Mass balance modeling of arsenic processes in cropland soils

This study delineated the mathematical forms for the reactions involved in the mass balance of As in cropland soils. Even mathematically simplified, many model parameters are required to define the reactive processes involved. Example simulations were conducted based on the range of parameter values and initial conditions derived from published literature. The outcomes showed that the As inputs due to fertilizers and irrigation water caused total As content of the root zone to gradually increase over time. The plant uptake and leaching were equally important as pathways for removal of the added As. In turn, the dissolution kinetics of the mineral phase and the distribution coefficient of the adsorbed phase affected the availability of the As for plant uptake and leaching. Parameters based on laboratory-derived data on the dissolution of As mineral phase, mineralization and oxidation of As(III), and the As plant uptake however appeared to overestimate the As transformations in soils. While the development of mathematical model was a straightforward process, its application to realistic situations was hindered by difficulties of defining model parameter values with confidence. Current knowledge on the processes and reactions of As transformation in the soil–plant system is inadequate to calibrate or validate the model. Studies are needed to understand the kinetics of soil As mineral dissolution and precipitation and the dynamics of root growth and As uptake by plant in soils.     

应用HYDRUS-1D模型模拟农田土壤水渗漏及硝态氮淋失特征

在定位试验基础上,应用HYDRUS-1D模型对黄淮海平原典型土壤(黄潮土)中土壤水渗漏及硝态氮淋失动态进行了模拟分析。结果表明:在传统水氮管理模式下,黄潮土2m土体深处的土壤水渗漏和硝态氮淋失非常严重,2个轮作期内,土壤水渗漏总量占地表总入水量的23.7%,硝态氮淋失总量占总输入N量的15.9%,冬小麦生长季的硝态氮淋失量大于夏玉米生长季;改良灌溉和改良施肥模式下产生的硝态氮淋失量比传统灌溉和传统施肥模式减少74.7%,节约灌溉水211.5mm、节省施N423.5kg·hm-2。     

碱矿渣胶凝材料固化重金属污泥的研究

主要原材料为高炉矿渣的碱矿渣胶凝材料(HAS)、掺3%沸石的HAS、掺5%沸石的HAS、水泥等4种固化材料被用来固化人工合成含铅、镉、铬等重金属的污泥。污泥固化体中污泥与固化材的掺和比例为4:1。实验结果表明,HAS固化剂对重金属污泥的固化效果要好于水泥,其污泥固化体的无侧限抗压强度高于水泥固化体,同时其固化体的重金属浸出量明显低于水泥。沸石的掺入使HAS固化体的重金属浸出量减小,且随着沸石掺加量的增大,HAS固化体的重金属浸出量相应的减少。     

几种螯合剂对污染土壤的重金属提取效率的研究

在Cd,Pb污染的土壤上,采用批提取实验(batchexperiment),研究了几种螯合剂和不同的水土比对重金属提取效率的影响。结果表明:螯合剂对Cd的提取效率随着各淋洗剂浓度的提高而逐渐提高,相同浓度下各淋洗剂的提取效率大小顺序依次为EDTA>DTPA>NTA>PA>CA>CD>HCl。随水土比提高,相应的提取效率也提高。几种淋洗剂中只有EDTA对Pb和Cd都能达到理想的淋洗效果。     

土壤风化速率的实验测定

利用模拟淋溶实验测定了中国几种土壤（砖红壤，赤红壤，红壤，黄棕壤和紫色土）的风化速率，并研究了土壤pH值和降水量对土壤风化速度的影响，结果表明，土壤的风化速度在pH≥4时随pH值的下降而显著增加，但是当pH值低于4时，风化速率却急剧下降，造成这种现象的原因可能是在低pH值时盐基阳离子和铝离子大量溶出，过高的产物浓度限制了风化反应的进行。土壤的风化速度与淋溶速率之间近似成线性关系。用淋溶液pH值和淋溶液量两个因素对实验结果进行了校正。     

填闲作物防治菜田土壤硝酸盐污染的研究进展

探讨了通过调整蔬菜生产的轮作结构 ,运用生物修复的原理 ,引入适宜的深根系填闲作物对深层土壤硝酸盐吸收利用 ,以避免硝酸盐进一步淋失 ,提高氮素的利用率的可行性。填闲作物应选择生长迅速、生物量大、氮素累积能力强的作物 ,在考虑填闲作物防治硝酸盐淋溶的同时 ,要兼顾其经济利用价值 ,并指出结合深根系的填闲作物进行合理轮作是蔬菜安全生产及可持续发展的途径之一     

超声波技术处理微污染水的实验研究

通过实验,对使用超声波技术处理微污染水的效果、机理进行了初步研究,实验结果表明,超声波对微污染水的细菌和色度去除效果明显,细菌的去除符合一级反应动力学方程,对COD和浊度去除有一定效果,但不显著。结果还发现,水体pH值随时间呈上升趋势。     

超声波预处理对牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵特性的影响

为了探索超声波预处理提高厌氧发酵产气量的机理、优化超声波预处理工艺及分析超声波预处理的能量效益,利用因子分析法和通径分析研究不同发酵阶段各环境因子对发酵过程的影响,以及发酵初始环境与甲烷产量之间的关系.同时,用响应面优化法优化超声波预处理工艺,并且分析了超声波预处理的能量效益.结果表明,在40 k Hz和0.20 k W下,适宜的超声波预处理能显著提高厌氧发酵总产气量(p0.05),牛粪预处理17.68 min后与玉米秸秆预处理19.94 min混合发酵,甲烷产量最高为177.20 L·kg-1(以TS计),显著高于CK(未经预处理组,p0.05),其能量效益也最高,为1835.14 k J·kg-1(以TS计).超声波预处理通过改变发酵初始环境之间的相互关系和发酵过程环境的主要影响因素来使发酵系统更加稳定从而提高产气量.超声波预处理是一种能量输入的预处理方式,产气量高于CK处理组,但其能量效益不一定大于零.因此,在优化超声波预处理条件时必须对其能量效益进行分析.研究结果能为超声波预处理条件的优化方式提供理论依据.     

改性粉煤灰在处理锑矿选矿废水中的应用

针对锑矿选矿废水中锑和丁基黄原酸钠严重超标的问题,用酸改性粉煤灰对其进行吸附处理.试验结果表明,当改性粉煤灰处理选矿废水的最佳质量体积比(g.mL-1)为1:100,pH值为3,静置时间为4h时,可以将选矿废水中的锑浓度从28.611mg.L-1降到0.05mg.L-1以下,去除率达99.8%以上;废水中的丁基黄原酸钠浓度可从0.373mg.L-1降到0.02mg.L-1以下,去除率达95.0%以上.处理废水后的改性粉煤灰用硫酸-硝酸浸提,浸出液中重金属离子浓度均低于国家浸出毒性标准,表明改性粉煤灰是一种很好的锑矿选矿废水处理剂.     

光助Fenton反应催化剂Fe/Al2O3的制备及其对六氯苯的催化活性研究

采用超声促进浸渍法制备了光助Fenton催化剂Fe/Al2O3,利用该催化剂对六氯苯（HCB）进行光助Fenton氧化降解,考察了浸渍液浓度、浸渍温度、灼烧温度和灼烧时间等制备条件对其催化降解六氯苯的活性的影响,确定了制备Fe/Al2O3的工艺条件,并对制得的催化剂进行表征。结果表明,超声促进浸渍法制备非均相光助Fenton反应催化剂Fe/Al2O3的最佳工艺条件为：浸渍液浓度25mmol/L,浸渍温度40℃,焙烧温度500℃,焙烧时间3h。在此条件下制备的催化剂对六氯苯的降解具有较高的催化活性。