土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

砷酸根对砖红壤中铜吸附和解吸影响的初步研究

研究了加砷酸根对砖红壤吸附铜及随后吸附性铜的解吸的影响.结果表明,加砷后土壤对铜的吸附量和解吸量均增加.随砷加入量的增加,土壤对铜的吸附量和吸附性铜的解吸量均增加.在pH值为3 4至5 2范围内,砷对铜吸附的促进作用随pH值的增加而增加,约在pH值为4 5时达最大,然后逐渐减小.表面电荷的测定结果和铜的解吸实验结果均说明砷酸根主要通过自身的吸附来增加土壤的表面净负电荷,从而增加土壤对铜的吸附量.     

人工湿地不同基质对氨氮的吸附特性研究

过量氮是引发水体富营养化的重要原因之一,氮的去除是控制水体富营养化的关键,其中人工湿地中基质对氨氮的去除是人工湿地处理污水的重要途径。通过基质氨氮吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后氨氮解吸实验,研究沸石、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化氨氮的效果,评价其饱和吸附后氨氮解吸可能造成的二次污染风险及基质去除氨氮的主要途径。结果表明：4种基质对氨氮的吸附量顺序依次为沸石〉红泥〉炉渣〉水洗砂;沸石去除氨氮的途径以离子交换为主,物理吸附作用很小;炉渣的离子交换作用和物理吸附作用效果相当。从氨氮的解吸率来看,沸石的解吸率最小,红泥次之,炉渣和水洗砂的解吸率较大。综合评价,沸石更适合作为人工湿地污水去除氨氮的基质。     

不同钙离子浓度下铜对磺胺嘧啶在土壤中的吸附/解吸特征

为探究重金属-抗生素共存时环境条件对土壤吸附/解吸抗生素的影响,通过批次平衡试验研究不同Ca²⁺浓度下Cu²⁺对磺胺嘧啶(SDZ)在土壤上的吸附和解吸行为及其交互作用。结果表明,Cu²⁺浓度的增大显著促进了土壤对SDZ的吸附,同时Ca²⁺的竞争吸附会抑制这种促进作用。Freundlich、Langmuir模型能较好地拟合SDZ在土壤中的吸附曲线,其拟合相关系数(R²)均大于0.90,而滞后系数(HI)在0.726～1.155,接近于1,表明土壤对SDZ的吸附和解吸过程中没有明显的滞后现象。吉布斯自由能变化量(ΔG)在-20.051～-17.468 kJ/mol,|ΔG|均低于40 kJ/mol,是物理吸附;而进一步的傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,Cu²⁺和SDZ在土壤中的主要吸附机制是物理吸附,伴随着氢键效应和络合作用。从一定意义上说明,Cu²⁺可明显提高SDZ在土壤中固持能力,降低其环境迁移的危险性。     

谐振式紊动模拟装置解吸重金属试验及数学模拟

采用谐振式紊动模拟装置使污染泥沙受到扰动,解吸重金属污染物进行模拟试验研究。在此基础上,由极坐标下的重金属迁移转化数学模型方程,针对具体的试验条件进行数值求解。计算和试验结果吻合良好。说明数学模型是正确合理的。计算中采用由静态试验得出的泥沙吸附－解吸特性参数,这对于评价静态试验成果,利用静态试验成果于天然河流水体具有一定的参考价值。      

地表水中悬浮物含量和粒径对磷测定的影响

我国地表水体悬浮物含量和颗粒粒径组成的时空分异明显。该研究筛分3种粒径颗粒,研究不同粒径颗粒中赋存的磷形态及其解吸-吸附磷的能力特性差异,探讨不同悬浮物含量引起水体总磷(TP)测定结果偏差情况及改进建议。结果表明,粒径d<30 μm颗粒所赋存总磷、生物有效态磷含量明显高于50~150 μm、30~50 μm颗粒,水空白环境下粒径<30 μm颗粒所释放磷量也最高,等温吸附条件下粒径<30 μm颗粒具有更高的磷吸附能力。通过Freundlich交叉型吸附曲线拟合,粒径50~150 μm、30~50 μm、<30 μm颗粒的磷解吸-吸附平衡质量浓度分别为0.84、0.63、0.58 mg/L,粒径<30 μm颗粒在地表Ⅰ~Ⅴ类水体(TP≤0.4 mg/L)中更易达到磷解吸-吸附平衡状态。我国地表一般水体中悬浮物含量大多在零至几千mg/L范围,而使用 "静沉30min-消解" 国标前处理方法无法保证统一的沉降效果,使得水体TP含量测定结果偏低或偏高。针对地表一般水体,建议同时增加"混匀-消解-过滤"前处理方法测定水体TP含量作为参考。     

土壤中铁氧化物对铅吸附-解吸的影响

选择上海地区广泛分布的水稻土,通过静态吸附平衡试验,比较土壤去除非晶质氧化铁和去除游离氧化铁后对Pb2+的吸附-解吸行为,采用数学模型拟合,探讨3种土壤的最佳拟合方程、最大吸附的理论值和亲和能力,进而研究非晶质氧化铁和游离氧化铁对Pb2+吸附-解吸的影响。结果表明,去除氧化铁后吸附能力和亲和能力均减弱,原土的最大吸附量为29.21 g/kg,非晶质氧化铁的贡献值为3.52 g/kg,游离氧化铁的贡献值为8.32 g/kg。     

微生物作用下煤体微观结构演化特征研究

为研究功能微生物作用下煤体微观结构演化特征，选用山西寺河矿无烟煤作为底物，添加功能菌剂进行微生物厌氧降解煤驱动瓦斯解吸实验。通过压汞实验、低温N₂吸附实验和X射线衍射仪测试分别对微生物降解前后煤孔隙结构发育及晶体结构演化特征进行表征。研究发现：微生物降解后，一方面煤体微孔、过渡孔、中孔孔容及比表面积下降，大孔孔容及平均孔径得到显著提升，煤体孔隙结构发育明显；另一方面，煤体结晶度降低，内部晶体结构变疏松，大分子间排列更加无序。煤在功能微生物降解后实现增透效果，吸附能力降低，从而促使煤体内瓦斯快速解吸。