苯酚、菲在BS-12/DTAB复配修饰膨润土上吸附的差异

为了探究复配修饰膨润土吸附疏水性不同的污染物的差异,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对两性表面修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土进行复配修饰,采用批处理法研究复配修饰膨润土总修饰比例对苯酚和菲的等温吸附影响,并对比不同温度、pH值和离子强度条件下供试土样对苯酚和菲吸附量、热力学参数的差异.结果表明:随着总修饰比例的增大,复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附能力逐渐增强,0~50%CEC修饰比例下,菲的吸附率大于苯酚的吸附率,当修饰比例超出50%CEC后,苯酚的吸附率大于菲的吸附率,总修饰比例超出150%CEC后,膨润土对苯酚的吸附率变化趋于平缓,而对菲的吸附率开始呈下降趋势;随着土样总修饰比例的增大,温度对苯酚及菲吸附量的抑制效果降低;在KNO_3浓度为0.001~0.1 mol·L~(-1)时,苯酚及菲的吸附量均随着KNO_3浓度的增大而增大;随着pH值的升高,苯酚的吸附量逐渐增大,在pH=7处达到最大,而菲的吸附量则始终呈降低趋势.热力学参数显示,随着总修饰比例的增大,复配修饰土样对苯酚和菲的吸附自发性增强,混乱度增大,当总修饰比例超出150%CEC后,自发性减弱,混乱度下降.     

表面活性剂对2,4-二氯苯酚在黄土中吸附行为的影响

 研究了用阳离子表面活性剂单独改性和用阴、阳离子表面活性剂共同改性的黄土对水中2,4-二氯苯酚的吸附行为以及环境pH值和离子强度的影响.结果表明,天然黄土对2,4-二氯苯酚的等温吸附曲线满足Freundlich方程;改性后的黄土对2,4-二氯苯酚的吸附能力明显增强,吸附率提高2～9倍,且随着阳离子表面活性剂加入量的增多而增大,等温吸附曲线与天然黄土有所不同,并且阴离子表面活性剂的存在会减小相应阳离子表面活性剂改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附;随着pH值的逐渐增大,2,4-二氯苯酚的离子形态逐渐增多不利于改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附,而离子强度对吸附的影响程度却随着pH值的逐渐增大而增强.     

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。     

碳纳米管对水中4-氯酚和2,4-二氯酚的吸附性能研究

碳纳米管是一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料。文章利用碳纳米管对水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚进行了吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度等对吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,探讨了其可能的吸附机理。研究结果表明,碳纳米管对4-氯酚和2,4-二氯酚的最佳吸附酸度在pH=2～6。碳纳米管对2,4-二氯酚吸附量大于对4-氯酚的吸附量,二者动力学特征均符合准二级动力学方程。研究了4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附等温线。研究结果表明:4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附量随着温度的升高而下降。吸附过程是一个放热的过程,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合吸附等温线。碳纳米管能较好地用于除去水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚。     

污泥质生物炭对2,4-二氯苯酚的吸附性能

以啤酒厂脱水后污泥(BS)为原材料制备了污泥质生物炭,探究了该污泥质生物炭对2,4-二氯苯酚的吸附效能、等温吸附曲线及吸附动力学特征,并采用扫描电镜(SEM)对其进行了表征分析。结果表明:BS生物质炭吸附2,4-二氯苯酚的最佳条件为:BS生物质炭的投加量为2. 0 g/L、初始溶液pH值为8. 0时,2,4-二氯苯酚的去除率最高可达55. 7%,该吸附过程符合Freundlich等温吸附模拟与二级动力学。通过SEM分析可知:BS生物炭表面呈现大量的微孔结构,为2,4-二氯苯酚的吸附创造了良好的条件。     

沸石分子筛对水中2,4-二甲基苯酚的吸附特性研究

以沸石分子筛为吸附剂,采用批次试验,研究静态吸附对水中2,4-二甲基苯酚(2,4-DMP)的吸附去除效果,比较了3种不同类型的沸石分子筛对2,4-DMP的吸附性能,选择其中吸附性能最好的沸石分子筛FAU-Y为吸附剂,分别考察了溶液初始p H、吸附剂投加量对吸附效果的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行了分析。结果表明,FAU-Y对2,4-DMP具有较大的吸附量,在2,4-DMP初始浓度为250 mgL,溶液初始p H为5.2,吸附剂投加量为5.0 gL时,室温条件下反应24h可以达到吸附平衡状态,饱和吸附容量为48.22 mgg;初始p H为2.0~9.3时,对FAU-Y吸附2,4-DMP没有明显影响;吸附动力学和吸附等温线分析结果表明,二级动力学能更好地描述FAU-Y对2,4-DMP的吸附,Langmuir-Freundlich吸附等温线对吸附平衡数据的拟合优于Langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线。     

新型氨化菌丝体吸附剂的制备及吸附典型内分泌干扰物的研究

以产黄青霉(Penicillium chrysogenum)菌丝体为原料,通过2步化学反应将含有大量氨基的聚乙烯亚胺(PEI)嫁接到菌丝体表面,优化反应条件,得到最佳的氨化菌丝体吸附剂.该氨化吸附剂的等电点为pH 10.2,是一种表面带正电荷的菌丝体吸附剂,能有效吸附水中的阴离子内分泌干扰物五氯酚钠(PCP)、2,4二氯苯氧乙酸(2,4-D)和全氟辛烷磺酸钾(PFOS).3种污染物的吸附等温线符合Langmuir方程,15℃时最大吸附量分别为342.9、234.1、1725.6 mg/g.热力学计算表明,3种污染物的吸附均是自发发生的,2,4-D和PFOS的吸附是吸热反应,而PCP是放热反应.     

垃圾防渗粘性土对多环芳烃菲(PHEs)的吸附作用研究

研究了持久性有机污染物多环芳烃菲(PHEs)在垃圾防渗粘性土中的吸附机理规律及其吸附模型,探讨了pH值及土样颗粒等影响因素对吸附效果的作用机制,提出了垃圾填埋场防渗粘性土的优化设计。结果表明:菲在粘性土中的吸附过程包括4个阶段,达到吸附平衡的时间为9h;吸附等温线符合Freundlich模型,相关系数为0.98,属于非线性等温吸附;菲的水-土分配系数Kd为0.01,有机碳和水之间的分配系数为14.29;当pH值7.42时,土样对菲的吸附量随pH值的增大而迅速增大;pH值7.42的酸性环境中,对菲的吸附量也变大,但是随着酸性的加强,当pH值6.74之后,吸附能力不再有明显变化;菲的最大吸附量与土体的粘粒含量、比表面积呈正比,由大到小顺序为粘性土粉质粘土细砂。     

水稻秸秆生物碳的结构特征及其对有机污染物的吸附性能

以水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法制备了不同温度(100 ～ 700℃)的秸秆生物碳,用TG-DTG热重分析、CHNO元素分析、FTIR、BET-N2比表面及孔径分布等手段表征生物碳的组成与结构,研究生物碳吸附水中硝基苯、对硝基甲苯、萘、菲等有机污染物的性能及影响因素,探讨其作用机制及构-效关系,试图为高效利用废弃农业秸秆资源、制备廉价的有机物吸附材料提供理论依据.结果表明,水稻秸秆生物碳含有丰富的有机碳组分和无机矿物组分,随着裂解温度升高,生物碳中有机组分的含碳量逐渐升高、极性减弱、芳香性增强,而无机矿物组分的相对含量则不断增加;当裂解温度从300℃升至400℃时,比表面积突然增大(0.16→110 m2·g-1)、微孔结构被打开,主要由于水稻秸秆中纤维素组分大量分解所致.水稻秸秆生物碳吸附有机污染物的主要介质为有机组分,等温吸附曲线符合Freundlich方程,回归参数N、logKf与生物碳的芳香性指数(H/C原子比)呈良好的线性关系;定量描述了分配作用和表面吸附作用的相对贡献.随碳化温度升高,等温吸附曲线由线性变为非线性,吸附机制从分配作用→分配作用+表面吸附作用→表面吸附作用;分配作用部分与有机污染物的logKow呈正相关,而表面吸附则与污染物的疏水性、分子尺寸及其与生物碳的极性匹配性有关.     

水稻秸秆主要组分的提取及其对芘的吸附作用

从水稻秸秆中提取主要组分--木质素、纤维素、半纤维素,利用元素分析和红外光谱对其性质进行了表征,并研究了芘在秸秆及其3种组分上的吸附行为.结果表明,各组分性质差异很大,木质素具有较高的芳香性和较低的极性,而纤维素和半纤维素具有较高的极性和脂肪性.不同组分对芘的吸附等温线均符合Freundlich方程,但吸附能力因其结构的差异而不同,木质素对芘的吸附能力最强, 吸附容量KF为5.04×104,比纤维素高100倍左右,而芘在半纤维素上的吸附能力略低于纤维素.低浓度(水相平衡浓度ce=0.01 Sw)下,秸秆对芘的吸附主要受木质素的控制,而且分配系数Kd略低于按照木质素质量分数计算的预测值,可能是由于木质素的烷基和芳香结构被周围的极性结构所覆盖.但在高浓度(ce = 0.5 Sw)时,秸秆对芘的吸附高于各组分的加和,芘向秸秆其他组分的分配作用不能忽略.芘在木质素上的吸附表现为非线性(非线性指数,n = 0.89),而其它3种吸附剂对芘的吸附更趋向于线性(n > 0.96).n值与芳香性呈负相关关系,而与极性呈正相关关系,表明芳香性导致的特殊作用力是造成吸附非线性的主要原因.有机碳标化分配系数Koc随吸附剂芳香性的增强而增大,但随极性的增强而减小.     

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.     

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.     

有机粘土矿物对水中菲蒽混合物的吸附

选用长碳链季铵盐阳离子型表面活性剂十六烷三甲基溴化铵(HDTMA-Br)作为改性剂对天然粘土矿物进行改性。利用改性后的粘土矿物对混合污染物进行吸附/解吸实验,结果显示:HDTMA改性粘土矿物对混合溶液中菲、蒽及混合物的吸附等温线均呈线性,是分配作用结果;随着改性土用量的增加,其吸附量逐渐减小,对污染物的去除率逐渐增大,最后趋于平衡;有机粘土矿物吸附混合污染物后解吸率均在5%以下;将改性土对混合污染物的吸附与对单体污染物的吸附进行对照,改性土总的吸附量大大增加,基本是对单体污染物的吸附量之和。     

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。     

混合有机污染物在土壤中的竞争吸附研究

采用3种不同的溶质加入法研究溶质的吸附平衡,即方案①:先加入萘,然后再加入菲;方案②:萘和菲同时加入;方案③:先加入菲,然后再加入萘.研究结果表明同一溶质在有其它溶质竞争的情况下,表现出与单一纯溶质吸附时不同的吸附行为.随着竞争溶质浓度的增加,萘的吸附等温线的线性程度不断升高,吸附量降低.而菲则只是在实验方案③时,线性程度明显升高.随着竞争溶质初始浓度的增加,K_OC的值不断减小,当竞争浓度大约增加到0.5S_w后,K_OC基本不变化,达到了最小值.同时发现分子体积较大、厌水性较强的菲比分子体积较小、厌水性较弱的萘具有更强的竞争吸附能力.     

新型改性壳聚糖微球的制备及其对氯酚的吸附研究

采用反相悬浮法制备交联壳聚糖微球,再与庚醛反应生成Schiff's碱,最后与NaBH4还原制得N-烷基化改性壳聚糖微球,用红外光谱和光学显微镜进行表征,并用于吸附2,4-二氯酚的研究.试验考察了微球的溶解性能,以及吸附时间、溶液pH值、氯化钠含量和2,4-二氯酚浓度等因素对吸附的影响.结果表明,庚醛改性交联壳聚糖微球不溶于水、酸和碱,对2,4-二氯酚有良好的吸附性能;在pH为6的条件下,3h吸附量达492.2 mg·g-1,吸附数据符合Freundlich等温方程.     

小麦秸秆生物碳质吸附剂从水中吸附硝基苯的机理

在炭化温度为300℃下,以小麦秸秆为材料制备生物碳质吸附剂,采用批量平衡试验,研究了其对水中硝基苯的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨其吸附硝基苯的作用机理.结果表明,硝基苯在生物碳质上的吸附过程符合拉格朗日假二级动力学方程,反应活化能为12.2 kJ/mol;吸附行为可用Freundlich吸附等温方程描述,饱和吸附容量为91.58 mg/g.由吸附热力学方程计算得到的等量吸附焓变(ΔH)<0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明生物碳质对硝基苯的吸附为放热和熵减少的自发过程.      

不同作物根系多环芳烃吸收特征差异的比较研究

为选育不/少或超量吸收多环芳烃(PAHs)的植物品种进而进行农产品的安全生产和PAHs污染环境的植物修复,以菲为PAHs的代表物,比较了水培条件下3种常见农作物(大豆、小麦、胡萝卜)根系吸收菲的动力学特征差异.结果表明,3种作物根系对水培液中的菲有明显的吸收和累积作用,且菲的吸收量随时间延长而增加,整个吸收过程可分为快速吸收和慢速吸收2个阶段;3种作物根系菲吸收能力的大小为大豆>胡萝卜>小麦;作物根系吸收菲量与吸收时间的关系可以用Elovich方程拟合,大豆、胡萝卜和小麦根系菲吸收速率常数分别为4.31、4.10和2.84 mg.(kg.h)-1;作物根系菲吸收的动力学曲线可用米氏方程表征,大豆、胡萝卜和小麦根系菲的Km值分别为0.117、0.124和0.540 mg.L-1;根系菲吸收会导致营养液pH升高,pH升高的趋势和吸收速率常数k与Km值相对应,且与3种作物根系吸收能力的大小一致.因此可用根系吸收速率常数k、米氏常数Km值和水培液pH的变化表征作物根系吸收PAHs的能力差异,且从受影响因素的多寡角度考虑,吸收速率常数k和米氏常数Km较pH变化更适合.