Removal of Cd2+ from water by Friedel’s salt (FS: 3CaO.Al2O3·CaCl2·10H2O): Sorption characteristics and mechanisms

The development of low-cost and efficient new mineral adsorbents has been a hot topic in recent years. In this study, Friedel’s salt (FS:3CaO·A12O3 ·CaCl2 ·10H2O), a hexagonal layered inorganic absorbent, was synthesized to remove Cd2+ from water. The adsorption process was simulated by Langmuir and Freundlich models. The adsorption mechanism was further analyzed with TEM, XRD, FT-IR analysis and monitoring of metal cations released and solution pH variation. The results indicated the adsorbent FS had an outstanding ability for Cd(Ⅱ) adsorption. The maximum adsorption capacity of the FS for Cd(Ⅱ) removal can reach up to 671.14 mg/g. The nearly equal numbers of Cd2+ adsorbed and Ca2+ released demonstrated that ion-exchange (both surface and inner) of the FS for Cd(Ⅱ) played an important role during the adsorption process. Furthermore, the surface of the FS after adsorption was microscopically disintegrated while the inner lamellar structure was almost unchanged. The behavior of Cd(Ⅱ) adsorption by FS was significantly affected by surface reactions. The mechanisms of Cd2+ adsorption by the FS mainly included surface complexation and surface precipitation. In the present study, the adsorption process was fitted better by the Langmuir isotherm model (R2 = 0.9999) than the Freundlich isotherm model (R2 = 0.8122). Finally, due to the high capacity for ion-exchange on the FS surface, FS is a promising layered inorganic adsorbent for the removal of Cd(Ⅱ) from water.     

Simultaneous preconcentration of cadmium and lead in water samples with silica gel and determination by flame atomic absorption spectrometry

A new method that utilizes pretreated silica gel as an adsorbent has been developed for simultaneous preconcentration of trace Cd(II) and Pb(II) prior to the measurement by flame atomic absorption spectrometry. The effects of pH, the shaking time, the elution condition and the coexisting ions on the separation/preconcentration conditions of analytes were investigated. Under optimized conditions, the static adsorption capacity of Cd(II) and Pb(II) were 45.5 and 27.1mg/g, the relative standard deviations were 3.2% and 1.7% (for n = 11), and the limits of detection obtained were 4.25 and 0.60 ng/mL, respectively. The method was validated by analyzing the certified reference materials GBW 07304a (stream sediment) and successfully applied to the analysis of various treated wastewater samples with satisfactory results.     

运用丝状真菌生物质生物吸附镉(Ⅱ)污染物的研究

丝状真菌生物质是研制可用作生物修复镉污染的生物吸附剂的重要生物材料。文章首先概述了镉的危害性与镉污染的真菌修复机制;列表比较了近20年研究中用于生物吸附Cd⁽²⁺⁾的丝状真菌菌种资源、镉吸附量和工艺特性参数;详细阐明了利用丝状真菌生物质生物吸附法除镉工艺过程涉及的技术方法和基本原理,包括丝状真菌生物质材料的预处理方法,分批生物吸附除镉工艺的考虑因素及其影响效应,固定床吸附柱生物吸附除镉工艺,以及生物吸附法去除含镉工业废水中Cd(2+)的丝状真菌菌种资源、镉吸附量和工艺特性参数;详细阐明了利用丝状真菌生物质生物吸附法除镉工艺过程涉及的技术方法和基本原理,包括丝状真菌生物质材料的预处理方法,分批生物吸附除镉工艺的考虑因素及其影响效应,固定床吸附柱生物吸附除镉工艺,以及生物吸附法去除含镉工业废水中Cd⁽²⁺⁾的实践效果。     

全新世哈尼泥炭地碳积累速率及影响因素

本工作研究了全新世中国东北地区哈尼泥炭地的碳积累速率与气候变化的响应机制。综合多指标腐殖化度、有机碳含量、干容重和纤维素碳氧同位素重建了哈尼地区全新世气候变化历史,并且基于定年、有机碳含量和干容重得到碳积累速率数据。哈尼泥炭时间加权平均碳积累速率28.3gC/(m2·a)。B/A暖期后期温暖湿润气候有利于碳积累,出现碳积累高峰。相对寒冷的新仙女木期碳积累速率有所降低。温暖湿润早中全新世虽有高泥炭分解,但高初级生产力还是占据主导作用,出现高碳积累速率。期间有两次火山碎屑层扰动了泥炭发育,导致碳积累速率下降。高碳积累速率一直持续到4ka BP左右大暖期结束。4.0~1.6ka BP太平洋季风减弱,泥炭表面偏干,加之降温导致低初级生产力,最终导致此阶段碳积累速率显著降低。之后季风不断增强,碳积累速率也随之增加。八次IRD降温,小冰期和新仙女木降温在哈尼都是冷湿气候组合。冷湿气候虽使有机物分解降低,但更大程度的抑制了初级生产力发展,导致低碳积累速率。     

浙中某县Cd元素地球化学特征及生态效应

本文基于对浙中某县土壤-作物系统的调查研究,系统总结了Cd元素地球化学特征。研究发现,土壤中Cd含量呈现表层富集趋势;土壤Cd元素的赋存形态以离子交换态为主,占各形态总量比例高达39.68%,显示出该地区土壤中Cd的活性相对较强;Cd污染区在南部山区沿水系分布,在研究区北部零星分布。研究同时发现,污染主要是由于矿山开采、工业废物排放以及污水灌溉等人类活动引起,并且污染区已出现稻米样品Cd超标,应引起有关部门足够重视。     

套种条件下混合螯合剂对污染土壤Cd淋滤行为的影响

为了研究螯合剂对污染土壤Cd向下迁移的影响,对采自广东省乐昌市和清远市的2种铅锌矿废水污染水稻土（分别为中性和酸性土壤）进行100 cm土柱室外淋溶试验,研究在玉米与东南景天套种系统中,在5 mmol.kg-1土的混合螯合剂[MC∶柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KCl（摩尔比）=10∶1∶2∶3]的强化作用下对2种污染土壤中Cd的淋滤行为的影响.结果表明,施加混合螯合剂后第2 d,混合螯合剂能明显提高2种土壤各土层淋滤液Cd浓度;施后第8 d混合螯合剂仍能继续提高中性土壤20 cm以下土层和酸性土壤60 cm以下土层淋滤液Cd的浓度,但其活化作用均已迅速下降.施后第2 d和第8 d,2种土壤各土层的套种＋MC处理的淋滤液Cd浓度均超过国家地下水质量标准（GB/T 14848-93）.施加混合螯合剂可降低中性土壤表层全Cd量.不同处理的土壤Cd均有向下层迁移的趋势,尤其是酸性土壤,在20 cm和40 cm处不同处理的全Cd量与起始值比较分别下降了40%～58%和39%～49%,经过100 d的修复即可达到土壤环境质量标准（GB 15618-1995）.上述结果表明,施用混合螯合剂对Cd污染土壤的地下水水质存在一定的潜在污染风险.     

高镉地质环境富硒土壤特征及其生态效应

文章详细研究了浙西富硒土壤中Cd、Se、Zn、Ni存在形态以及农产品安全性。结果表明,研究区土壤继承了成土母质中硒、镉高含量的特点,引起农产品中富硒和镉含量超标。研究发现,当地居民并未由于农产品镉超标而出现群体性疾病,相反地,则表现为体格健壮,长寿老人较多,人发中镉含量低,硒含量高等特点。优良的生态现象可能与人体内Zn、Se对Cd的拮抗作用有关。这一研究结果,为黑色岩系地区富硒土壤的深层次开发利用提供了思路和机遇。     

重庆城口地区下寒武统黑色岩系重金属富集特征及其生态环境效应

重庆城口地区广泛发育有下寒武统黑色岩系。测定了城口地区下寒武统黑色岩系中多金属富集层、黑色岩系岩石及其风化土壤、硅质岩样品中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Pb含量。结果表明多金属富集层中重金属相对比较富集,其中Cd、Zn、As的富集程度较高,富集系数平均分别为119.67,10.73,7.30。运用地质累积指数法和生态危害指数法评价了重金属的潜在生态环境效应,其中Cd、As的生态危害较大,黑色岩系尤其以多金属富集最为明显,在未来的研究中关注多金属富集层中Cd、As的生态环境效应。     

除镉最佳混凝剂的筛选及应用条件研究

通过采用聚合氯化铝铁（PAFC）、氯化铁（FeCl3）及聚合硫酸铁（PFS）对含镉废水的处理研究表明,三种混凝剂对含镉水体均有良好的处理效果,同等条件下,三种混凝剂对含镉水体去除率分别为98.22%、92.19%和93.63%。研究了PAFC对含镉水体的混凝沉淀效果,实验结果表明：碱性条件有利于镉离子的沉淀,当pH为9～11时,去除率可达98.00%左右;对于初始浓度为4.000 0 mg.L-1的含镉废水,经处理后,水体浓度可降至0.184 0 mg.L-1,对于初始浓度为0.400 0 mg.L-1的含镉废水,经处理后水体浓度降至0.007 2 mg.L-1;废水中投加一定量的石灰乳对PAFC除镉起一定的作用,投加量达30.00 mg.L-1时,其去除率达99.91%;通过对PAFC除镉动力学拟合,符合一级线性动力学方程。     

降雨条件下某堆积体饱和-非饱和渗流及稳定性分析

降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以西南地区某堆积体为例,基于非饱和土力学理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对持续强降雨条件下该堆积体的饱和-非饱和渗流场动态变化、变形破坏机理及稳定性进行了数值模拟和计算,结果表明:降雨入渗使坡体非饱和区土体的基质吸力减小,是导致堆积体稳定性降低的主要因素;随着降雨的持续,堆积体塑性区的范围及贯通距离增加,稳定系数逐渐降低,使整体失稳滑移的危险增大。