不同温度下煤粒瓦斯扩散特性试验研究与数值模拟

为探索温度对煤粒瓦斯扩散特性的影响,利用瓦斯吸附/扩散仪分别对不同温度下的等温吸附,同温同压初始条件下的煤粒升温瓦斯扩散,同压不同温初始条件下的恒温煤粒瓦斯扩散进行试验研究。试验结果表明:同温同压初始条件下的等效扩散系数随温度升高呈指数关系增大。同压不同温初始条件下的恒温综合扩散系数随温度升高呈先增大后降低的变化趋势。温度升高时,温度与初始吸附量对综合扩散系数具有相反的影响作用趋势。不同温度下,相同时间内的扩散量取决于二者的配比关系。建立温度影响下的理论扩散方程,数值模拟不同温度下的全过程扩散特征。计算结果表明:随着时间延长,各温度下的恒温扩散曲线呈多点交叉状态,符合试验关系。     

超声热效应下型煤中气体解吸规律实验研究

为了研究超声热效应对于气体解吸的影响规律,利用自行研制的具备施加超声功能的吸附解吸装置,对吸附饱和氮气的型煤试件开展超声热效应下的气体解吸试验。利用试验数据,拟合出了不同氮气压力下超声热效应作用过程中温度变化方程,解吸量方程及解吸速率方程。同时,对解吸量方程和解吸速率方程进行了试验数据验证。结果表明:超声热效应作用能够有效地提高型煤试样的温度,提高氮气的解吸130.9%-145.8%。验证结果相对误差集中在5%以内,拟合方程能够反映出超声热效应作用过程中解吸量及解吸速率的变化情况。     

东北污灌区草甸棕壤吸附重金属铅的形态分布及解吸行为

以沈阳市沈抚污灌区的草甸棕壤为模型土,采用Tessier顺序提取法分析了吸附重金属Pb(Ⅱ)在土壤中的化学形态分布特点,研究了吸附Pb(Ⅱ)的解吸行为,特别考察了冷冻对吸附Pb(Ⅱ)化学形态分布及解吸行为的影响.研究表明,吸附Pb(Ⅱ)在东北草甸棕壤上的化学形态分布规律为:可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态有机结合态残渣态;吸附Pb(Ⅱ)的解吸动力学过程可分为快速和慢速两个阶段,符合准二级动力学方程;冷冻对吸附Pb(Ⅱ)的形态分布基本无影响,而对平衡解吸率有明显影响,随冷冻时间延长,平衡解吸率逐渐降低;随pH值减小,平衡解吸率增大;pH值在5—10范围内,平衡解吸率变化幅度相对很小,而pH值低于5后,平衡解吸率急剧增大.随离子强度增大,平衡解吸率先急剧上升,后趋于平缓.提出Pb(Ⅱ)在东北草甸棕壤上的吸附机理:化学吸附和静电吸附,后者又可分为静电键合吸附和离子交换吸附.在实验条件下,静电吸附约占75%,化学吸附约占25%.     

人工湿地磷吸附饱和基质的化学再生研究

长期处理了生活污水后的人工湿地基质对磷素的吸附会达到饱和,通过化学浸提方法,研究了2种无机酸（盐酸和硫酸）,酸和碱（盐酸和氢氧化钠溶液）对饱和吸附磷基质的释磷效果以及再生后基质吸附磷效果。结果表明：盐酸和硫酸对基质释磷的差异性不大,硫酸的释磷效果略好于盐酸,对3种基质的释磷效果几乎都大于80%;碱对砂和煤渣释磷效果好,对高炉渣释磷效果差,但经碱再生后的高炉渣、砂基质对磷素的吸收率极高,磷素初始浓度在1～50mg·L-1范围内时,吸收率在95.18%～99.04%范围内,对基质的再生能力好,而经碱再生后的煤渣基质对磷素的吸收率却很低,吸收率不超过21.14%。     

表面活性剂对小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）累积铅锌的促进作用

研究了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、鼠李糖脂（rhamnolipids）和皂角苷（saponins）等不同离子类型的表面活性剂对矿渣中重金属Pb和Zn的解吸效果,并采用盆栽实验研究了上述3种表面活性剂对Pb和Zn超富集植物小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）的生物量、吸收和富集重金属的影响。结果表明：3种表面活性剂对Pb的解吸效率是鼠李糖脂〉皂角苷〉CTAB,对Zn的解吸效率随处理质量浓度增加而增加,解吸率介于2.84%～10.84%之间;3种表面活性剂都能促进小花南芥叶长、根长、冠幅、地上部生物量及地下部生物量增加,与对照相比增加了1.06～1.92倍,除了表面活性剂CTAB处理质量浓度为7.5g.L^-1时,小花南芥叶长、冠幅、根长及地下部和地上部生物量都下降,分别为对照的0.61～0.88倍。添加三种表面活性剂都能显著促进小花南芥地下部和地上部累积Pb和Zn,并且位移系数和富集系数都大于1。这说明3种表面活性剂对小花南芥修复重金属铅和锌污染的土壤有促进作用。     

一种纳米级不定形碳对水中四环素的吸附研究

研究了一种新型纳米级不定形碳对水中四环素的吸附作用.结果表明,在Li-Na-K碳酸盐的共熔体系中生成的碳粉对四环素表现出了良好的吸附性能.在298K下,碳粉对四环素的吸附行为更符合拟二级动力学模型和Freundlich吸附等温线,最大吸附容量达到127.76 mg·g-1.热力学计算结果表明,吸附过程是吸热的、自发的,以化学吸附为主.吸附行为表现出明显的p H依赖性,当溶液的起始p H在2~11,p H为4时碳粉对四环素的吸附量最大.溶液中的阳离子对吸附有一定的影响,但影响不大,随着阳离子浓度的增加,吸附量在一定程度上逐渐减小.离子交换作用可能是吸附的原理之一,还可能同时存在静电引力、氢键等作用.分别使用0.25 mol·L-1的Ca Cl2和Na Cl溶液进行解吸实验,解吸效率在7.42%~25%,解吸效率较低,说明吸附的化学作用较强.     

细菌在黄土上的吸附／解吸特征及吸附量对土壤石油降解的影响

本文通过室内实验,研究了细菌在黄土上的吸附解吸特征,并探讨了其在黄土上的吸附量对土壤石油降解的影响。结果表明,细菌在黄土上的吸附符合Langmuir等温吸附方程,当菌液浓度较低时,吸附量随浓度增加而急剧上升,随着菌液浓度进一步增加,吸附量随浓度的增加渐渐平缓;细菌在黄土上的解吸作用极弱,一旦被吸附后,较难被解吸,解吸量平均仅是吸附量的1％;随着细菌在土壤上吸附量的增加,降解率相应提高。当土中含油量为3．52％,菌液浓度为1．0×10^8个／ml,经过30d后,降解率可达到45％。     

微波解吸-催化燃烧净化甲苯研究

以甲苯为目标污染物,采用活性炭做吸附剂对含甲苯废气进行吸附;吸附完成后利用微波辐照进行解吸;另外采用浸渍法制备Cu-Mn复合氧化物催化剂并对微波解吸后的废气进行催化燃烧处理从而达到对污染物进行彻底净化的目的.实验中甲苯的浓度由气相色谱(GC)测定.结果表明,采用微波解吸后,在以氮气为载气的解吸气体中加入空气来提供氧气从而实现催化燃烧是可行的,解吸气与空气配比为1∶1(体积比)时效果最好,此时对应的催化空速为2.67 s-1.解吸温度会影响解吸气体中的甲苯浓度进而影响催化燃烧效率,实验结果表明400℃解吸比较理想.当催化燃烧温度保持在300℃时,系统对甲苯的最终净化效率可以维持在90%以上,其中大部分时间是在95%以上.     

Effects of free iron oxyhydrates and soil organic matter on copper sorption-desorption behavior by size fractions of aggregates from two paddy soils

Effects of free iron oxyhydrates (Fed) and soil organic matter (SOM) on copper (Cu2+) sorption-desorption behavior by size fractions of aggregates from two typical paddy soils (Ferric-Accumulic Stagnic Anthrosol (Soil H) and Gleyic Stagnic Anthrosol (Soil W)) were investigated with and without treatment of dithionite-citrate-bicarbonate and of H2O2. The size fractions of aggregates were obtained from the undisturbed bulk topsoil using a low energy ultrasonic dispersion procedure. Experiments of equilibrium sorption and subsequent desorption were conducted at soil water ratio of 1:20, 25℃. For Soil H, Cu2+ sorption capacity of the DCB-treated size fractions was decreased by 5.9% for fine sand fraction, by 40.4% for coarse sand fraction, in comparison to 2.9% for the bulk sample. However, Cu2+ sorption capacities of the H2O2-treated fractions were decreased by over 80% for the coarse sand fraction and by 15% for the clay-sized fraction in comparison to 88% for bulk soil. For Soil W, Cu2+ sorption capacity of the DCB-treated size fraction was decreased by 30% for the coarse sand fraction and by over 75% for silt sand fraction in comparison to 44.5% for the bulk sample. Cu2+ sorption capacities of the H2O2-treated fractions were decreased by only 2.0% for the coarse sand fraction and by 15% for the fine sand fraction in comparison to by 3.4% for bulk soil. However, Cu2+ desorption rates were increased much in H2O2-treated samples by over 80% except the clay-sized fraction (only 9.5%) for Soil H. While removal of SOM with H2O2 tendend to increase desorption rate, DCB- and H2O2-treatments caused decrease in Cu2+ retention capacity of size fractions. Particularly, there hardly remained Cu2+ retention capacity by size fractions from Soil H after H2O2 treatment except for clay-sized fraction. These findings supported again the dominance of the coarse sand fraction in sorption of metals and the preference of absorbed metals bound to SOM in differently stabilized status among the size fractions. Thus, enrichment and turnover of SOM in paddy soils may have great effects on metal retention and chemical mobility in paddy soils.     

沉积物中典型氧化物矿物吸附的镉对芦苇的生物有效性研究

选用沉积物中5种典型氧化物矿物：针铁矿、磁铁矿、三水铝石、氧化铝、二氧化锰,以水培法和单一矿物吸附Cd为培养介质,以芦苇为受试植物,研究环境中不同化学形态Cd（即吸附在不同矿物表面）的生物有效性差别.经过45 d的培养,发现矿物吸附的Cd被芦苇吸收富集,不同形态Cd的富集强度不同,根组织富集量72.70～320.44 mg·kg^-1,并遵循以下规律：Al(OH)₃ > Al₂O₃ > Fe₃O₄ > MnO₂ > FeOOH. Cd的富集特征反映了不同矿物吸附Cd能力和稳定性的差异,通过采用3种低分子量有机酸对Cd的解吸,评价了这几种矿物对镉的吸附强度.结果表明,Cd的解吸量遵循如下规律,乙酸、苹果酸：Al(OH)₃ > Fe₃O₄ > Al₂O₃ > FeOOH > MnO₂;柠檬酸：Al(OH)₃ > Al₂O₃ > Fe₃O₄> FeOOH > MnO₂,这与芦苇对各种矿物吸附镉的富集程度顺序基本一致.Cd的化学形态是影响其生物有效性的重要因素.