Fe)在第12小时达到最大值后逐渐下降,pH在第12小时达到最大值后则保持不变;溶液c(Al)逐渐升高,而c(P)则表现出下降趋势. 这说明溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH主要受土壤固相还原-溶解反应与离子表面吸附反应的相对强弱控制. 低pH条件有利于土壤还原-溶解反应的进行,促进Fe,Al和P释放到土壤溶液. 此外,溶液中c(Al)和c(P)差异明显,而c〔Fe(Ⅱ)〕和c(P)之间差异较小,表明草酸还原-溶解砖红壤过程中,Fe(Ⅱ)和P释放基本同步进行. 铝离子或铜离子对草酸还原-溶解砖红壤过程有抑制作用,可降低平衡溶液中c(P)和c〔Fe(Ⅱ)〕.      

铁屑内电解法处理EDTA溶液中络合铜离子

采用批式试验和现代仪器分析研究了铁屑内电解法处理EDTA溶液中络合铜离子,考察了溶液浓度、溶液pH、温度和铁屑粒径等因素对铜离子去除过程的影响.结果表明,铜离子去除过程符合表观一级动力学方程.在pH 2.0～11.0范围内,pH值越低越利于铜离子去除;在酸性条件下溶液pH随内电解进行升高,在碱性条件下溶液pH随内电解进...     

外加氮源影响下铁铝氧化物在土壤氮素转化中的作用

土壤中铁铝氧化物在团聚体稳定性和有机碳吸附方面具有重要作用,而氮添加对土壤氮循环影响的变化也可能与其有关,但是目前尚缺乏在氮循环方面的研究.为了探究铁铝氧化物在土壤氮素转化中的作用,选择福建省建瓯罗浮栲森林土壤为研究对象,采用选择性溶提技术准备不同的土壤——未经处理（T1）的土壤和去除游离态铁铝氧化物（T2）土壤、去除非晶质铁铝氧化物（T3）土壤、去除络合态铁铝氧化物（T4）土壤,在这些土壤中添加不同形态氮（40 mg/kg）——丙氨酸（氨基酸态氮,AA）、硫酸铵（铵态氮,AN）、硝酸钠（硝态氮,NAN）和亚硝酸钠（亚硝态氮,NIN）,进行室内培养试验,分析氮含量变化和氮素转化情况.结果表明:①与CK处理相比,AA和AN处理均增加了T1土壤中w（NH₄+-N）,NAN处理增加了w（NO₃--N）,但低于添加量,表明添加氨基酸和铵态氮均会促进氮矿化,添加硝态氮会增加NO₃--N的固定且抑制其硝化.②在CK处理下,与T1土壤相比,T2和T4土壤中w（NH₄+-N）、w（NO₃--N）和w（氨基酸）均降低,但T3土壤中w（NH₄+-N）和w（氨基酸）增加、w（NO₃--N）降低,表明土壤中游离态氧化铁铝和络合态氧化铁铝的存在有助于氮素矿化,非晶质氧化铁铝有助于硝化.③在不同氮处理下,各土壤的氮含量及其转化速率与CK处理规律相似.与CK处理相比,各氮处理均未显著增加T2和T4土壤中w（NH₄+-N）,且AA和AN处理均未影响T2、T3和T4土壤中w（NO₃--N）和w（氨基酸）.结果显示,氮添加并没有改变铁铝氧化物的作用,其中,矿化和氨化作用均表现为游离氧化铁铝>络合氧化铁铝>非晶质氧化铁铝,硝化作用表现为非晶质氧化铁铝>游离氧化铁铝>络合态氧化铁铝.因此,土壤铁铝氧化物的不同存在状态应该是调节氮素转化的重要土壤条件.      

本底吸附物对长江沉积物磷吸附容量的影响

分别选取三峡大坝上游寸滩河段和下游武汉河段沉积物,用不同浓度（0~3 mol/L）的HCl对沉积物进行清洗,降低本底吸附w（P）、w（Fe）、w（Al）、w（Ca）及w（OM）（OM为有机质）,通过测定沉积物的P平衡吸附量,研究长江沉积物上本底吸附物对P吸附容量的影响.结果表明:① 经稀HCl清洗后,两种沉积物的w（Ca）、w（OM）、w（P）均显著减少,沉积物的P平衡吸附量随之减少,而w（Fe）、w（Al）则没有明显变化,同时,沉积物对P的平衡吸附量、沉积物中w（TP）均与本底w（Ca）、w（OM）呈显著正相关（P < 0.05）,因此长江沉积物对P的吸附容量的主要影响因素为本底吸附OM和Ca;② 三峡库区内沉积物中w（OM）及w（Ca）较高,二者分别为72.64、63.52 mg/g,三峡大坝下游武汉段沉积物中则相对偏低,二者分别为52.20、45.03 mg/g,说明库区沉积物的P吸附容量明显大于大坝下游沉积物,在三峡水库运行前期,沉积物的P吸附量将逐渐增加,成为三峡水库运行后期富营养化的潜在內源.      

微生物对沉积物主要化学组分吸附重金属能力的影响

通过松花江水中微生物与铁、锰氧化物和腐殖酸形成的复合物质的比表面积及吸附Pb、Cd能力的分析,探讨微生物对沉积物中主要化学组分理化性质的影响及机理.结果表明:锰氧化物的比表面积大于铁氧化物和腐殖酸,与微生物结合后比表面积均不同程度增加. 固体物质的比表面积与吸附Pb和Cd的能力并不完全一致,与它们对重金属的吸附机制不同有关.复合物质的的吸附能力并不符合加和模型,微生物的存在掩盖了铁、锰氧化物和腐殖酸表面部分官能团,造成了复合物质的吸附量小于各组分的吸附量之和.     

给水厂污泥颗粒制备及对铜离子的吸附行为

将给水厂污泥和粘土以质量比1：2制备了一种新型污泥颗粒,考察其对溶液中铜离子的吸附行为.结果发现,污泥颗粒对水中铜离子具有良好的吸附效果,对铜的吸附量随时间增加而增大,180min时可达最大吸附量的85%左右,吸附过程符合准二级吸附动力学方程;Langmuir等温吸附方程式可较好拟合不同温度时的吸附数据,且温度越高,平衡吸附量越大.多种重金属离子共存时,污泥颗粒仍优先吸附铜离子.pH值可显著影响污泥颗粒对铜离子的吸附,pH<5时,污泥颗粒对铜离子的吸附去除率随pH值升高而增大,pH=5时吸附去除效果最好.采用扫描电镜、红外光谱等对吸附铜离子前后的污泥颗粒进行表征,发现污泥颗粒表面粗糙、孔隙发达,含丰富表面基团,能够通过静电吸引、羟基取代和表面络合吸附铜离子.     

Modified activated carbon with interconnected fibrils of iron-oxyhydroxides using Mn2 + as morphology regulator, for a superior arsenic removal from water

The arsenic removal efficiency of iron-modified activated carbons depends greatly on the number of available iron oxide surface sites, which are given by the surface area of the anchored particles. In this sense, aiming the generation of an adsorbent with superior arsenic adsorption capacity, we developed a protocol to anchor interconnected fibrils of iron oxyhydroxides, using Mn^2 + as a morphology regulator. The protocol was based on a microwave-assisted hydrothermal method, using bituminous based activated carbon and both Fe^2 + and Mn^2 + ions in the hydrolysis solution. The elemental analysis of modified carbons revealed that Mn does not anchor to the carbon. However, when Mn is included in the hydrolysis solution, the iron content in the activated carbon increased up to 3.5?wt%, without considerable decreasing the adsorbent surface area. Under specific hydrothermal conditions, the Mn^2 + promoted the formation of iron oxide nanoparticles shaped as interconnected fibrils. This material showed a superior arsenic adsorption capacity in comparison to similar iron modified activated carbons (5?mg As/g carbon, at 2?mg As/L), attributed to the increase in quantity and availability of active sites located on the novel interconnected fibrils of iron oxyhydroxides nanostructures.     

Influence of the inherent properties of drinking water treatment residuals on their phosphorus adsorption capacities

Batch experiments were conducted to investigate the phosphorus（P） adsorption and desorption on five drinking water treatment residuals（WTRs） collected from different regions in China. The physical and chemical characteristics of the five WTRs were determined. Combined with rotated principal component analysis, multiple regression analysis was used to analyze the relationship between the inherent properties of the WTRs and their P adsorption capacities. The results showed that the maximum P adsorption capacities of the five WTRs calculated using the Langmuir isotherm ranged from 4.17 to8.20 mg/g at a p H of 7 and further increased with a decrease in p H. The statistical analysis revealed that a factor related to Al and 200 mmol/L oxalate-extractable Al（Alox） accounted for 36.5% of the variations in the P adsorption. A similar portion（28.5%） was attributed to an integrated factor related to the p H, Fe, 200 mmol/L oxalate-extractable Fe（Feox）, surface area and organic matter（OM） of the WTRs. However, factors related to other properties（Ca,P and 5 mmol/L oxalate-extractable Fe and Al） were rejected. In addition, the quantity of P desorption was limited and had a significant negative correlation with the（Feox＋ Alox） of the WTRs（p 〈 0.05）. Overall, WTRs with high contents of Alox, Feoxand OM as well as large surface areas were proposed to be the best choice for P adsorption in practical applications.     

Biosorption effects of copper ions on Candida utilis under negative pressure cavitation

Under the optimal condition of copper ions adsorption on yeast,we found some different effects among static adsorption, shaking adsorption and negative pressure cavitation adsorption, and the methods of yeast with different pretreatments also affect adsorption of copper ions. At the same time, the change of intercellular pH before and after adsorption of copper with BCECF was studied. The copper distribution was located by using PhenGreen （dipotassium salt and diacetate）, and the surface of yeast was observed by an atomic force microscope. The results showed that negative pressure cavitation can improve bioadsorption capacity of copper ions on yeast. However, the yeasts＇ pretreatment has a higher effect on bioadsorption. It indicates that heavy metal bioadsorption on yeast has much relation with its cellular molecule basis. With the adsorping, the intercellular pH of yeast increased gradually and changed from acidity to alkalescence. These results may suggest that negative pressure cavitation can compel heavy metals to transfer from the cell surface into inside cell and make the surface of yeast coarse.     

安徽省枞阳县拔茅山铜矿地质特征

产于庐枞中生代火山岩盆地中的石英大脉状铜矿受放射状火山构造控制。枞阳县拔茅山铜矿位于庐枞盆地南部,为细脉浸染型铜矿,降低边界品位圈定的矿体具有带状斑岩铜矿特征。依据庐枞地区的铜矿矿体形态垂向分带模式,指出寻找带状斑岩铜矿的方向。