凹凸棒石和海泡石对镉离子的吸附效果

采用静态批试验方法研究了凹凸棒石和海泡石对溶液中Cd~(2+)的吸附特性,并通过考察一定离子强度下,不同初始浓度、固液比、吸附时间和pH值对吸附镉的影响。结果显示:在0.01 mol·L~(-1)NaNO_3离子强度下,高品位海泡石、凹凸棒石和低品位凹凸棒石对溶液中Cd~(2+)的吸附量与初始浓度呈正比,与固液比呈反比;根据Langmuir等温吸附方程拟合结果,在给定离子强度25℃条件下黏土矿物Cd~(2+)的理论饱和吸附量从大到小依次为高品位凹凸棒石(33.67 mg·g~(-1))、高品位海泡石(25.55 mg·g~(-1))、低品位凹凸棒石(11.52 mg·g~(-1))和低品位海泡石(5.24mg·g~(-1));Cd~(2+)在海泡石、凹凸棒石上的吸附受pH值的影响较大,在pH值为2~4时吸附效果最好;凹凸棒石对Cd~(2+)的吸附较为稳定,在3 h时基本达到吸附平衡;在离子强度为0.01 mol·L~(-1)NaNO_3、Cd~(2+)初始浓度为625 mg·L~(-1)、黏土矿物添加量为15 g·L~(-1)和pH值为2~4时,去除效果从大到小依次为高品位海泡石、高品位凹凸棒石、低品位凹凸棒石和低品位海泡石。     

离子强度和SO2-4对土壤吸附Al的影响

研究了离子强度和SO4^2-对土壤吸附Al的影响，结果表明：在所研究的pH范围内，随着NaCl支持电解质浓度的提高，土壤对Al的吸附量基本保持不变，并且当pH＜3．9时，即土壤表面净电荷为正时，土壤对Al的吸附量仍然很大，超过最大吸附量的50％，而用CaCl2作支持电解质时，当pH＜4．5时，在溶液中CaCl2浓度最高的情况下，Al的吸附量最小，在其余两种浓度条件下则基本相等；当pH＞4．5时，Al的吸附量几乎不受CaCl2浓度变化的影响。SO4^2-的加入对土壤吸附Al没有影响。这些都说明土壤吸附Al的作用机制主要为专性吸附。     

两种四环素类兽药抗生素对白菜种子发芽与根伸长抑制的毒性效应

采用土培和水培相结合的方法,在预试验研究的基础上,研究砖红壤中不同质量分数金霉素（0～4 000 mg·kg-1）、土霉素（0～25 000 mg·kg-1）和水溶液中不同质量浓度金霉素（0～150 mg·L-1）和土霉素（0～150 mg·L-1）污染对白菜（Brassica pekimensis）种子发芽的抑制与毒性效应。结果表明：（1）当土壤中添加外源土霉素时,白菜种子发芽率总体呈下降趋势。而当添加金霉素时,白菜种子发芽率在85%附近波动,与对照相比,并无显著差异（P〉0.05）。而在水培条件下,金霉素对白菜发芽的抑制作用大于土霉素,但并未达显著差异水平（P〉0.05）。（2）白菜根伸长量随着土壤、水溶液中土霉素和金霉素质量分数或质量浓度的增加而缩短,生长均受到抑制。且与两种抗生素的质量分数或质量浓度均表现为极显著的相关性（P〈0.01）。（3）同一质量分数或质量浓度水平下,发芽率、根伸长、芽伸长对金霉素和土霉素的生态毒性敏感顺序依次为根伸长〉芽伸长〉发芽率。根伸长抑制率可作为诊断土霉素、金霉素对土壤毒性的敏感指标,反映土壤被四环素类抗生素污染的状况。（4）金霉素和土霉素在水培条件下对白菜的IC50值分别为20.32和287.52 mg·L-1。而在土壤中,白菜对金霉素和土霉素的IC50值分别为851.08和14 045.75 mg·kg-1。说明在土霉素对白菜的毒性作用小于金霉素,并且2种抗生素在土壤中对白菜根伸长的抑制效应明显低于水溶液中的抑制效应,这与土壤对抗生素污染有重要的缓冲作用有关。     

离子强度对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响研究

以黄河三角洲表层沉积物与湿地土壤为对象,研究了离子强度对菲、苯并[a]芘在土壤和沉积物上吸附行为的影响。结果表明:不同Ca2 离子强度下,土壤与沉积物对菲、苯并[a]芘的吸附速率均较快,48h吸附能够达到平衡,Ca2 离子强度对土壤和沉积物影响程度不同;土壤和沉积物的吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程,可决系数R2在0.98以上,菲的KD值在24~130mL·g-1之间,苯并[a]芘的KD值在3517~5081mL·g-1;随着体系离子强度的增大,土壤与沉积物对PAHs的吸附能力均降低,而且两者之间的吸附量差距明显降低,表明离子强度对土壤影响程度明显大于沉积物。     

土壤中植物有效态镉提取方法比较

通过温室盆栽试验研究了滩潮土、青紫泥田和黄泥砂田中添加镉对青菜镉吸收的影响,评价了人工螯合剂、无机盐和硝酸溶液对污染土壤中镉的浸提性及其植物有效性.结果表明,青菜地上部镉与土壤镉含量呈非线性关系.土壤pH值和碳酸钙含量是影响镉植物有效性的主要因素,青菜对镉的吸收与土壤pH呈显著负相关.在土壤镉含量相同条件下,黄泥砂田、青紫泥田、滩潮土3种土壤中青菜地上部镉含量依次降低.青菜地上部镉含量与0.43mol·L-1HNO3、0.05mol·L-1EDTA和0.01mol·L-1CaCl2提取态镉均呈显著相关(r2=0.73～0.96).笔者认为,这3种提取剂提取的土壤镉可视为植物有效态镉.     

膨润土负载壳聚糖修复土壤镉污染的效果

随着重金属污染土壤日益加剧,污染土壤修复和控制技术的研究越来越迫切.为利用膨润土原位修复土壤镉污染提供理论依据,采用平衡吸附试验研究了Cd2 在膨润土负载壳聚糖上的吸附行为.以90%脱乙酰度壳聚糖为原料,制备了膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂,用于吸附溶液中Cd2 .试验探讨了壳聚糖质量浓度对负载率的影响,结果表明,质量浓度3%的壳聚糖负载量最大,壳聚糖最大负载率达32.6%.吸附Cd2 最佳工艺条件是:壳聚糖与膨润土质量比为1∶20,膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂用量为15 g·L-1,溶液中Cd2 含量不大于200 mg·L-1, pH 值为6～8,吸附平衡时间为8 min,Cd2 去除率为99%.动态吸附Cd2 试验结果表明:质量浓度为 200 mg·L-1的含Cd2 溶液,流速为4～6 m(h-1,经壳聚糖-膨润土吸附剂一次处理后,溶液中Cd2 的残留量为0.7 mg(L-1.     

伊利石对水溶液中低浓度铀的吸附

采用静态实验方法研究了伊利石对水溶液中铀的吸附特性,通过批实验考察了反应时间、溶液初始浓度、p H值、离子强度、固液比以及温度对吸附的影响,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)表征伊利石吸附铀前后结构的变化,探讨了伊利石对铀的吸附等温方程和热力学规律,分析其反应机制.实验结果显示,伊利石与低浓度铀溶液接触后立即反应,1 h后反应基本达到平衡;溶液p H和离子强度对伊利石吸附铀的影响显著,当p H=4—7、离子强度为0.001 mol·L-1时,吸附效果最好;在一定条件下,伊利石对水溶液中低浓度铀的吸附量与铀初始浓度呈正比,与固液比呈反比;吸附等温线符合Freundlich模型,相关系数可达0.9966;伊利石对铀的吸附属于吸热反应,反应自发进行,高温促进伊利石的吸附行为.     

铜离子对2种沉水植物种植水抑藻效应的影响

为了阐明铜离子对沉水植物化感抑藻作用的影响,利用2种常见且具有明显化感抑藻效应的沉水植物：马来眼子菜和苦草种植水进行了研究,分析了协同加入铜离子的情况下,种植水对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）脆杆藻（Fragilariasp．）和沙角衣藻（Chlamydomonas sajao）等单细胞蓝绿藻生长的抑制效应。铜离子投入量参考污水综合排放标准,综合考虑水生动物和藻类的耐铜毒性范围,在较低的范围内设置4个水平：100、150、200、250μg铜离子每升藻类培养液。研究结果表明,与不同水平铜离子混合后,种植水的抑藻效应出现4种情况,（1）被消除,100μg·L-1铜离子加入后,马来眼子菜种植水对脆杆藻、苦草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用被消除。（2）被削弱,马来眼子菜种植水在加入100μg·L-1和150嵋·一铜离子2种情况下,对铜绿微囊藻抑制作用被削弱,加入200μg·L-1铜离子后,对脆杆藻抑制作用被削弱;苦草种植水在加入150μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻的抑制被削弱。（3）无变化,马来眼子菜种植水,分别加入200μg·L-1和250μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻抑制效应不受影响,分别加入150μg·L-1和250μg·L-1铜离子,对脆杆藻抑制效应不受影响;苦草种植水,加入150μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻抑制效应不受影响,加入100μg·L-1和150μg·L-1铜离子后,对沙角抑藻的抑制效应不受影响。（4）被强化,苦草种植水,分别加入200μg·L-1和250μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻、沙角抑藻的抑制效应均被强化。沉水植物化感抑藻物质主要是小分子的有机物,包括各种有机酸,而铜离子极易和水中的有机物发生络合反应．可能是铜离子与种植水中某些抑藻化感物质发生络合反应导致其抑藻效应受到影响．具体机制有待进一步研究。     

间歇反应器内污泥衍生吸附剂去除水溶液中镉、镍离子

利用城市污水厂的污泥化学活化法热解产生的吸附剂 ,在间歇反应器内对水溶液中Cd2 和Ni2 离子进行吸附性能的研究 .考察了溶液的pH值、接触时间、吸附剂的投加量及吸附质初始浓度对吸附效果的影响 ,结果表明 ,Cd2 ,Ni2 离子吸附达到平衡时的接触时间为 60min,pH值为 5 5— 6 0 ,溶液的初始浓度为 40mg·l- 1 和 30mg·l- 1 ,吸附剂的投加量不少于 1 0g·l- 1 和 2 0g·l- 1 .     

碱熔-离子色谱法测定土壤中全硫的研究

研究了用碱熔-离子色谱法测定土壤中全硫的方法,样品采用氧化镁—碳酸钠(2:1)混合熔剂,在恒温马弗炉中800℃加热1 h,使土壤中各种形态的硫转化为SO_4~(2-),冷却,用水超声浸提.离子色谱法测定.分析柱AS14A4-mm(4 mm×250mm),淋洗液0.008mol·L~(-1)Na_2CO_3、0.001 mol·L~(-1)INaHCO_3,再生液0.05mol·LH_2SO_4~(-1),流量1.0mL·min~(-1),进样体积20μL,外标峰面积定量.该方法测定土壤中硫检测限为0.8 mg·kg~(-1),在测量浓度范围内具有良好的线性关系.用该方法做精密度,相对标准偏差为3.91%.与不同地区的标准土做对比实验,所测结果跟标准值相比均在标准值范围内.实验证明该方法操作简便、快速.     

钢铁工业遗留场地土壤重金属洗脱剂筛选研究

土壤重金属污染限制了工业遗留场地再利用,通过振荡试验考察了HCl、HNO3和EDTA对工业遗留场地土壤中超标重金属Pb、Zn、Cd和As的洗脱效果。结果表明：土壤Pb、Zn、Cd、As的脱除效果均随洗脱剂浓度增加而增加;HCl、HNO3和EDTA等3种洗脱剂浓度分别为0.5、0.5和0.1 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数可降低至场地安全再利用的控制标准以内（分别为140 mg.kg-1、1mg.kg-1）;洗脱剂浓度分别增至2、2和0.2 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数继续降低,Zn、As质量分数有大幅降低但没有达到其相应的场地安全控制标准（分别为200、20 mg.kg-1）;与EDTA相比,HCl在低浓度时的重金属脱除效果较差,但HCl浓度增加对重金属脱除率的提高效果更为明显;洗脱液pH值（7.88~0.15）与重金属脱除率均呈显著负相关且与As的负相关系数最小,说明洗脱液pH值变化对As去除的影响相对较小;与HCl和HNO3相比,EDTA洗脱液pH值与Pb脱除率之间的负相关系数较大,与Zn、Cd、As脱除率之间的负相关系数较较小,说明EDTA洗脱液pH值变化更易对Pb的去除产生影响。     

强力霉素在凹凸棒土上的吸附行为

通过等温吸附平衡法研究了强力霉素在凹凸棒土上的吸附行为,考察了pH、反应时间、离子强度和离子类型等因素对吸附的影响,探讨了吸附机理.结果表明,pH=8.5时,饱和吸附容量最大,为293.35μmol.g-1;强力霉素在凹凸棒土上的吸附可用Langmuir型等温方程和准二级动力学方程很好地拟合;离子强度对强力霉素的吸附影响不是很明显;0.05 mol.L-1NaOH能显著地将强力霉素从凹凸棒土上解吸下来.红外表征结果说明凹凸棒土对强力霉素的吸附可能是化学吸附,酸性条件下,强力霉素主要通过阳离子交换、静电作用、氢键作用等吸附在凹凸棒土上,部分H+可能通过强力霉素质子化吸附到凹凸棒土上.弱碱性条件下主要通过水桥接,与凹凸棒土层间阳离子配位以及结合于凹凸棒土边缘吸附位点达到吸附.     

营养盐浓度对中肋骨条藻优势种群富集多溴联苯醚的影响

以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）组成中肋骨条藻优势种群的海洋微藻为研究对象,以我国近海水体中存在的3种丰度较高的多溴联苯醚同系物为代表,包括2,4,4＇-三溴联苯醚（BDE-28）、2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）和2,2＇,4,4＇,5-五溴联苯醚（BDE-99）,研究了硝酸盐浓度（0、128、512μmol·L-1）和磷酸盐浓度（0、8、32μmol·L-1）对中肋骨条藻优势种群生化成分和富集3种多溴联苯醚的影响,分析了中肋骨条藻优势种群对多溴联苯醚的富集量与生化成分的关系。结果表明,随着营养盐浓度的升高,单位藻细胞的富集量呈现降低趋势,硝酸盐浓度为0μmol·L-1时,3种多溴联苯醚同系物每106cells的富集量为3.93-5.01 ng,而硝酸盐浓度为512μmol·L-1时,每106cells富集量为3.53-3.94 ng,降低了10%-23%;不同硝酸盐浓度下单位体积藻液富集量差异较小,随硝酸盐浓度的升高,BDE-99和47富集量分别从0.180和0.179 ng·mL^-1降低到0.167和0.150 ng·mL^-1,BDE-28没有出现明显差异。与硝酸盐相似,多溴联苯醚单位藻细胞富集量也随着磷酸盐浓度的升高而呈现出降低的趋势,每106cells的富集量从磷为0μmol·L-1的3.04-3.28 ng降低到32μmol·L-1时的2.27-2.73 ng;不同磷酸盐浓度下单位体积藻液的富集量差异不显著,其中BDE-99富集量范围在0.188-0.190 ng·mL^-1,随磷酸盐浓度的升高,BDE-47和28富集量略有降低,从0.20 ng·mL^-1降低到约0.16 ng·mL^-1。中肋骨条藻优势种群单位细胞对多溴联苯醚富集随着营养盐浓度的增加而降低,其原因是营养盐浓度影响了其细胞生化成分,其中脂类含量与富集量存在正相关关系。对3种同系物富集量的比较发现,随多溴联苯醚同系物的Kow降低,富集量总体上呈现降低的趋势。     

碱性条件下胡敏酸吸附镉的特征研究

为了探讨胡敏酸在碱性条件下的吸附镉机理,了解碱性盐化土壤中镉污染机理和生态环境之间的关系,实验研究了胡敏酸在碱性条件吸附镉的特征。采用批吸附试验方法,研究不同Cd初始浓度、反应时间、不同pH和离子强度对胡敏酸吸附镉的影响,结果表明：胡敏酸具有较强吸附镉的能力,可以用Langmuir吸附模型和Temkin吸附模型很好地拟合其等温吸附过程（r分别为0.9809和0.9816）;在60 min内的快速反应阶段和60 min至6 h间的慢速反应阶段,胡敏酸对镉的吸附量分别为2.895 mg·g-1和3.342 mg·g-1,吸附反应平衡前6 h的动力学过程可以用Elovich方程进行很好的拟合（r为0.9285）;随着pH增加,吸附率表现出逐步增加趋势,并以pH为4.5和8.5为界,呈现两端增加速度快,中间增加慢的规律性;在较低浓度离子强度下,离子强度的增加促进胡敏酸吸附镉;而在高离子强度下,表现出相反的规律性;在相同的条件下,不同离子强度对胡敏酸吸附镉的影响大小为：氯化钙〉氯化镁〉氯化钾〉氯化钠。土壤在盐化的过程中,由于无机盐浓度的增加,增加了重金属离子的生物可利用性,加大了重金属离子的生态风险。     

红蛋植物对重金属镉、锌的吸收动态研究

采用水培的方法研究了红蛋植物（Echinodorus osiris）对镉、锌的吸收动态。结果表明：无论是低镉（5 mg·L-1）还是高镉（15 mg·L-1）处理,长时间（27 d）培养时,红蛋地上部和地下部镉质量分数均持续增加,至收获时,低镉和高镉处理红蛋地上部镉质量分数分别为364.95和502.97 mg·kg-1;地下部镉质量分数分别达到1 762.81和2 742.95 mg·kg-1。短时间内,红蛋对镉的吸收速率随时间增加而降低,1.0 h内表现为快速吸收模式,而在1.0 h后表现为缓慢吸收模式。在低镉条件下,红蛋对镉的短时间吸收动态符合二次多项式数学模型,高镉条件下,红蛋对镉的吸收动态符合三次多项式数学模型。长时间（27 d）培养时,红蛋地上部锌和地下部质量分数的动态变化趋势基本一致,即先增加后减少再缓慢增加的趋势。低锌（100 mg·L-1）和高锌（400 mg·L-1）处理,红蛋地上部锌质量分数分别为2 211.38和3 190.47 mg·kg-1;地下部锌质量分数分别为3 067.89和3 303.85 mg·kg-1。短时间内,无论是低锌处理还是高锌处理,红蛋对锌的吸收动态均符合二次多项式数学模型,但是两者有所不同,低锌处理,红蛋吸收锌的速率短时间内略有降低,而高锌处理,红蛋对锌的吸收速率短时间内则持续增加。     

北京城区屋面径流中PAHs的污染特征与来源解析

以北京典型城区屋面径流中的PAHs为研究对象,在2008年雨季采集了不同地点的屋面径流,分析了溶解相和颗粒相PAHs的质量浓度,对屋面径流中PAHs的质量浓度特征、时空变化规律及来源进行了讨论。结果表明,屋面径流具有较严重的PAHs污染,16种PAHs在溶解相中的总质量浓度为563.85~937.01 ng.L-1,来源主要是机动车排放（31.9%）、煤燃烧（39.6%）、天然气燃烧（15.3%）及石油类的挥发（14.2%）;在颗粒相中的总质量浓度为844.48~1372.62 ng.L-1,来源主要包括燃煤（51.8%）、汽油（38.1%）和柴油（10.1%）的燃烧等。BaP的EMC平均值（172 ng.L-1）远远超过我国污水排放标准（30 ng.L-1）,且以颗粒相为主。不同地点采集的屋面径流中的PAHs质量浓度大部分表现出较明显的初期效应和时间变化,而在不同采样点之间则没有明显的空间差异。     

大气CO_2浓度升高对稻田土壤Ca、Mg含量的影响

为了研究稻田生态系统中土壤钙、镁元素生物地球化学循环对大气CO2浓度升高的响应。利用中国稻/麦轮作FACE（Free Air Carbon-dioxide Enrichment）试验平台,研究大气CO2浓度升高（比周围大气高200μmol mol-1）对2007年稻季各生育期不同深度土壤溶液ρ（Ca）、ρ（Mg）的影响。结果表明,大气CO2浓度升高降低了5 cm处土壤溶液ρ（Ca）、ρ（Mg）,有增加稻季30、60和90 cm处土壤溶液ρ（Ca）的趋势,其增幅分别为18.3%、12.4%和15.3%;大气CO2浓度升高会增加稻季Ca淋溶损失风险;稻季不同深度土壤溶液ρ（Ca）、ρ（Mg）对大气CO2浓度升高的响应有所不同。稻田生态系统不同深度土壤Ca、Mg循环对大气CO2浓度升高的响应值得深入研究。     

苦草光合作用日变化对水体环境因子及磷质量浓度的影响

在静态实验系统中通过水下饱和脉冲荧光仪（Diving-PAM）和多参数水质监测仪（YSI）监测沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶绿素荧光参数与水质物理指标的日变化,并同时跟踪测定水体中各形态磷的质量浓度,以研究苦草光合作用日变化对水体物理因子和磷质量浓度的影响。结果表明,苦草叶片光合作用的相对电子传递速率（rETR）,非光化学淬灭系数（qN）及快速光响应曲线的变化趋势和叶片表明的光照强度日变化同步,呈单峰曲线变化;光系统Ⅱ（PSⅡ）实际量子产量（Yield）和光化学淬灭系数（qP）与叶片表明的光照强度日变化相反,呈单槽型曲线变化。水体中溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（Eh）的日变化趋势和与苦草光合作用趋势一致,也呈单峰曲线,均在12：00—13：00时达到最高值。水体总磷（TP）与溶解性总磷（DTP）质量浓度在14：00达到最低值（TP 0.015 mg.L-1,DTP 0.010 mg.L-1）,在24：00达到最大值（TP 0.031 mg.L-1,DTP 0.025 mg.L-1）,溶解性活性磷（SRP）质量浓度在6：00—18：00保持在较低的水平,且无明显波动（0.38~2.46μg.L-1）,在24：00达到最大值（9.62μg.L-1）。水体各形态磷的质量浓度变化呈白天降低、夜间升高趋势,水体中各形态磷的质量浓度变化与苦草光合作用日变化趋势相反。实验结果表明,苦草光合作用引起的水体中环境因子的日变化影响了沉积物磷释放的动态平衡过程,从而引起水体磷质量浓度的日变化。