交沙霉素在土壤中的吸附特性及垂向迁移机制

文章针对畜禽养殖基地大环内酯类抗生素的污染问题,研究了交沙霉素(JOS)的吸附动力学、热力学特性以及垂向迁移机制,并基于土壤吸附和土柱迁移试验,得出以下结论:(1)吸附动力学实验表明,第16小时达到吸附平衡状态,Elovich方程能够更好地拟合土壤中JOS的动力学吸附过程.等温吸附实验表明,Freundlich模型对土壤中JOS的等温吸附过程拟合效果更好,最大吸附容量为187.74 mg/kg.(2)增大抗生素初始浓度对土壤吸附JOS起促进作用;土壤溶液pH为7.5时吸附能力最强;Ca2+对土壤吸附JOS的抑制作用强于Na+,而Fe3+对土壤吸附JOS有明显的促进作用.(3)增加施药量能提高JOS在土柱中的垂向迁移能力,偏中性的淋溶液对土柱试验结果影响很小,碱性环境较中性环境更利于JOS垂向迁移.Fe3+对JOS在土柱中垂向迁移有明显抑制作用,Ca2+对JOS在土柱中垂向迁移的促进作用较强.研究结果可为土壤抗生素污染防治与风险评价提供科学依据.     

白鱼河表层沉积物吸附磷酸盐特征及影响因素

通过模拟白鱼河表层沉积物吸附磷的动力学和等温吸附过程,得到沉积物吸附磷的动力学及等温吸附参数,实验室环境下模拟不同粒径沉积物、pH、水温等因素对吸附效果的影响。得到以下结果：白鱼河沉积物12h内的吸附磷速率较快,二级动力学方程对动力学吸附过程拟合相关度达到0.93以上;在不同浓度环境下模拟沉积物的等温吸附过程,线性linear方程Q=mC₀-NAP能较好地反映低浓度条件下的等温吸附过程,磷酸盐吸附/解吸平衡浓度为0.035～0.044 mg/L,Langmuir方程较Freundlich能更好地拟合高浓度条件下的等温吸附过程,最大吸附容量范围为1880～2066 mg/kg,沉积物粒径、溶液pH、温度等因素对吸附磷酸盐过程均有影响。     

草酸改性杨树叶对六价铬的吸附性能

利用草酸改性杨树叶为试验材料,对溶液中六价铬进行吸附去除。试验结果表明:当p H=2,吸附剂剂量为0.3 g,反应时间为120 min时,该材料对50 m L浓度为50 mg/L含铬废水的去除率达99.1%;伪二级动力学方程能较好地拟合该材料对Cr(VI)的吸附动力学过程,揭示其吸附主要是离子交换吸附;Langmuir方程能较好模拟该材料对Cr(VI)的等温吸附过程,表明其吸附主要是单分子层吸附,最大吸附量为40.91 mg/g。热力学研究表明,Cr(VI)在该材料表面的吸附是一个自发、吸热的物理吸附过程。     

棕壤对六价铬吸附行为研究

采用一次平衡法研究Cr(Ⅵ)在供试土壤中的吸附行为,应用Langmuir方程和Freundlich方程对等温吸附反应进行拟合,计算出供试土壤对Cr(Ⅵ)的最大吸附量,比较2种土壤对Cr(Ⅵ)的吸附能力;分别去除土壤有机质和游离氧化铁,对比去除前后土壤对Cr(Ⅵ)的吸附能力的变化。结果表明,潮棕壤对Cr(Ⅵ)的吸附能力高于棕壤;2种方程可以很好地拟合Cr(Ⅵ)在供试土壤中的吸附反应,Cr(Ⅵ)在棕壤和潮棕壤中的最大吸附量分别为204.08 mg/kg和232.5 mg/kg;土壤中的有机质降低棕壤对Cr(Ⅵ)的吸附能力;土壤中游离氧化铁对棕壤吸附Cr(Ⅵ)起重要作用。     

改性底泥吸附模拟废水中Mn~(2+)影响因素的研究

制备高温焙烧改性底泥作为吸附剂,采用静态吸附试验来研究其吸附废水中重金属Mn~(2+)的效果。分别对高温焙烧改性底泥吸附重金属Mn~(2+)的影响因素(Mn~(2+)的质量浓度、吸附时间、p H、吸附剂的投加量)及吸附动力学进行研究。结果表明:改性底泥吸附Mn~(2+)的浓度为10 mg/L、平衡时间为130 min、p H为中性偏酸(范围4~7)、投加量为30 g/L时效果最佳,并对数据进行拟合且符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但拟合效果更好地符合Freundlich吸附等温方程。在高温焙烧改性底泥对Mn~(2+)的吸附阶段用伪一级吸附动力学方程和伪二级吸附动力学方程进行拟合,其结果表明吸附过程更好地遵循伪二级吸附动力学方程,表明以化学吸附为主,对Mn~(2+)的平衡吸附量为11.560 7 mg/g。     

铬污染土壤还原—固化稳定化过程研究

以我国某铬渣堆场六价铬污染土壤为研究对象,探讨硫酸亚铁、氧化钙、水泥等作为还原—固化稳定化药剂对六价铬污染土壤还原—固化稳定化效率的影响。试验结果表明:土壤六价铬浓度与七水合硫酸亚铁投加倍数呈指数关系,当七水合硫酸亚铁投加剂量为理论值的6.5倍,土壤中六价铬浓度未检出(<0.002mg/kg)。氧化钙的加入抑制了土壤中水溶性六价铬的浸出,正交试验的所有样品中水溶性六价铬浓度在4~56.6 mg/L。水泥加入后,初始浓度为3880 mg/kg的土壤水溶性六价铬浓度浓度降低至19.9mg/L。造成反应后水溶性六价铬浓仍较高的可能原因是含水量较低,土壤颗粒内部六价铬未全部溶出。因此在实际工程中,可考虑增大体系含水率、加酸调节pH值或提高添加氧化钙、水泥比例等方法提高土壤还原—固化稳定化效率。     

蒙脱石对Pb^2＋的吸附行为特征实验研究

利用批实验方法在293 K下研究了蒙脱石时水溶液中Pb2+的吸附行为.对吸附平衡时间、溶液酸碱度和初始浓度等吸附条件进行了研宛.对实验数据分别采用Langmuir,Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型进行了拟合,结果表明Langmuir吸附等温方程拟合效果最好,相关系数R为0.998 9.通过Langmuir等温吸附模型得出在293 K时,蒙脱石对铅离子的理论饱和吸附容量为133 mg/g.通过D-R等温吸附模型得到吸附自由能为2.43 kJ/mol,表明此吸附过程主要为物理吸附.利用准二级动力学方程拟合实验数据得到了相关系数为1.     

新型颗粒粉煤灰净水剂对六价铬的吸附

采用自制颗粒粉煤灰净水剂,研究其对水溶液中的六价铬离子的吸附性能和影响因素,探讨了该净水剂对六价铬的吸附机理。研究表明:颗粒粉煤灰能有效吸附水溶液中的六价铬离子;影响吸附效果的因素重要性顺序为:pH>净水剂投加量>振荡时间>温度;该净水剂对六价铬吸附与Langmuir吸附等温方程和Freundlich吸附等温方程均很吻合,属于单分子层吸附;液膜扩散起主要作用,吸附过程符合二级动力学方程。     

武汉某废弃农药厂土壤中DDT及其代谢产物的空间分布特征研究

以武汉某多年生产滴滴涕(DDT)的废弃农药厂为研究对象,通过采集不同深度的土壤样品进行分析,研究了污染场地土壤中DDT及其代谢产物(DDTs,包括p,p′-DDT、o,p-DDT、p,p-DDD、o,p-DDD、p,p′-DDE和o,pDDE)的空间分布特征。结果表明:污染场地不同深度土壤中DDTs的浓度范围为0.01~24 107.29mg/kg,平均值范围为0.93~1 404.97mg/kg;表层土壤DDTs污染相对严重,污染集中在生产车间和原料库;生产车间和原料库及周边区域DDTs浓度随着土壤深度的增加而急剧下降;DDTs污染物垂直下渗但迁移不显著,其中污水处理站区域DDTs存在显著垂向迁移,5m深度处仍能检测出DDTs浓度为7.81mg/kg,表明已造成深层土壤污染,但总体上DDTs在深层土壤中迁移能力较弱,其迁移方向与地下水流方向一致。     

直流电压施加对Pb/As复合污染土壤电动修复的影响

重金属复合污染土壤的治理修复对环境污染防治具有重要意义。以河南某冶炼厂地表含Pb、As复合污染土壤为对象,通过施加不同直流电压对污染土壤进行电动修复,基于迁移率和形态变化对修复效果进行评价。修复过程中,分别对电流变化、Pb/As的迁移规律、土壤含水率、电导率、pH值以及Pb/As的形态转化进行研究。结果表明:施加的直流电压变化对土壤中Pb的迁移影响显著,而对As的迁移影响较弱;当施加直流电压为10 V时,土壤中阴极区域的As含量可降至43.18 mg/kg,当施加的直流电压为30 V时,土壤中阴极区域的Pb含量可降至334 mg/kg,先施加低压后施加高压更有利于提升Pb、As复合污染土壤的电动修复效果;修复完成后Pb和As的弱酸态占比降低,可还原态占比升高,土壤中的Pb和As含量低于GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中第1类建设用地筛选值。     

西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为研究

采用小型回填式土柱动态吸附实验方法研究了西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为。结果表明,西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为符合Freundlich吸附等温式和Langmuir吸附等温式,最优模型为Langmuir吸附方程;西辽河流域沙土对氨氮的饱和吸附量在573.81～3 666.16 mg/kg之间,平均为1 733.83 mg/kg。吸附分配系数k在3.13～524.55之间,平均为93.47;沙土对氨氮的吸附方式以化学吸附为主,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮饱和吸附量与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著正相关,影响程度顺序为:有机质含量>粘粒含量>粗粘粒含量;不同利用结构沙土的氨氮饱和吸附量:林地(2 053.87 mg/kg)>农田(1 990.40 mg/kg)>草地(1 356.37 mg/kg)>沙荒地(813.30 mg/kg);农田、林地和草地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,对氨氮的固持能力较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构对氨氮的固持能力最弱。氨氮流失的环境风险最大。     

钙硼复合对土壤锌吸附-解吸热力学和动力学的影响

酸性紫色土对锌的等温吸附 -解吸和动力学试验表明 :锌的等温吸附符合 L angmuir方程 ,最大吸附量为15 3.8mg/kg土。钙、硼与锌复合 ,均降低土壤锌的最大吸附量及结合常数 K。所吸持的锌的解吸量和解吸率小 ,钙和硼均降低了锌的解吸率。土壤吸附锌的动力学以 Elovich方程 (Ct=a+blnt)描述最佳 ,反映土壤对锌吸附速率大小的方程参数 b值以 Zn>Zn+Ca+B>Zn+B>Zn+Ca。     

锑矿冶炼区周边土壤吸附Sb (V)的行为研究

本文通过吸附平衡和动力学实验方法对Sb（V）在锑矿冶炼区周边土壤表面开展吸附行为研究,用常用的等温吸附模型和动力学吸附模型分别对等温吸附曲线和动力学吸附曲线进行拟合。结果表明：Langmuir与Freundlich模型对荒地土和林地土吸附Sb（Ⅴ）的等温吸附曲线均有较好的拟合效果,拟合系数R²0.988。荒地土对Sb（Ⅴ）的吸附能力大于林地土,其吸附量是林地土的2.9±0.2倍,这与Langmuir模型预测的该两种土壤的吸附倍数相当,荒地土表现出强烈吸附Sb（Ⅴ）的能力,尤其在锑浓度较高的体系中更为明显。结合土壤基本理化性质及矿物学特征,认为土壤秥粒、铁矿物和碳酸钙是影响土壤吸附Sb（V）的主要因素。有机质对土壤吸附Sb（Ⅴ）有一定促进作用,但这种影响只表现在Sb（Ⅴ）初始浓度低的条件下;而在Sb（Ⅴ）初始浓度高的条件下,有机质对土壤吸附Sb（Ⅴ）的影响不明显。土壤吸附Sb（Ⅴ）的过程分为快速吸附和慢速吸附两个阶段,快速反应发生在70 min以内。初始浓度低（0.01 mmol/L）的条件下,Elovich方程能够很好地拟合荒地土和林地土吸附Sb（V）的动态曲线;初始浓度高（2 mmol/L）的条件下,双常数方程对荒地土吸附Sb（V）的拟合效果较好,拟一级动力学方程和拟二级动力学方程则适用于拟合林地土吸附Sb（V）的过程。     

石油烃在页岩气开采区土壤中的迁移特性

页岩气开采区油基钻井液的使用会导致土壤受到石油类物质污染,探究石油类污染物在土壤中的环境行为对受污染土壤的修复有重要意义。为此,文章选择以涪陵页岩气开采区为研究区域,通过批量平衡试验研究废油基钻井液中石油类物质在土壤中的吸附/解吸特性,并采用动力学模型进行拟合分析;以土柱淋滤法探究不同降水量和污染强度对土壤中石油类污染物纵向迁移特性。研究结果表明,土壤对石油类污染物的吸附能力较强,解吸率低,吸附平衡状态下的土-水分布系数K_d值为51.86 mL/g,准二级动力学模型对吸附和解吸附过程均有很好的拟合效果,R~2均大于0.99,表明吸附/解吸速率主要受化学吸附机理的控制。石油类污染物主要分布在土壤的表层(0～18 cm),且随深度的增加呈下降趋势。石油类污染物迁移的深度及迁移量受污染强度、淋滤量等因素的影响,总体上,随着污染强度及淋滤量的增加,石油类污染物在土壤中的迁移量及迁移深度也增加。     

基于Hydrus-1D的粉煤灰堆场Cr(Ⅵ)在包气带中迁移规律的研究

粉煤灰长时间存储于堆场,在风化和雨水淋滤的作用下,会释放出有毒有害的微量元素,污染堆场周边地下水。土壤吸附动力学实验表明,Cr(Ⅵ)溶液的初始浓度为0.5 mg/L时,在20 min左右可达到吸附平衡。等温吸附实验表明Freundlich吸附方程切合吸附动态,拟合相关系数为0.999。土柱实验表明,在灰土分界面和底部出水口处Cr(Ⅵ)浓度随时间变化趋势均为先增大后减小,均在第16天达到最大值。利用Hydrus-lD软件对底部出水口处Cr(Ⅵ)浓度进行了拟合,拟合相关系数为0.916。利用该软件预测了40 t内土柱各剖面出水口处Cr(Ⅵ)浓度,结果表明,Cr(Ⅵ)在包气带不同深度处的迁移规律相似,但出水口越靠近底部,最大值出现的时间越晚。对Cr(Ⅵ)运移进行一年的预测发现,Cr(Ⅵ)在第3个月25 cm深度处有最大的浓度,且该浓度超过了地下水Ⅴ类水质标准。     

湟水河沉积物重金属空间分布与污染评价

文章采集湟水河西宁段表层沉积物样品14个,利用火焰原子吸收分光光度法对其中Cr、As、Pb、Cd、Zn 5种重金属的含量进行分析,揭示了湟水河西宁段表层沉积物重金属的空间分布特征,并用地积累指数法和潜在生态危害指数法对该流域重金属污染状况进行评价。结果表明,湟水河西宁段沉积物中Pb、Zn、Cr浓度低于各重金属的农用地土壤污染风险筛选值（《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》(GB15618-2018)）120、250、200 mg/kg。As浓度的平均值为508.13 mg/kg,是青海省土壤元素背景值的36.30倍,农用地土壤污染风险管制值的4.23倍;Cd浓度的平均值为4.93 mg/kg,分别为青海省土壤元素背景值的35.99倍和农用地土壤污染风险管制值的1.64倍,严重超标。在湟水河西宁段,重金属污染风险极高,2种评价方法得到的结果一致,污染严重程度为Cd>As>Pb>Cr>Zn。Cd和As是湟水河西宁段沉积物生态风险的主要贡献元素,应重点研究加以防范。     

锑矿冶炼区周边土壤吸附Sb(Ⅴ)的行为研究

本文通过吸附平衡和动力学实验方法对Sb(V)在锑矿冶炼区周边土壤表面开展吸附行为研究,用常用的等温吸附模型和动力学吸附模型分别对等温吸附曲线和动力学吸附曲线进行拟合。结果表明:Langmuir与Freundlich模型对荒地土和林地土吸附Sb(Ⅴ)的等温吸附曲线均有较好的拟合效果,拟合系数R~2≥0. 988。荒地土对Sb(Ⅴ)的吸附能力大于林地土,其吸附量是林地土的2. 9±0. 2倍,这与Langmuir模型预测的该两种土壤的吸附倍数相当,荒地土表现出强烈吸附Sb(Ⅴ)的能力,尤其在锑浓度较高的体系中更为明显。结合土壤基本理化性质及矿物学特征,认为土壤秥粒、铁矿物和碳酸钙是影响土壤吸附Sb(V)的主要因素。有机质对土壤吸附Sb(Ⅴ)有一定促进作用,但这种影响只表现在Sb(Ⅴ)初始浓度低的条件下;而在Sb(Ⅴ)初始浓度高的条件下,有机质对土壤吸附Sb(Ⅴ)的影响不明显。土壤吸附Sb(Ⅴ)的过程分为快速吸附和慢速吸附两个阶段,快速反应发生在70 min以内。初始浓度低(0. 01 mmol/L)的条件下,Elovich方程能够很好地拟合荒地土和林地土吸附Sb(V)的动态曲线;初始浓度高(2 mmol/L)的条件下,双常数方程对荒地土吸附Sb(V)的拟合效果较好,拟一级动力学方程和拟二级动力学方程则适用于拟合林地土吸附Sb(V)的过程。     

丹江口水库新增淹没区农田土壤潜在风险评估

通过野外调查与室内模拟实验,采用综合评价指数法对丹江口水库新增淹没区农田土壤进行了潜在风险评估,结果表明:新增淹没区土壤背景总氮为0.3~3.8g/kg,平均值1.1g/kg;总磷为0.2~2.4g/kg,平均值0.8g/kg,入库支流区域土壤背景氮磷含量较高,新增淹没区的含量较低;土壤模拟淹水浸泡的溶出总氮为0.2~11.8mg/L、总磷为0.006~2.2mg/L,平均值分别为4.1,0.3mg/L.空间分布上,土壤溶出氮磷与新增淹没区土壤氮磷背景值变化相似.新增淹没区潜在风险评估等级由低到高的面积分别占整个新增淹没区总面积的3.3%、21.2%、56.9%、15.9%、2.7%,表明大部分新增淹没区处于中低风险等级,其中高风险区域主要集中在入库支流区域.     

浙江海宁某典型制革污泥堆场污染分布特征

为研究典型制革污泥堆场区域污染情况,以浙江海宁某制革污泥堆场为研究对象,研究了制革污泥堆场土壤和地下水中有机物和重金属的污染情况。调查结果表明:土壤中无机污染很小,而总铬、六价铬和铅含量较高。污染土壤中铅和总铬含量分别是工业用地规定值的2.82,7.03倍,而六价铬最高含量为管控值的2.8倍。地下水中氨氮含量超标严重,达到1268.0 mg/L,是GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中工农业Ⅴ类用水下限值的845.3倍,六价铬的含量<0.004 mg/L。此外,各取样点六价铬和总铬含量的垂直分布显示较大的差异,也与某些制革污泥堆场的重金属垂直分布规律不尽相同。     

制革行业土壤铬污染特征及其影响因素

为了解制革场地土壤Cr(Ⅵ)污染情况和分布特征,选取我国3种典型制革企业用地的土壤和污泥样品,分析了制革行业土壤铬污染特征。结果表明:调查的Ⅰ型制革企业场地土壤Cr(Ⅵ)含量最高为48 mg/kg,超过GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》筛选值,存在环境风险。调查的Ⅱ型制革企业环保设施完善,场地土壤Cr(Ⅵ)含量低于GB 36600—2018筛选值,土壤Cr(Ⅵ)环境风险低。Ⅱ型制革企业危险废物暂存间污泥总铬含量高达85377 mg/kg, Cr(Ⅵ)含量最高为1455 mg/kg。调查的Ⅲ型制革企业场地泥土混合物总铬含量为1564~28000 mg/kg, Cr(Ⅵ)含量最高为250 mg/kg,相较于Ⅰ型和Ⅱ型制革企业场地,受到严重污染。总体上,制革企业用地土壤铬污染物以Cr(Ⅲ)形态为主,Cr(Ⅵ)形态占比少,不足1%。