分子结构在腐殖酸对菲吸附行为中的影响

用连续碱提取具有不同结构组成特征的腐殖酸级分，考察了分子结构在腐殖酸对菲吸附行为中的影响，结果表明：随着腐殖酸中元素碳、表观分子量以及脂肪碳含量的增加，腐殖酸对菲的吸附能力和吸附的非线性特征都呈增强趋势；相反，随着腐殖酸中元素氧和芳香碳含量的增加，腐殖酸对菲的吸附能力和吸附的非线性都逐渐减弱，这主要与结构中极性官能团所连位置有关．     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd2+的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd2+的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd2+初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd2+吸附率的影响.结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd2+的吸附过程.Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd2+的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd2+最大吸附量为6.22mg·g-1.Cd2+去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd2+吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4.0～7.5时,pH值变化对Cd2+吸附量的影响不显著.采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd2+时,控制溶液Cd2+初始质量浓度30mg·L-1,粒径小于0.25 mm,投加水平8g·L-1,反应温度25℃,反应时间1～2h,Cd2+去除率可达80％.人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd2+的吸附剂.     

针铁矿/蒙脱石与黑炭复合物对泰乐菌素的吸附

黑炭作为大气PM2.5的核心组分,可以通过大气的干湿沉降进入到土壤,从而对土壤中有机污染物的迁移转化产生一定的影响.而土壤中普遍存在的矿物会与黑炭发生一定的界面作用.因此,明确这种作用对污染物迁移转化的影响,会为科学合理评价污染物的生态环境风险提供理论依据.本文以针铁矿和蒙脱石为矿物代表,以泰乐菌素(TYL)为有机污染物的代表,系统研究了针铁矿/蒙脱石与黑炭复合物对TYL的吸附特性.吸附动力学、吸附等温线、以及pH和离子强度的实验表明,黑炭与针铁矿/蒙脱石复合后其对TYL的吸附能力明显高于单独的针铁矿和蒙脱石;黑炭与针铁矿复合物(Fe OOH-BC)和黑炭与蒙脱石复合物(MT-BC)对TYL的吸附动力学可以用拉格朗日二级动力学模型较好地拟合;吸附等温线用线性模型和Freundlich模型拟合的效果相对较好;pH和离子强度的实验表明,溶液pH和离子强度可以明显地影响Fe OOH-BC和MT-BC对TYL的吸附;Fe OOH-BC对TYL的吸附主要是氢键作用、范德华力和表面络合作用,而MT-BC对TYL吸附机理则主要是静电作用和离子交换.     

除草剂苯噻草胺在土壤中的吸附

对除草剂苯噻草胺在6种不同土壤中的吸附行为进行了研究。结果表明,土壤对苯噻草胺有较强的吸附性。在试验浓度范围内,苯噻草胺的土壤吸附行为可用线性吸附模型表征。土壤有机质是影响苯噻草胺吸附行为的重要因素,其吸附系数有随土壤有机质含量增高而增大的趋势。通过在线性吸附系数（Kd)和土壤有机质含量（OM％）之间构建的回归方程：Kd=2.6120 OM% 1.0746,可以预测苯噻草胺的Kd值,其预测的可靠性通过蒙特卡洛模拟得以检验。     

土壤和沉积物中有机质对双酚A和17α-乙炔基雌二醇的吸附行为

研究了土壤和沉积物原始样品bulk及其有机质组分(非水解性有机质NHC、碳黑BC和腐殖酸HA)对17α-乙炔基雌二醇(EE2)和双酚A(BPA)的吸附行为.所有的吸附等温线都很好地拟合了Freundlich模型,除HA和bulk外,所有的吸附等温线都为显著的非线性(n值为0.46—0.76).对于EE2和BPA的吸附非线性因子n值都存在这样的关系:HA>NHC>BC.EE2以有机碳归一化的Freundlich吸附能力(lgKOC)有BC>NHC>bulk>HA的关系,说明有机质成熟度越高,对EE2或者BPA的吸附能力越高.在土壤和沉积物有机质SOM(NHC、BC和HA)对吸附BPA和EE2的贡献上,NHC、BC和HA对沉积物和土壤对BPA总吸附贡献上要明显弱于它们对EE2的贡献.除了内分泌干扰物(EDCs)的疏水性影响EE2和BPA的吸附能力的差异外,分子大小和带电子苯环数也影响它们的吸附能力差异.     

阿维菌素在不同类型土壤中的吸附研究

采用Freundlich吸附等温方程研究了阿维菌素在不同类型土壤中的吸附。结果表明:阿维菌素的吸附等温线均为直线,说明吸附可能与其在土壤有机质中的分配作用有关;土壤有机质含量是影响阿维菌素土壤吸附的最重要因子,吸附系数与有机质含量呈正相关;阿维菌素有机质吸附常数平均值为2 369.185,吸附自由能为17.25~20.59 kJ.mol-1;降低水土比可以增加阿维菌素在腐殖酸和土壤中的吸附。     

普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附特征

主要研究了pH、离子强度、腐殖酸和沉积物有机质对普萘洛尔在太湖沉积物上吸附行为的影响.结果表明,沉积物对普萘洛尔具有一定的吸附能力.在强酸环境下,由于H⁺与带正电荷的普萘洛尔之间的竞争作用使得普萘洛尔的吸附量较小,随着pH的增大,吸附量逐渐增大至基本稳定,但当pH>9时,吸附量明显下降.K⁺、Na⁺和Ca²⁺的存在会减少普萘洛尔在沉积物上的吸附.在pH 5.8—6.0的情况下,随着腐殖酸浓度的增加,普萘洛尔在沉积物上的吸附量逐渐增加,而后逐渐到达平台期.有机质对普萘洛尔在沉积物上的吸附起到一定作用,普萘洛尔在天然水体中更倾向于吸附到沉积物的无机矿物成分上.普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附等温线符合Freundlich吸附模型,拟二级动力学方程能较好地描述普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附过程.     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd^2＋的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd^2＋的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd^2＋初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd^2＋吸附率的影响。结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd^2＋的吸附过程。Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd^2＋的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd^2＋最大吸附量为6．22 mg·g^-1 Cd^2＋去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd^2＋吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4．0-7．5时,pH值变化对Cd2’吸附量的影响不显著。采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd^2＋时,控制溶液Cd^2＋初始质量浓度30mg·L^-1,粒径小于0．25mm,投加水平8g·L^-1,反应温度25℃,反应时间1-2h,Cd^2＋去除率可达80％。人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd^2＋的吸附剂。     

腐殖酸负载对萘和1-萘酚在生物炭上吸附动力学的影响

进入环境的生物炭对有机污染物的吸附过程受到普遍共存的溶解性有机质的影响.本研究将两种腐殖酸组分负载在以玉米秸秆为原料、不同炭化温度下(200、400、600℃)制得的生物炭上,考察极性和非极性有机污染物萘和1-萘酚在原始和腐殖酸负载生物炭上的吸附动力学,分别应用拟一级、拟二级和双室一级3种动力学模型对实验数据进行拟合.结果表明,拟二级和双室一级动力学模型均能较好地描述动力学吸附过程.腐殖酸负载对生物炭上萘和1-萘酚的吸附动力学有显著影响,使得平衡吸附量(Q_e)下降,而表观吸附速率提高.致密的芳香碳组分和纳米级孔隙主要对萘和1-萘酚在生物炭上的慢吸附单元起作用,腐殖酸负载降低了生物炭的芳香化程度和孔隙度,慢吸附对总吸附的贡献(f_(slow))降低.生物炭内部有机碳的致密性降低,使得萘和1-萘酚分子容易扩散进入生物炭颗粒内部,加之表面积和孔隙度减少,缩短吸附平衡时间,两种化合物的慢吸附速率常数(k_(slow))均提高.负载腐殖酸后,两种化合物的快吸附速率常数(k_(fast))的变化却不同.腐殖酸负载向生物炭表面引入含氧极性官能团,阻碍萘分子向表面疏水吸附位点扩散,使得萘的k_(fast)下降;而由于1-萘酚是极性有机物,除了疏水作用,其结构中的—OH能通过氢键与生物炭表面相互作用,其k_(fast)反而升高.     

土壤对三氯乙烯的吸附行为及其影响因素

基于静态吸附实验对土壤吸附三氯乙烯的影响因素进行研究,通过利用有机质含量为0.96%的土样及经375℃、600℃、次氯酸钠和联合氧化方法(600℃+次氯酸钠)处理后的土样为吸附剂,考察了各种土样吸附TCE的吸附动力学和吸附热力学,以及土壤中有机质含量、软碳、硬碳、矿物质、TCE初始浓度和钙离子强度对吸附作用的影响.结果表明,土壤对TCE的吸附分为快速吸附、慢速吸附和平衡3个阶段,并在30 h左右达到吸附平衡,且吸附过程符合准二级动力学方程(R~298%);Freundlich模型能较好地拟合TCE在土壤中的吸附等温曲线(R~293%);土壤对TCE的吸附以物理吸附为主,其中吸附贡献主要为硬碳(60%);TCE浓度的升高可以增加矿物质的吸附贡献率;离子强度的增加显著降低了土壤各组分对TCE的吸附.     

酸性紫色土腐殖酸对毒死蜱的水解和吸附作用

土壤组分与农药的环境化学行为之间存在着密切的关系。腐殖酸是土壤有机质的重要成分,由于其复杂的结构和所含的多种功能基团,对各种污染物具有强烈的吸持作用,从而对农药的环境行为产生重要影响。采用平衡振荡法研究酸性紫色土腐殖酸对毒死蜱水解的影响和毒死蜱在酸性紫色土腐殖酸上吸附的影响因素。结果表明,酸性紫色土腐殖酸可促进毒死蜱水解,腐殖酸质量浓度从0mg·L-1增大到360mg·L-1时,毒死蜱的水解速率常数k增大了2倍。毒死蜱在腐殖酸上的吸附行为均可用Linear方程和Freundlich方程来描述,拟合效果均达到显著水平;试验条件下温度为15℃时的吸附量最大,随着试验温度的升高吸附量呈现出先降低后增大的趋势;pH减小,吸附能力增大;离子强度对吸附影响不明显;腐殖酸添加量增大,单位质量腐殖酸的吸附量减小。     

不同来源腐殖酸在纳米四氧化三铁上的吸附及对其沉降性的影响

对3种不同来源腐殖酸Suwannee、Elliott Soil、Leonardite在纳米四氧化三铁表面的吸附行为进行了对比研究并评估了其对纳米四氧化三铁悬浮/沉降性能的影响.结果显示,3种腐殖酸Suwannee、Elliott Soil、Leonardite在Fe3O4NP表面的吸附都能迅速达到平衡,符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,且吸附量随溶液p H的上升逐渐减弱;相同条件下含有更多羧基、脂肪族的腐殖酸Suwannee在Fe3O4NP表面的吸附量更大,腐殖酸Suwannee、Elliott Soil、Leonardite在25℃、p H=7.0条件下最大吸附量分别为91.41、66.11、52.57 mg·g-1;悬浮/沉降实验表明Fe3O4NP在水体中聚集程度与溶液的p H有关,溶液p H偏离Fe3O4NP等电点时,Fe3O4NP表面电位越高,越不容易聚集而沉降;水体中广泛存在的溶解性有机质可使Fe3O4NP在水中的悬浮性增强,尤其是靠近等电点时效果更明显,与腐殖酸对Fe3O4NP空间位阻作用相关;通过对不同来源腐殖酸的结构和官能团进行分析发现,腐殖酸中含有的芳香性和羧酸结构对颗粒悬浮性的影响大于脂肪族结构,因此,腐殖酸Elliott Soil、Leonardite吸附到Fe3O4NP表面后,Fe3O4NP更容易在溶液中悬浮.因此,在富含腐殖酸的水体中,Fe3O4NP可以悬浮并不易沉降,其对水生生态系统的影响不容忽视.     

腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附机理研究

通过静态吸附实验,研究了腐殖酸(HA)对U(Ⅵ)的吸附特征,考查了腐殖酸在不同试验条件对U(Ⅵ)吸附的影响.试验结果表明:吸附过程在1.5 h后达到动态平衡;最佳吸附剂用量为2.0 g·L~(-1);随着U(Ⅵ)的初始浓度增大,腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附效果不断降低,最大K_d值在铀的初始浓度为20 mg·L~(-1)时获得;溶液中Ca~(2+)、CO■对U(Ⅵ)的吸附有很强的的抑制作用,影响程度随着离子浓度的增加而增大;腐殖酸对U(Ⅵ)吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学模型.     

微塑料对普萘洛尔在针铁矿上吸附的影响

本实验研究了微塑料对新兴污染物普萘洛尔在针铁矿上吸附行为的影响,探讨了针铁矿、微塑料及微塑料共存时针铁矿对普萘洛尔的吸附动力学、吸附等温线,考察了pH、腐殖酸浓度、离子强度对普萘洛尔吸附行为的影响.结果表明,普萘洛尔在3种吸附剂上的吸附动力学均符合伪二阶动力学模型,吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型.对比发现,普萘洛尔的吸附效率顺序为微塑料>微塑料+针铁矿>针铁矿.溶液pH值在2—6时,微塑料对普萘洛尔在针铁矿上吸附的影响较弱,当溶液pH值大于6时,微塑料能显著影响普萘洛尔在针铁矿上吸附.普萘洛尔在3种吸附剂上的吸附量随着腐殖酸浓度的增加而增加,且对普萘洛尔在针铁矿上吸附的促进作用最强.同时,Ca²⁺的加入对普萘洛尔的吸附抑制较强.本文的研究结果可为全面认识微塑料共存时污染物在环境中的迁移行为提供基础数据.     

三氯乙烯在模型吸附剂上的吸附特性

为了分别揭示矿物质、有机质在疏水性有机物吸附中的作用,文章研究了蒙脱石、高岭土、硅胶以及用腐殖酸修饰后的这3种模型吸附剂对三氯乙烯的吸附行为。采用批量吸附实验方法分别研究了三氯乙烯在不同吸附剂上的吸附。结果表明,硅胶、高岭土、蒙脱石对三氯乙烯均具有一定的吸附能力,吸附系数Kd值分别为10.3、3.13、1.15L·kg-1,硅胶的吸附能力明显高于高岭土和蒙脱石。3种无机模型吸附剂对腐殖酸表现出不同的吸附能力,蒙脱石最强,高岭土次之,硅胶最差,与对三氯乙烯的吸附能力正好相反。被腐殖酸修饰后3种模型吸附剂对三氯乙烯的吸附都明显增强,但增强程度不一样,当用8%腐殖酸(腐殖酸与模型吸附剂的质量比)修饰后,3种吸附剂对三氯乙烯的吸附Kd值均在23L·kg-1左右。虽然Kd随有机质的质量分数增高而上升,但是Kd值与有机质的质量分数不存在线性相关关系,特别是对于具有较高吸附能力的无机吸附剂,说明无机矿物本身结构对于吸附起到同等重要的作用。     

腐殖酸对污染土壤中铊赋存形态的影响

通过实验室土壤培养实验,研究腐殖酸对土壤中铊形态转化的影响.结果表明:添加腐殖酸后,铊的酸可交换比重由30.51%下降到13.57%;铊的Fe/Mn氧化物结合比重由3.7%增加到10.96%;铊的有机质结合态比重由0.67%增加到11.08%;铊的残余态比重几乎无变化.随着腐殖酸用量增多,可促进土壤铊酸可交换态向Fe/Mn氧化物结合态和有机质结合态转化,降低重金属的可迁移性和生物可利用性.说明腐殖酸可以固定土壤中的铊,其作用机制在于腐殖酸具备的络合(螯合)能力和胶体特性.     

腐殖酸对二甲基胂酸在磁铁矿上吸附过程的影响

二甲基胂酸作为一种有毒物质，对水环境造成了严重的危害．水中的溶解有机质可以抑制或促进二甲基胂酸在水中的迁移，本研究探究了腐殖酸对二甲基胂酸在磁铁矿上吸附过程的影响．结果表明，二甲基胂酸在磁铁矿表面的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型，吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型，从而证实了二甲基胂酸在磁铁矿上的吸附是多层化学吸附过程．在pH为7、9、11时，腐殖酸对二甲基胂酸在磁铁矿上的吸附均有抑制作用．Zeta电位分析说明腐殖酸通过静电斥力作用抑制磁铁矿吸附二甲基胂酸．红外光谱分析表明形成了磁铁矿-腐殖酸-二甲基胂酸三元络合物．X射线光电子能谱表明吸附后含氧官能团含量的增多也进一步验证了磁铁矿-腐殖酸-二甲基胂酸络合物的形成．不同pH时，腐殖酸-磁铁矿的三维荧光光谱证实发生了荧光猝灭．     

黄铁矿对水体中腐殖酸的吸附特性

选择富里酸(fulvic acid,FA)和胡敏酸(humilic acid,HA)作为吸附对象,通过铁矿物吸附筛选实验,以黄铁矿(pyrite)为吸附剂研究其对水体中两种典型腐殖酸(humic acid)的吸附特性.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(IR)、纳米粒度及电位(Zeta)分析仪和比表面仪(BET)对黄铁矿进行组成及结构表征.考察了腐殖酸溶液p H、离子强度和温度等条件对黄铁矿吸附的影响.结果表明,黄铁矿是层状结构,吸附腐殖酸后,在黄铁矿表面形成了大小均匀的分子簇,且黄铁矿晶粒尺寸减小了约10 nm;黄铁矿对FA、HA的最大吸附量分别为11.8 mg·g-1和13.1 mg·g-1.随着p H增加,黄铁矿对腐殖酸的吸附量均表现为先增大后减小;离子强度(NaCl)对吸附的影响较小;随着温度升高,其吸附量不断增大.两种腐殖酸吸附数据与Langmuir吸附模型拟合良好且其吸附动力学规律均符合二级动力学模型,热力学研究表明,黄铁矿吸附两种腐殖酸均属于自发进行的吸热反应.     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350~500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明:生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2+和Pb2+的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg(6 g.L-1)时,3种生物黑炭对溶液Cd2+的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

牛粪生物炭对紫色土吸附-解吸腐殖酸的影响

通过探讨牛粪生物炭对紫色土吸附-解吸腐殖酸的影响,以减少紫色土腐殖酸的流失、提高腐殖酸利用率,为提高龙川江流域紫色土肥力提供理论依据.采用土培实验,用Langmuir和Freundlich模型、Lagergren准一级和Lagergren准二级动力学方程,研究了不同添加比例牛粪生物炭(BC、CK、1%、3%、5%)对腐殖酸的吸附与解吸的影响.采用扫描电镜、BET等方法分析牛粪生物炭的表面结构以及比表面积,来探讨牛粪生物炭对紫色土吸附和解吸HA的影响机理.结果表明,牛粪生物炭对紫色土等温吸附HA过程符合Langmuir模型,动力学模型符合Lagergren准二级动力学方程;各处理对紫色土等温吸附-解吸HA过程有明显的影响,CK对HA的吸附量和吸附率最低,解吸率最高;5%对HA的吸附量、吸附率和解吸量最高.同时,各处理对紫色土吸附-解吸HA动力学也有明显的影响,在前12 h,吸附速率逐渐增加,随后吸附逐渐达到平衡,吸附过程以化学吸附为主.各处理方法相比,5%更有利于吸附HA,防止HA流失.