溴化十四烷基吡啶对膨润土吸附萘的增强效应及机理

研究了溴化十四烷基吡啶(MPB)对膨润土吸附萘的增强效应、机理及影响因素,试图为有机膨润土在污染环境修复中的应用提供新的技术路线.结果表明,MPB能显著增强膨润土对萘的吸附作用,增强效应及机理与MPB浓度有关.当MPB平衡浓度(X)在0～1/10CMC之间,MPB几乎全部被膨润土吸附,对萘产生分配作用,其表观分配系数(K_d^*)随MPB加入量的增大而急剧增大;当X在1/10CMC～ICMC之间,由于表面活性剂的吸附作用及其单体的增溶作用,K_d^*值则缓慢减小;当X大于1CMC,由于增加的表面活性剂主要起胶束增溶作用,K_d^*值则急剧减小.引入了标化表观分配系数(K_oc^*)探讨萘在表面活性剂-膨润土-水体系中的吸附机理,其倒数(1/K_oc^*)与X呈线性关系;由线性斜率和截距可求得K_oc、K_mn、K_mc参数.     

水溶性有机碳对菲吸附系数测定的影响

以菲为代表性化合物,利用摇瓶吸附实验研究土壤水分配体系中溶解态有机碳(DOC)对有机碳归一化吸附系数测定结果的影响.研究结果表明,在吸附系数测定过程中土壤溶出的DOC会导致水相中菲的浓度显著增加,很大程度上改变了菲在土水两相中的分配平衡,从而导致吸附系数的测定误差.根据文献报道的菲与DOC相互作用常数(K_doc)以及实测体系中DOC浓度可以对实验数据进行校正,以获得更为可靠的结果,本文对线性吸附系数和Freundlich吸附系数分别进行了校正,得到有机碳归一化的吸附系数lgKoc为4.35 ,lgK_Foc为7.01.校正前后的lgK_oc与文献数据的对比从侧面反映出在水土体系的吸附研究中可能普遍包含因不同浓度DOC影响所造成的偏差,考虑这种影响对于准确比较不同研究得到的吸附参数具有重要意义.     

有机改性蒙脱土对萘的吸附机制和影响因子

我国场地土壤中多环芳烃（PAHs）污染或PAHs-重金属复合污染是常见的污染类型,对公众健康与环境构成巨大威胁.本研究利用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）技术和批量吸附实验,探究实验室制备的2种有机改性黏土对萘的吸附机制,以及萘与Cu²⁺共存时黏土颗粒吸附情况.结果表明,25℃时,十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土（CTAB-SMF）的吸附等温线符合Freundlich模型（R²>0.92,n>1）,说明其对萘的吸附位点具有多样性,在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的13.4倍;3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土（TMSP-SMF）的吸附等温线符合Langmuir模型（R²>0.96）,在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的1.14倍.说明2种有机改性黏土对萘的吸附效果优于SMF颗粒.3种黏土颗粒对萘的吸附焓在-30~-10 kJ ·mol^-1之间,均为自发物理吸附.溶液离子强度升高抑制了SMF吸附萘,但对改性黏土吸附萘无显著影响.萘平衡浓度较低（c_e=0.1 mmol ·L^-1）时,Cu²⁺的存在使TMSP-SMF对萘的吸附效果增加了3倍;同时萘能促进2种改性黏土对Cu²⁺的吸附.本研究通过原位在线QCM-D检测了黏土对萘的吸附机制,结果与批量吸附实验结果一致：CTAB-SMF对萘的吸附位点主要为黏土层间的改性剂基团,TMSP-SMF则位于黏土颗粒表面的改性剂基团.本项研究结果显示,QCM-D技术是一种有效的原位在线表征黏土膜吸附有机污染物的方法,2种有机改性的黏土颗粒可作为应用于PAHs或PAHs-重金属复合污染场地的修复材料.     

利用KOC*值判别杭州市地面水中多环芳烃污染来源

测定了2002年12月杭州市钱塘江和运河杭州段地面水、底泥和土壤中10种多环芳烃的含量,计算了底泥和土壤中PAHs富集倍数K和有机碳标化表观分配系数K_OC^*.结果表明,地面水中PAHs总浓度范围为1.104～9.663μg·L^-1,底泥中为132.7～7343μg·kg^-1(干重),土壤为59.71～219.5μg·kg^-1(干重),污染较为严重.钱塘江底泥PAHs的K值随水流而降低,而运河杭州段则增大.钱塘江底泥和土壤的K_OC^*比值接近1,PAHs主要来自土壤淋溶输入,污染历史不长.运河在城区(如拱宸桥和卖鱼桥)的KK_OC^*比值远大于1,地面径流输入少,而工业排放输入多,且污染历史较长.     

大气中多环芳烃气/粒分配的不确定性分析

于2010年8月10～14日用双层石英膜和双层聚氨酯泡沫（PUF）的方法采集并分析了厦门大学海洋楼顶大气中气态和颗粒态多环芳烃（PAHs）,并采用标准误差传递方法对气/粒分配系数（K_p）的不确定度进行了分析.测量结果显示,低分子量PAHs如萘、 苊、 二氢苊和芴在PUF吸附体系中的穿透能力最强,穿透率接近50％;如考虑第一层石英滤膜对气态萘、 苊和二氢苊的吸附影响,则校正后的K_p值比校正前相应的K_p值低1个数量级以上.采用标准误差传递方法得到PAHs气/粒分配系数K_p的不确定度,介于28.14%～50.37%之间,且表现为易挥发和难挥发性PAHs的K_p值皆具有较高的不确定度,而半挥发性PAHs的K_p值的不确定度则较小.K_p值的不确定度来源分析显示,气态PAHs浓度的不确定度的影响最大（方差贡献均值=77.9％）,其次为颗粒态PAHs浓度的不确定度（方差贡献均值=22.0％）,大气颗粒物浓度的不确定度影响最小（方差贡献均值=0.1％）.因此,选择合适的采样系统以获取更加准确的气态PAHs的浓度,是提高PAHs气/粒分配系数准确度的关键.     

不同离子桥键的有机矿质复合体对菲的吸附-解吸研究

从自然土壤中有机质与矿物的结合方式出发,研究了Ca²⁺、Fe³⁺和Al³⁺桥键的有机矿质复合体对菲的吸附-解吸行为.结果表明,不同离子饱和的蒙脱石及其相应的胡敏酸-矿物复合体对菲的吸附-解吸数据都能用Freundlich模型较好地拟合,吸附容量（K_f）大小的顺序分别为Ca-Mont（0.184）>Fe-Mont（0.028）>Al-Mont（0.015）和Fe-Mont-HA（2.341）>Ca-Mont-HA（1.557）>Al-Mont-HA（1.136）.有机矿质复合体的K_f值远远高于相应的矿物,表明了复合体中的胡敏酸对菲的吸附容量贡献较大.但不同离子桥键的复合体K_f值的大小与它们有机质的含量高低次序不一致,表明了复合体中有机质的含量以及有机质与矿物结合方式的不同,都可能会影响它们对菲的吸附.Ca²⁺和Al³⁺桥键的有机矿质复合体对菲的解吸都有滞后现象,滞后现象主要来自有机质对菲的吸附,而矿物对菲的解吸滞后现象影响不明显.     

厌氧与缺氧污泥对17β-雌二醇吸附性能的研究

雌二醇浓度为500～10 000　ng/L,采用活性污泥灭活吸附,考察了吸附平衡时间和pH值对吸附的影响.在10、20、30℃不同温度下建立了Freundlich吸附等温线,并计算了分配系数K_d.结果表明,厌氧与缺氧失活污泥对雌二醇的吸附都在30 min以内达到平衡;pH值在6～9范围内对吸附没有影响,pH大于9时随着pH值增加吸附量减少;两者在不同温度下对雌二醇的吸附都符合Freundlich吸附,都呈线性吸附,分配系数随温度升高而降低,厌氧失活污泥的分配系数K_d为629.2(10℃)＞534.9(20℃)＞405.6(30℃),缺氧失活污泥的分配系数K_d为601.2(10℃)＞491.3(20℃)＞360.1(30℃).另外,研究了厌氧与缺氧活性污泥的吸附等温线与分配系数,厌氧活性污泥的K_d大于缺氧活性污泥.厌氧(缺氧)活性污泥与灭活污泥对雌二醇的吸附未出现明显差别,厌氧污泥的吸附性能强于缺氧污泥.     

诺氟沙星在4种土壤中的吸附-解吸特征

采用批平衡吸附试验,研究了诺氟沙星在河南封丘潮土、江西鹰潭红壤、苏南常熟水稻土和南京黄棕壤等4种土壤中的吸附行为.结果表明,诺氟沙星的土壤吸附-解吸不同程度地偏离线性模型,但均可用Freundlich模型和Langmuir模型进行良好的线性拟合.其K_f值变化较大,分别为潮土82.0 L/kg、黄棕壤432 L/kg、水稻土5 677 L/kg和红壤8 790 L/kg,显示诺氟沙星在4种土壤中的吸附行为存在较大的差异.此外,诺氟沙星在4种土壤上的解吸过程存在滞后现象.其中,诺氟沙星在红壤中的滞后现象明显与其他3种土壤不同,其滞后系数至少大5倍以上.研究表明4种土壤中诺氟沙星的吸附参数K_f值与土壤pH呈极显著负相关,与土壤溶液中诺氟沙星阳离子形态比例则呈极显著正相关.在不同pH（5～9）下,红壤和水稻土的诺氟沙星吸附参数lgK_d随pH的升高先增加而后降低,黄棕壤和潮土中则不同程度地线性下降.可见,阳离子吸附可能是诺氟沙星土壤吸附的重要机理,而低pH下红壤和水稻土中诺氟沙星的吸附是阳离子吸附和土壤溶液共存阳离子竞争性吸附共同作用的结果.     

温度对汞抑制土壤脲酶动力学影响研究

以不同施肥方式、不同有机质含量的草甸棕壤和黑土4个土样为对象,研究了不同温度条件下,汞(Hg)对土壤脲酶动力学特征的影响.结果表明,同一类型、有机质含量高的土壤脲酶活性、酶促最大反应速度(V_max)和V_max/K_m均高于有机质含量低的土壤,表明有机质对脲酶的吸附能力较强;黑土V_max和V_max/K_m值总体上大于草甸棕壤,但酶活性和米氏常数(K_m)值在不同土壤类型之间规律性较差,反映出酶活性由总酶量和酶-底物亲和力等因素共同决定;黑土K_m值大小与有机质含量相一致,而草甸棕壤则相反,表明有机质含量和施肥方式均会对K_m值产生影响;在最适温度以下,随温度升高,土壤的脲酶活性、V_max和V_max/K_m值均增加;Hg对土壤脲酶表现出典型的反竞争性抑制现象;Hg对脲酶活性的抑制作用及对K_m、V_max和V_max/K_m的负效应均随温度升高而有增加的趋势,揭示出土壤对脲酶的保护能力随温度升高而有所下降.     

道路扬尘中PM2.5粒度乘数的测定方法及特征

粒度乘数是表征道路扬尘中颗粒物粒径分布特征和计算道路扬尘排放量的重要参数.为实现粒度乘数本地化,采用AP-42法和TRAKER法于2019年3月对保定市城区不同类型的道路进行采样和走航监测,利用校正公式计算得到道路扬尘PM_2.5粒度乘数（K_2.5）,对比了两种方法测定的K_2.5结果,分析了保定市道路扬尘粒度乘数特征.结果表明：①基于AP-42法和TRAKER法获取的保定市道路积尘的K_2.5平均值分别为0.21 g·VKT^-1和0.23 g·VKT^-1.两种方法获得的道路积尘K_2.5具有较高的线性相关性,相关系数约为0.6.分别利用两种方法获得的K_2.5计算道路扬尘PM_2.5排放因子值差异较小.说明利用基于激光传感器的TRAKER法能够满足测量并计算道路扬尘K_2.5的要求.②保定市不同类型道路积尘K_2.5特征按其值大小排序表现为：快速路 < 次干道 < 支路 < 主干道,存在显著差异;③保定市各道路扬尘K_2.5平均值高于0.15 g·VKT^-1,说明若直接借鉴美国环保署的推荐值（K_2.5=0.15 g·VKT^-1）进行排放清单计算,将会低估保定市的道路扬尘排放量,进而增加排放清单的不确定性.保定市K_2.5相对较高,说明保定市道路积尘中微颗粒物含量较多,道路扬尘对城市PM_2.5的贡献可能较大.     

多环芳烃在中国两种典型土壤中的吸附和解吸行为研究

采用批量实验的方法,研究了多环芳烃类有机化合物萘和菲在两种中国典型土壤样品(草甸土和黑土)中的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型--"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,萘和菲在两种土壤中的吸附符合传统的线性模型,解吸行为则表现出明显的滞后现象,且DED模型的预测值与实验结果相吻合.DED模型能够利用简单的理化参数更加准确地定量描述憎水性有机污染物的解吸行为,该模型可为我国的土壤风险评价和土壤环境质量标准的制定等工作提供量化手段.     

Effects of temperature and surfactants on naphthalene and phenanthrene sorption by soil

Adsorption experiments were carried out to investigate the sorption behaviors of naphthalene and phenanthrene in six different soils and to determine the effects of temperature, linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and cetylrimethyl ammonium bromide (CTAB) on sorption. The results show that for a given sorbent phenanthrene exhibited greater nonlinear and stronger sorption than naphthalene. There was a strong negative correlation for the Koc values with organic carbon content (foc). The increase of temperature was not favorable to sorption. Sorption decreased along with the increasing aqueous LAS concentration from 0 to 1000 mg/L. At low CTAB concentration (＜ 100 mg/L), the adsorption increased as CTAB hemimicelles formed on the soil surface. At high concentration, CTAB decreased the adsorption by occupying active hydrophobic adsorption sites and solubilization of naphthalene and phenanthrene.     

同步荧光法同时测定黄土中的菲和萘

建立了同时测定菲和萘混合液中二组分的固定波长同步荧光光谱法.菲和萘的线性范围分别为0.001～0.101mg/L和0.0025～0.25mg/L,检出限分别为0.47ng/mL和0.14ng/mL,相对标准偏差分别为0.48%和0.89%(n=12).此方法可用于研究黄土对菲、萘混合液吸附平衡后上清液中的菲和萘的同时测定.结果表明,黄土对菲和萘的吸附曲线满足Freundlich方程,为预测和治理土壤污染提供了一种快速简便的测试手段.     

pH影响下小麦根吸附极性有机物的行为研究

文章以标准纤维素为对照吸附剂,以菲为对照吸附质,采用批量平衡振荡法进行吸附实验,研究不同pH条件下,小麦根吸附极性污染物(2,4-二氯苯酚和硝基苯)的行为差异。结果表明:污染物吸附以疏水性分配为主,吸附系数(K_d)值随化合物疏水性的增强而增强;非解离型极性污染物(硝基苯)的吸附与疏水性污染物(菲)类似,吸附等温线呈线性,相关系数(R²)均大于0.98,同时pH对吸附的影响无显著性差异(P>0.05);解离型极性污染物(2,4-二氯苯酚)的吸附随pH增加而降低,仅在pH 5.0时呈现吸附线性,在pH 7.0和8.0时均呈非线性,等温线逐渐向浓度轴弯曲,这源于疏水作用以及解离的2,4-二氯苯酚与吸附剂之间静电作用的共同影响。根的吸附能力大于纤维素,这与根中含有类脂物质有关。     

Hydrus-1D软件在地下水污染风险评价中的应用

以北京市东南郊再生水灌区为研究区域,应用Hydrus-1D软件构建水流、溶质运移模型,模拟再生水连续灌溉入渗过程中水流在包气带中的运动,并以再生水中的典型有机污染物多环芳烃萘、菲为研究对象,模拟其随灌溉水在包气带中的迁移衰减反应过程,结合MapGIS 6.7,将Hydrus-1D的点模拟结果应用于大面积、区域性的污染评价,通过与研究区地下水萘、菲的背景值进行对比,分级评估地下水污染风险.结果表明,经过50年连续灌溉后,再生水灌区整体地下水萘、菲污染风险较低,萘的污染风险高于菲,灌区内高污染风险区域主要位于凤港减河、红旗干渠与凤官沟交汇处以及东风干渠、永乐河与通大边沟之间.     

氯酚类污染物在小麦幼苗中的竞争吸附研究

极性有机污染物植物吸收行为的研究目前已有较多报道。文章将以小麦幼苗干样为研究对象,以2种氯酚(2,4-二氯酚,DCP;2,4,6-三氯酚,TCP)为吸附质,以菲(PHE)为非极性参照化合物,探讨竞争吸附条件下,可解离有机污染物的植物吸收行为。采用序批平衡实验分别研究了小麦幼苗干样干样对DCP、TCP、PHE单独吸附,及DCP或PHE共存影响下TCP的竞争吸附行为。结果表明,小麦幼苗干样对TCP、DCP和PHE各单组分的吸附呈显著线性相关,分配系数与类脂含量有关;TCP的解离作用使得TCP的类脂标化后植物-水分配系数对数值(logKlip)要小于其辛醇-水分配系数对数值(logKow);DCP或PHE的共存提升了小麦幼苗干样对TCP的吸附能力。TCP的存在不影响小麦幼苗干样对菲的吸附,却能影响其对DCP的吸附。     

Partition of polycyclic aromatic hydrocarbons on organobentonites from water

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｓｈｅｅｔｓｏｆｂｅｎｔｏｎｉｔｅｐｏｓｓｅｓｓａｎｅｔｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｈａｒｇｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｆｏｒｂｙｉｎｏｒｇａｎｉｃｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅｃａｔｉｏｎｓ(ｅ.ｇ.,Ｎａ+ａｎｄＣａ2+),ｗｈｉｃｈｓｔｒｏｎｇｌｙｈｙｄｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｗａｔｅｒ.Ｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｔｕｒａｌｂｅｎｔｏｎｉｔｅｃａｎｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｓｉｍｐｌｅｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｗｉ…     

土壤颗粒对焦化废水中有机物的吸附特性研究

采用GC/MS对焦化废水中有机污染物进行了分析,并通过静态试验,研究了土壤颗粒对焦化废水中有机污染物的吸附特性。结果表明,焦化废水中含有多种多环芳烃物质;焦化废水中的具不饱和键物质、苊和菲在土壤颗粒中的吸附等温线是线性的,吸附主要是分配作用的结果;土壤颗粒对焦化废水中具不饱和键物质的吸附速度基本上符合班厄姆公式形式,温度在5～45℃范围内时,对吸附及平衡浓度的影响很小。     

大豆和小麦根系对菲的吸持作用及其生物有效性

不同作物根系对多环芳烃(PAHs)的吸持作用及其生物有效性研究有助于深入揭示PAHs在生态系统中的环境行为和科学评估PAHs的生态风险.然而,不同作物根系吸持PAHs的差异性及其生物有效性鲜有报道.为此,本研究以菲作为PAHs的代表,探究了不同条件下大豆和小麦根系对菲的吸持/解吸及其吸持菲的有效性.结果表明,根系菲吸持随时间的变化表现为:活体根处理先增加再降低而后趋于平衡,这与活体根系存在菲转运延迟有关;灭活根和烘干根处理则先增加而后趋于平衡.根系的比表面积越大,脂肪含量越高,菲的吸持速率越快.不同菲浓度条件下,各处理根系菲的吸持量均随平衡浓度的增加而增大,Henry吸附等温式拟合R2均大于0.973,灭活根和烘干根用Freundlich吸附等温式拟合效果更好,小麦根系的Langmuir吸附等温式拟合效果优于大豆根系,说明分配作用和表面吸附共同控制作物根系菲的吸持,而活体根系与菲存在特殊的键合作用,其拟合效果较差.脂肪含量越高、含水率越高、膜的通透性越大,根系的吸持容量也越大.吸持在根系上的菲的解吸率的大小顺序为活体根烘干根灭活根;大豆各处理根系小于相应的小麦根系.不同根系吸持菲的生物有效性与解吸结果一致,因此可以用解吸率评价其生物有效性.研究结果可为作物根系吸持PAHs的当季和后茬作物有效性评估提供依据.     

麻疯树籽壳生物质炭的制备及其吸附水中PAHs性能研究

麻疯树籽壳经磷酸处理,在300~700℃下炭化处理50min,制备了麻疯树籽壳生物质炭.以萘、蒽、菲、芘4种多环芳烃(PAHs)为目标物,考察了吸附剂投加量、反应时间、反应温度等因素对麻疯树籽壳生物质炭吸附性能的影响,探讨了麻疯树籽壳生物质炭对4种PAHs的吸附效果及机理.结果表明,随炭化温度升高,生物质炭的比表面积逐渐增大;在25℃、生物质炭投加量为0.15g、吸附时间为60min的条件下,萘、蒽、芘和菲的去除率分别为97.4%、94.6%、93.1%和92.1%.麻疯树籽壳生物质炭对4种PAHs的吸附机理服从准二级动力学方程,吸附等温线服从Langmuir方程,萘、蒽、芘和菲的饱和吸附量分别为8.849、8.547、8.097和7.633mg/g.