化学强化植物修复复合污染土壤研究进展

近年来,土壤复合污染问题日趋严峻,且修复难度往往较大.在复合污染土壤众多修复技术中,植物修复因成本低、易实施、环境友好等特点而颇具潜力.然而植物修复存在周期长、效率低的局限性.因此,围绕植物开展的联合强化修复技术研究,成为复合污染土壤治理修复的新途径,其中化学强化植物修复技术研究备受关注.本文综述了化学强化植物修复3种复合污染土壤的效果,对比分析了不同化学强化措施的作用特点和异同,并对该技术的研究方向提出了展望.     

新型螯合型表面活性剂增溶菲的热力学和动力学研究

采用批平衡试验法,研究了新型螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸钠(N-LED3A)增溶菲的性能,并探讨了其增溶热力学和动力学特征.结果表明:N-LED3A可有效增溶菲,菲的表观溶解度S*w及其在表面活性剂单体和胶束相的分配系数Kmn和Kmc均随温度升高而增大;N-LED3A的临界胶束浓度(CMC)随温度的升高(15、25、35、45℃)呈现先减小后增大的趋势;菲在N-LED3A单体/水、胶束/水的表观摩尔分配焓变ΔH*mm、ΔH*mc分别为18.30、13.12 kJ·mol-1,菲在水、N-LED3A单体和胶束中的表观摩尔溶解热分别为18.87、37.17和31.99 kJ·mol-1,均为吸热过程,故温度升高有利于菲在N-LED3A单体和胶束中的分配作用,菲在水、N-LED3A单体和胶束中的溶解量随温度升高而增大。动力学方程拟合结果表明,一级动力学方程最适合描述N-LED3A对菲的增溶过程.     

秸秆焚烧物对黄土吸附五氯酚的影响研究

为研究添加秸秆焚烧物对黄土吸附环境激素的影响,以五氯酚（PCP）为目标污染物,采用批量实验法研究了PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附动力学、吸附热力学以及初始浓度、离子强度、粒径、pH值等影响因素.结果表明：添加秸秆焚烧物促进黄土对PCP的吸附,黄土与添加秸秆焚烧物黄土的动力学均较好的符合准二级动力学模型;其热力学吸附过程均更符合Freundlich吸附模型,且吸附等温线符合C-型;温度在25~45℃时,PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附平均自由能（E）小于8kJ/mol,说明其对PCP的吸附主要以物理吸附为主;PCP的吉布斯自由能ΔG^θ、焓变ΔH^θ和熵变ΔS^θ均小于0,表明该吸附属于自发放热且混乱度减小的过程;当pH值在3~7范围内时,PCP的吸附量随pH值升高而逐渐减小,而pH值在7~10范围内时,其吸附量逐渐增大;黄土对PCP的吸附量随其粒径的减小而增大;离子相同时,其浓度越高越有利于PCP的吸附;离子浓度相同时,黄土对PCP的吸附量随其价态的升高而增加.     

螯合型表面活性剂对Pb-Zn复合污染土壤的洗脱效果

为了探究螯合型表面活性剂对重金属污染土壤的洗脱效果,通过室内模拟试验,采用振荡洗脱法研究了新型螯合型表面活性剂LED3A(N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐)对Pb-Zn复合污染土壤的洗脱作用,并重点分析了洗脱时间、ρ(LED3A)、洗脱温度等因素对洗脱效果的影响. 结果表明:室温下LED3A洗脱Pb-Zn复合污染土壤的最佳质量浓度为7.0 g/L、洗脱时间为7.0 h. 洗脱平衡时间随ρ(LED3A)的增加而缩短,洗脱过程符合准二级动力学模型;孔隙扩散为LED3A对Pb和Zn洗脱速率的控制过程,但内扩散并非唯一的洗脱速率控制机制. 等温平衡洗脱试验结果显示,洗脱温度升高有利于LED3A配位污染土壤中的Pb和Zn,LED3A对重金属的洗脱过程为吸热过程. Pb、Zn的BCR形态分级结果显示,LED3A对酸可提取态Pb、Zn的去除率最大,分别达到79.87%、72.51%;氧化物结合态、有机结合态、残余态Pb的去除率分别为31.82%、18.83%、2.30%,相应形态Zn的去除率分别为21.81%、17.60%、26.22%;对比洗脱前、后土壤中重金属的形态分布可知,最易释放和被生物利用的酸可提取态Pb和Zn的质量分数所占比例明显降低,不易或不能被生物利用的氧化物结合态、有机结合态和残余态Pb和Zn的质量分数所占比例明显增加. 研究显示,LED3A洗脱不仅能够去除污染土壤中一定量的重金属,同时可降低污染土壤中重金属对环境的潜在危害,而且不会产生二次污染.      

牛粪生物炭对水中氨氮的吸附特性

以牛粪生物炭为吸附剂,研究了p H、粒径、投加量、温度和共存阳离子等因素对牛粪生物炭吸附氨氮的影响及吸附特性.结果表明,共存阳离子Na+、Ca2+的存在对牛粪生物炭吸附氨氮有抑制作用,在Na+、Ca2+浓度相同条件下对氨氮吸附影响大小顺序为Na+Ca2+;牛粪生物炭吸附氨氮的最佳初始p H值应在5~8范围;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学方程(R2=0.967 3)比准一级动力学方程(R2=0.765 9)和Elovich方程(R2=0.724 9)能更好地拟合动力学数据,颗粒内扩散方程拟合结果发现牛粪生物炭对氨氮的吸附包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程.吸附等温线拟合发现Freundlich方程(R2=0.976 2)能很好地描述氨氮在牛粪生物炭上的吸附行为.吉布斯自由能变化(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)的计算结果表明,牛粪生物炭对氨氮的吸附是自发的吸热过程.     

高分子絮凝剂SSXA的合成工艺及其在含Cu2+ 废水处理中的应用

以淀粉(ST)、丙烯酰胺(AM)、NaOH、CS2为原料,以硝酸铈铵(CAN)为引发剂合成一种新型的高分子絮凝剂--可溶性淀粉基黄原酸酯-聚丙烯酰胺接枝共聚物(SSXA).以SSXA去除Cu2+性能为依据确定最佳合成条件.结果表明,AM:ST=4:1(摩尔比),ST:NaOH:CS2=2:4:3(摩尔比),黄原酸酯化反...     

磁性生物炭对水体中对硝基苯酚的吸附特性

为了制备同时具备磁分离和优良吸附性能的环境友好吸附材料,以棉花秸秆为生物质原料制备生物炭（CSBC）,采用共沉淀法制得磁性棉花秸秆生物炭（MCSBC）.通过元素分析、SEM、XRD、XPS、FTIR和VSM等对MCSBC进行表征,研究了CSBC和MCSBC对水中对硝基苯酚（PNP）的吸附特性.结果表明,溶液pH值对CSBC和MCSBC吸附PNP的影响较大,在酸性条件下的吸附量更大.CSBC和MCSBC对PNP的吸附动力学过程可被准二级动力学模型很好地描述,吸附过程包括液膜扩散和颗粒内扩散两个阶段.Langmuir、Freundlich和Sips模型都可以很好地描述PNP在CSBC和MCSBC上的吸附行为,最大吸附量分别为44.54和48.94mg/g,MCSBC相较于CSBC对PNP的吸附具有更好的效果.热力学研究结果表明,CSBC和MCSBC对PNP的吸附过程为熵增加的自发吸热过程.再生试验结果表明,经6次吸附-解吸循环后,MCSBC对PNP的吸附容量仍能达到初始吸附量的82%.     

牛粪生物炭对磷的吸附特性及其影响因素研究

以牛粪生物炭为吸附剂,采用平衡吸附法研究了牛粪生物炭对磷的吸附特征.研究了pH值、共存离子、反应温度、投加量、热解温度等对牛粪生物炭吸附磷的影响.结果表明,牛粪生物炭吸附磷的最佳初始pH值为7.0;共存离子的存在对生物炭吸附磷的影响有限;反应温度升高不利于磷的吸附;当投加量为0.1g时,对磷的去除率较为理想;热解温度升高不利于对磷的吸附.通过对实验数据进行动力学、吸附等温线及热力学分析,发现牛粪生物炭对磷的吸附动力学数据符合拟二级吸附动力学方程,Langmuir-Freundlich(R2=0.9705)和Temkin(R2=0.9556)方程能很好地描述磷在牛粪生物炭上的吸附行为.热力学分析结果显示25,35,45℃下的吉布斯自由能变化(ΔG0)分别为-17.43,-15.98,-15.89kJ/mol,表明牛粪生物炭对磷的吸附是自发的过程.     

螯合表面活性剂LED3A对镉-芘复合污染土壤的洗脱修复研究

通过批平衡振荡淋洗,研究了可生物降解螯合表面活性剂N-月桂酰基乙二胺三乙酸钠(sodium N-lauroyl ethylenediamine tetriacetate, LED3A)对复合污染土壤中镉、芘的洗脱性能,探讨了洗脱时间、LED3A浓度、温度、pH值、水土比和离子强度对污染物洗脱效率的影响,并对比分析了洗脱前后土壤中镉、芘赋存形态的变化.结果表明:LED3A可同时有效去除土壤中的镉和芘,准二级动力学模型最适合描述LED3A对两种污染物的解吸过程,镉、芘共存的交互作用使得各自的平衡洗脱率比相应的单一污染土壤分别降低了5.13%和9.91%.污染物的洗脱率随LED3A浓度(0～15000mg/L)、温度(15～35℃)和水土比(10:1～60:1)的升高而增大,最佳条件下(12000mg/L,25℃,30:1水土比)镉和芘的去除率分别为57.66%和51.07%.LED3A淋洗体系适宜在碱性(pH=11)条件下使用.适宜浓度的Na⁺(0.1mol/L)和Ca²⁺(0.005mol/L)对洗脱效果具有明显的促进作用.LED3A洗脱处理后...     

高分子重金属絮凝剂SSXA对Cu2+的捕集性能研究

以淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物、NaOH、CS2为原料,在一定条件下合成了一种新型高分子重金属絮凝剂--淀粉基黄原酸酯-丙烯酰胺接枝共聚物.研究了该絮凝剂的除Cu2 、去浊机理,并对硫酸铝浓度、初始Cu2 浓度、pH值、浊度等影响其除铜及去浊效能的因素作了考察.实验结果表明:(1)该絮凝剂对Cu2 有很好的捕集功能,但需要与硫酸铝复配以提高其沉降性能,适合复配使用.Al3 与初始Cu2 的体积摩尔浓度比值为0.3较为适宜,此时Cu2 去除率大于98%;(2)pH值对复配体系的除Cu2 、去浊效果影响不大;(3)Cu2 和致浊物质共存时,会互相促进彼此的去除.对初始Cu2 浓度为25 mg·L-1、浊度为5～300NTU的水样,处理后出水Cu2 浓度小于0.5mg·L-1、浊度小于3NTU.