四环素在光催化剂TiO_2上的吸附研究

选取四环素作为代表抗生素,考察了溶液的pH值、离子强度（二价阳离子Ca2＋和Mg2＋）、腐殖酸3种环境因子对四环素在光催化剂二氧化钛（TiO2）上吸附的影响.结果表明,在3个不同pH（pH3、6和9）条件下的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,拟合的相关系数R2均大于0.999;四环素在TiO2上的吸附量在p...     

全氟辛酸在腐殖酸上的吸附平衡

本文以全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)作为目标污染物,讨论了腐殖酸(Humic Acid, HA)吸附PFOA的特性和机制.结果表明,吸附动力学实验进行24 h后,PFOA在腐殖酸上的吸附达到完全平衡,吸附动力学可以用拉格朗日二级动力学较好拟合(R~20.99),颗粒扩散模型的拟合结果表明,PFOA在腐殖酸上的吸附分为3个过程,其中颗粒内部扩散是主导吸附的主要因素;吸附等温线用Liner、Freundlich和Langmuir模型对实验数据进行拟合,结果显示Liner和Freundlich模型吸附效果较好,说明疏水分配作用主导了PFOA在HA上的吸附;pH值和离子强度对吸附有明显的影响,吸附量随着pH值和离子强度的增加而减小;疏水性分配、氢键作用可能是主导HA吸附PFOA的主要因素.因此,在考虑PFOA在环境中行为的时候,要考虑腐殖酸的影响.     

菲与吡啶在沉积物及粘土矿物上的吸附行为

研究了菲和吡啶在天然沉积物及粘土矿物(高岭土、蒙脱土)上的吸附行为.结果表明,含有天然有机质的沉积物对菲的吸附最为显著,而高岭土和蒙脱土对菲也能发生一定程度的吸附.菲在3种吸附剂上的吸附行为比较符合线性模型,Kd分别为594.7L·kg-1(沉积物),405.OL·kg-1(高岭土)和286.7L·kg-1(蒙脱土).吡啶在3种吸附剂上吸附的Kd明显低于菲,在沉积物、高岭土和蒙脱土颗粒上分别为1.18,9.03和0.94 L·kg-1.CEC较大的沉积物和蒙脱土上吡啶的吸附量更低,这可能是背景溶液中Na+向此两种吸附剂表面大量聚集所致.总体上溶液pH值对于菲在3种吸附剂上的吸附影响较小,而对于吡啶而言,酸性和碱性条件均较中性条件更有利于其在粘土矿物上的吸附,其在沉积物上的吸附则随溶液pH值的增大而降低.     

氢氧化镧改良沉积物对水中磷的吸附特征

考察了氢氧化镧改良沉积物对水中磷酸盐的吸附特征,并考察了被改良沉积物所吸附磷酸盐的形态分布特征.结果发现,氢氧化镧改良沉积物对水中低浓度磷酸盐的吸附可以采用线性模型进行描述,而对高浓度磷酸盐的吸附则适合采用Langmuir模型进行描述.准二级动力学比准一级动力学模型更适合用于拟合改良沉积物对水中磷酸盐的吸附动力学过程,膜扩散和颗粒内扩散共同控制了缓慢吸附阶段的速率.强碱性条件不利于改良沉积物对水中磷酸盐的吸附.溶液共存的Cl~-、SO_4~(2-)、HCO~3~-、Na~+、K~+和Mg~(2+)对改良沉积物吸附水中磷酸盐的影响较小,而溶液共存的Ca~(2+)会促进改良沉积物对水中磷酸盐的吸附.改良沉积物对水中磷酸盐的吸附能力明显强于未改良沉积物.改良沉积物的最大磷酸盐单位吸附量明显高于未改良沉积物,并且改良沉积物的最大单位吸附量随着氢氧化镧添加量的增加而增加.改良沉积物的初始吸附速率随着氢氧化镧添加量的增加也随之增加.改良沉积物的磷吸附-解吸平衡浓度(EPC0)明显低于未改良沉积物.被改良沉积物所吸附的磷酸盐中大部分(84%)以较为稳定的NaOH-rP和HCl-P形态存在,仅仅只有16%左右会以容易释放的NH_4Cl-P和BD-P形态存在.以上结果显示,添加氢氧化镧不仅可以增强沉积物对水中磷酸盐的吸附能力,而且可以降低沉积物中磷的释放风险,氢氧化镧是一种有希望的可以用于沉积物内源磷释放的改良剂.     

2种黏土矿物对磺胺嘧啶的吸附

选择蒙脱土和高岭土2种典型黏土矿物为吸附体, 通过静态吸附试验研究其对磺胺嘧啶的吸附行为,考察温度和pH值对磺胺嘧啶吸附的影响.结果表明,2种黏土矿物对磺胺嘧啶的吸附等温线均能较好地符合Freundlich和Langmuir吸附方程,且Langmuir方程拟合效果优于Freundlich方程;高岭土对磺胺嘧啶的吸附量大于蒙脱土;温度升高和pH值过高或过低均不利于磺胺嘧啶的吸附.     

黑碳对土壤和沉积物中菲的吸附解吸行为及生物可利用性的影响

利用淡水单孔蚓Monopylephorus limosus的生物富集实验,研究了黑碳对土壤和沉积物中多环芳烃类有机化合物菲生物可利用性的影响,同时研究了黑碳对菲吸附和解吸行为的影响,并用"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,土壤和沉积物中黑碳的存在直接导致了菲在颤蚓体内的生物累积因子(BSAF)的降低,其原因在于菲在黑碳沉积物样品中的不可逆吸附程度的显著增强.研究发现,土壤和沉积物中菲的生物可利用性与土壤和沉积物中菲的吸附相浓度无关而与孔隙水浓度密切相关.     

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.     

共存钙离子对镧铝改性稻壳生物炭除磷性能的影响

本研究利用稻壳制备高介孔率生物炭,然后用共沉淀法负载金属La、Al,制得镧铝改性稻壳基生物炭吸附剂.通过控制反应时间、磷浓度、共存阴离子、初始pH等条件,研究共存钙离子时对吸附剂除磷性能的影响.结果表明,La、Al在稻壳基生物炭上负载后呈无定型态;吸附剂的除磷过程符合伪二阶动力学模型和Langmuir模型,且Ca~(2+)的加入有利于提高磷的去除率,含Ca~(2+)体系的最终除磷效果是无Ca~(2+)时的2.6倍;含竞争阴离子时,Ca~(2+)的加入会使F~-对磷吸附的抑制作用减弱,使HCO_3~-对磷吸附的抑制作用略微增强;在pH值为2.0—8.0时,Ca~(2+)能提高改性生物炭的吸附容量,而pH8.0时主要是钙离子与磷酸盐的沉淀作用使体系中磷大量被去除.     

基于响应曲面模型的多元复合体系中沉积物吸附阿特拉津的规律

文章建立了阿特拉津（AT）、铜（Cu）、镉（Cd）和马拉硫磷（Ma）四元复合体系中沉积物吸附阿特拉津的BP神经网络模型,模型训练集、验证集、预测集的均方差分别为0.070 3、0.336 0、和0.195 0,模型输入数据与其模拟值相关系数r2=0.841 6。利用所建立的BP神经网络模型构建多元复合体系中沉积物吸附AT的中心复合实验设计并绘制响应曲面模型,结果显示,响应曲面模型可以直观反映多元复合体系中各因素间影响AT吸附的交互作用,AT×Ma的交互作用最大,而除Cu×Cd外,其他两两因素之间的交互作用均呈显著效应,其中,AT×Ma、AT×Cd和Cu×Ma对阿特拉津的吸附产生协同作用,而AT×Cu和Cd×Ma则产生拮抗作用,交互作用占AT吸附量的60.28%,对阿特拉津在沉积物上的吸附影响不可忽略。     

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.     

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.     

底泥腐殖酸在粘土矿物上的吸附特性

考查了从湘江沉积物中分离得到的腐殖酸在各种粘土上的吸附等温线和电子显微形态。在蒙脱土,伊利土,高岭土和湘江沉积物粘土上的吸附等温线在低浓(HA<10mg/l)范围皆可用直线表达,分配系数分别为1.7,1.3,4.3和2.5。底质粘土的吸附方程等于组成它的粘土(伊利土75％和高岭土25%)吸附方程之加合。 在电子显微镜下,湘江腐殖酸呈多孔网状结构和球粒结合的簇状结构两种。它们在伊利土表面分立成簇吸附使之絮凝,或者是多孔网状捕集小粒伊利土起分散作用。高岭土在断裂棱处吸附了较多腐植酸而絮凝成搭接式。     

不同类型土壤对重金属的吸附特性

为了解重金属在土壤中的迁移转化规律,为确定土壤环境容量和治理土壤重金属污染提供理论依据,采用室内试验方法研究了采自山东的棕壤、黑龙江的黑土、陕西的黄棕壤和山西的褐土吸附Cu2 、Pb2 和Cd2 的特性及溶液pH、外加腐殖酸、溶液中重金属初始含量对吸附的影响.由振荡平衡法进行吸附试验,原子吸收分光光度法测定平衡溶液中重金属的吸光度值.试验结果表明:随着溶液中Cu2 、Pb2 和Cd2 含量的增大,4种土壤对Cu2 、Pb2 和Cd2 的吸附量逐渐增大.溶液pH值对土壤吸附重金属的影响因土壤性质和重金属特性的不同而不同.加入腐殖酸,4种土壤对Cu2 、Pb2 和Cd2 的吸附量明显减少.不同吸附模型拟合结果表明,4种土壤对Pb2 的吸附等温线都符合 Langmuir 方程和Freundlich方程,对Cu2 吸附等温线拟合的Langmuir 方程和Freundlich方程的相关性不理想,对Cd2 吸附等温线拟合符合Freundlich方程.     

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。     

羟基磷灰石/凹凸棒土复合材料制备及其对水中镉的去除

研究了羟基磷灰石/凹凸棒土复合材料(HA/A)的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能.用BET、XRD、SEM、FTIR、XPS对凹凸棒土(A)、羟基磷灰石(HA)和HA/A的结构进行了表征.研究了凹凸棒土的投加量、PO■和Ca~(2+)的初始浓度,高温焙烧对材料制备的影响.研究了材料等温吸附模型,动力学以及热力学;探究了pH、阴离子和材料投加量对吸附Cd~(2+)的影响;研究了竞争吸附实验.结果表明,制备最佳条件为:凹凸棒土投加量为4g·L~(-1),硝酸钙初始浓度为8.23 g·L~(-1),不经高温焙烧;机理分析表明,Cd~(2+)吸附过程是一个单分子层的吸热的化学吸附过程;因素实验表明,高pH值利于Cd~(2+)去除,F~-促进吸附, Cl~-抑制吸附.材料对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)吸附量分别为3.70、1.99、1.17、0.99 mmol·g~(-1).     

天然有机物对水中氧化石墨烯凝聚的影响

在比较不同片径氧化石墨烯(graphene oxide, GO)稳定性的基础上,研究了3种典型天然有机物对水中GO凝聚的影响.结果表明,不同片径的GO在水中均呈现较强的电负性,小片径GO可更为稳定的分散.电解质加入可降低GO表面电位,诱发纳米颗粒间碰撞凝聚.水中GO的凝聚过程符合胶体稳定性(DLVO)理论,可分为扩散控制凝聚和反应控制凝聚两个不同阶段.Ca~(2+)可通过吸附电中和机制进一步降低GO表面电位,具有更强的促凝聚作用.天然有机物的存在可抑制GO的凝聚;与海藻酸钠相比,富里酸和腐殖酸易被GO吸附,抑制凝聚的能力更强.Ca~(2+)与腐殖酸间可发生配位桥连作用,形成尺寸较大的产物,强化GO凝聚的快速进行.不同天然有机物与GO和电解质间存在着复杂的相互作用关系,对水中GO凝聚的影响存在着较大的差异.     

黑碳对沉积物中疏水性有机污染物的锁定作用与微生物降解的影响研究进展

黑碳是含碳物质不充分燃烧而产生的一种高度芳香化结构无定型碳质,是沉积物有机质中重要的组成部分.黑碳通过表面吸附或微孔束缚作用将疏水性有机污染物(HOCs)锁定在沉积物中,其超强的吸附性能导致对HOCs的解吸量减少、解吸速率减慢,进而在短期内降低其生物有效性和短期生物毒性,大量学者开展了较低HOCs浓度下短期降解实验,得出了黑碳抑制HOCs降解的结论.但长期来看,黑碳一方面会通过抑制生物有效性削弱微生物降解等HOCs的自然衰减速率,另一方面也会通过促进微生物生长提高降解率.因此推测,黑碳对HOCs微生物降解的影响可能与HOCs的类型与浓度相关,在较高HOCs浓度下,黑碳可能会通过降低急性毒性,促进微生物生长和生物膜形成来加速HOCs的降解.本文综述了黑碳对HOCs吸附/解吸和微生物降解的研究进展,从黑碳对HOCs的吸附机理和吸附模型,对解吸动力学、微生物生长以及生物有效性影响等方面进行讨论,指出了黑碳对环境中HOCs迁移转化与归趋的影响,并对黑碳的应用前景及研究趋势进行了展望.     

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.     

粟米糠吸附Pb~(2+)的关键因素交互效应及吸附机理研究

采用响应面法(Box-Behnken design,BBD)考察粟米糠吸附Pb~(2+)的不同因素(p H值、Pb~(2+)初始浓度、吸附剂浓度和吸附时间)对吸附过程的影响及交互效应,并通过等温吸附和表征分析研究吸附过程的热力学特征及其吸附机理.结果表明,p H值与Pb~(2+)初始浓度和吸附剂浓度交互效应显著,Pb~(2+)初始浓度与吸附时间的交互效应显著.使用等温吸附模型拟合吸附过程发现,Langmuir和Freundlich模型拟合结果较好,该过程为物理吸附与化学吸附共同作用,293、298、303、308 K条件下的粟米糠最大吸附量qm分别为10.33、10.56、11.10、11.22 mg·g-1,其对Pb~(2+)吸附能力随温度上升而提高.对吸附热力学参数ΔG、ΔH与ΔS计算表明该过程为吸热的自发反应,随反应进行体系混乱度增加.SEM和FTIR分析表明,粟米糠吸附Pb~(2+)前后表面形态发生明显改变,羟基、羧基、醇羟基等基团在粟米糠吸附Pb~(2+)中起主要作用.     

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.