水体污染及其防治

X52200601388无机矿质颗粒悬浮物对富营养化水体氨氮的吸附特性/史红星(中科院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2005,26(5).-72～76环图X-5利用蒙脱土、高岭土和太湖沉积物矿质组分3种材料,模拟研究了水体悬浮矿质颗粒物对富营养化水体中氨氮的吸附特性。实验表明,30min内3种材料对氨氮的吸附基本可达到平衡;等温平衡吸附均符合Henry吸附模式,在无机矿质颗粒悬浮物浓度1000mg/L,初始氨氮浓度1.0mg/L,pH=7.00实验条件下,吸附分配系数分别依次为548.30,287.36,191.27L/kg。相同实验条件下,…     

天然沸石吸附低浓度氨氮废水的研究

采用浙江某地天然沸石吸附废水中低浓度氨氮,研究了pH、天然沸石投加量对吸附的影响,分析了吸附等温线和吸附动力学,并进行了动态吸附和脱附研究。结果表明,pH对天然沸石吸附有较大影响,吸附的最佳pH为8.0;随着天然沸石投加量的增加,氨氮的去除率逐渐增大,但吸附量随之减小。Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述氨氮在天然沸石上的吸附行为,且此吸附是优惠吸附。假二级方程很好地拟合吸附动力学实验数据,吸附速率常数k2随着天然沸石投加量的增大而增大。装填105g天然沸石吸附柱处理含氨氮20mg/L废水的水量为15L,出水氨氮浓度小于5mg/L。用含氯化钠和氢氧化钠的溶液作为脱附剂,脱附率为95.5%。     

涕灭威在水体悬浮颗粒物上的吸附行为

通过静态吸附实验,探讨了氨基甲酸酯类农药涕灭威在水体悬浮颗粒物上的吸附规律.实验表明,25±1℃条件下,涕灭威在低浓度(0.2～1.5mg/L)时,在颗粒物上的吸附符合Langmuir等温吸附;在2.0～15mg/L用Freundlich吸附等温线描述更合理;在20～2000mg/L,涕灭威的吸附既可以用线性等温方程式也可以用Fre-undlich等温方程式来描述.并研究了阴离子表面活性剂SDBS和非离子表面活性剂TWEEN60存在下涕灭威的吸附等温线,以及悬浮颗粒物浓度、腐殖酸、pH、盐度及微生物对涕灭威在颗粒物上吸附行为的影响.     

NaCl改性沸石对水中氨氮的吸附机制

通过颗粒强度测定、扫描电镜分析（SEM）、X射线能谱分析（EDS）和零电点测定（pHPZC）考察改性前后沸石表面特性的变化,考察pH值、沸石投加量、初始氨氮浓度以及温度对吸附过程的影响,并通过吸附等温式和吸附动力学对吸附机制进行描述.经过NaCl改性后的沸石的颗粒强度明显增大,表面更加粗糙,孔径增大,钠离子通过交换作用进入到沸石内部.pH值为7,沸石投加量为8g/L,温度为35℃时吸附效果最好,平衡吸附量（qe）与氨氮初始浓度呈正相关性.Langmuir等温线比Freundlich等温线更适合描述实验数据,最大饱和吸附量为13.210mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型.实验表明NaCl改性沸石能够有效去除水中的氨氮.     

黄河水体氨氮超标原因探讨

根据黄河水体氮污染物的种类、浓度和来源以及黄河特有的泥沙和水化学条件,结合实验结果,从生物和化学的角度讨论黄河氨氮超标的可能原因.结果表明,水体悬浮颗粒物对硝化过程有明显的促进作用,氨氮的超标不是因为泥沙对硝化作用的影响所导致.氮污染物的不断输入是黄河水体氨氮超标的根本原因,高浓度氨氮和有机氮对硝化过程有抑制作用,当NH⁺₄-N初始浓度分别为10.1,18.4,28.2 mg/L时,初始的硝化效率分别为17.4％,13.0％,2.5％,当有机氮初始浓度分别为5.5,8.6 mg/L时,其降解所产生的氨氮最高浓度分别为0.47,1.69 mg/L,在水体中滞留的时间分别为2 d和6 d.水体中耗氧有机物和有毒物质对硝化细菌活性的影响间接导致了氨氮在水体中的滞留.黄河水体高pH值导致非离子氨浓度较高,进一步对硝化细菌产生抑制作用.水量较小、颗粒物含量较低和微生物的活性降低是枯水期氨氮污染加重的原因.     

变流量及初期效应下雨水管道内悬浮颗粒物的沉积规律

为探索变流量、雨水冲刷初期效应及叠加效应下,雨水管道内不同位置悬浮颗粒物的沉积规律,将模拟试验与数学模型拟合相结合,计算雨水管道内悬浮颗粒物的沉积量、最大沉积点和平均沉积速度等参数,分析其变化规律。结果表明:当管道流量增大时,悬浮颗粒物的最大沉积点在管道内发生有规律的迁移,依次由管道前段(距管口约1 m处)向中、后段(8～12 m处)推移,当管道流量减小时则相反;管道内悬浮颗粒物的平均沉积速度随着管道流量的增大而增大,当管道流量减小时则其表现为先增大后减小,当管道流量由350 L/h降至300 L/h之间时管道内悬浮颗粒物的平均沉积速度达到峰值;初期效应下,悬浮颗粒物浓度减小使得管道内悬浮颗粒物的沉积量和平均沉积速度均下降;叠加效应下,当管道流量增大、悬浮颗粒物浓度减小时,管道内悬浮颗粒物的最大沉积点向后迁移,管道内悬浮颗粒物的平均沉积速度先略有下降再逐渐增大,当管道流量和悬浮颗粒物浓度分别为"390 L/h、52 mg/L"时管道内悬浮颗粒物的平均沉积速度达到峰值后迅速下降;当管道流量和悬浮颗粒物浓度同时减小时,管道内各段悬浮颗粒物的沉积量和平均沉积速度均迅速下降,最终趋向于"0"。     

TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

煤渣—沸石复合球的制备及其对氨氮和COD_(Cr)的吸附研究

研制了煤渣-沸石复合多孔介质材料用于去除苇田养殖水体中的氨氮和COD_(Cr)。通过材料中煤渣、沸石不同配比对吸附效果的影响实验,确定了其配比为2:1。进而以吸附实验探讨了该材料对水中氨氮和COD_(Cr)的吸附性能。结果表明,该材料对氨氮和COD_(Cr)的吸附过程可用伪二级动力学方程和Langmuir等温方程描述;在25℃条件下,通过Langmuir吸附等温方程拟合出的最大吸附量分别为0.271 mg/g、0.680 mg/g,而吸附速率主要受到边界层扩散和内扩散的控制。该材料对实际水体的吸附效果显示,在不同COD_(Cr)浓度条件下其对氨氮的去除有着较好的稳定性,对COD_(Cr)的去除效率随着COD_(Cr)初始浓度的增大稍有增加。     

冬季巢湖SPOM来源、空间变化及营养盐效应

为研究枯水期巢湖水体悬浮颗粒物（SPM）营养元素组成及其潜在环境效应,分析了2020年1月巢湖18个采样点表层水体SPM含量、颗粒有机质（SPOM）含量及氮磷组成,并利用颗粒有机碳、氮同位素组成及C/N研究了冬季巢湖SPOM的来源及其空间变化. 结果表明,悬浮颗粒物总磷(PP)浓度为0.032~0.065 mg/L,平均值为0.049 mg/L;悬浮颗粒物无机磷(PIP)浓度为0.018~0.046 mg/L,平均值为0.032 mg/L,是PP的主要组分,二者浓度均呈西湖区>东湖区>中湖区的空间分布特征. 悬浮颗粒物总氮(PN)浓度为0.254~0.424 mg/L,平均值为0.342 mg/L,其中悬浮颗粒物有机氮(PON)占比较高,表明颗粒态氮以湖泊内源性有机来源为主. 巢湖表层水体SPOM的δ13C范围在?28.72‰~?26.68‰之间,δ15N为3.34‰~9.97‰,C/N为2.51±0.95,指示冬季枯水期水体SPOM主要来自内源水生生物碎屑,而陆源径流输入对湖泊颗粒物影响较小. 研究显示:冬季巢湖悬浮颗粒有机质主要来自湖泊内源,具有潜在的营养盐效应,污染控制需要相应的策略.      

台风强降雨输入水源水库悬浮泥沙的氮磷吸附特性

为研究台风强降雨后输入水源水库的悬浮泥沙对水体氮磷的吸附特性,本文于2015年10月强台风"彩虹"登陆粤西期间,采集高州水库原水和表层沉积物泥沙样品,模拟悬浮泥沙对氮磷的吸附动力学过程,对比分析不同粒径和不同含量悬浮泥沙对磷的吸附等温线.结果表明,高州水库悬浮泥沙不具有明显的氮吸附动力学特性,对磷的吸附动力学平衡时间为10 h;泥沙粒径小于0.25 mm时,对磷的平衡吸附量随着泥沙粒径的减小而增大;泥沙含量在0.2~2.0 kg·m-3时,对磷的平衡吸附量随着泥沙含量的增大而增大;悬浮泥沙对磷的吸附等温线符合Langmuir及Freundlich模型,最大吸附量随泥沙粒径的减小而增大,随泥沙含量的增大而增大,悬浮泥沙对磷的最大吸附量为0.073~1.776 mg·g~(-1).台风强降雨作用导致高州水库水体悬浮泥沙含量增大,促进对磷营养盐的吸附作用,对高州水库富营养化有一定的改善作用.     

膨胀蛭石同步脱铵除磷的影响因素研究

为探讨膨胀蛭石同步脱铵除磷能力,采用静态吸附实验考察了氨氮和磷酸盐共存时接触时间、粒径、pH值以及温度对膨胀蛭石去除氮磷效果的影响。结果表明,膨胀蛭石具有较好的同步脱铵除磷性能,在pH值为7,温度为25℃条件下,用1.00g粒径为80~100目膨胀蛭石对100mL氨氮和磷酸盐浓度分别为50mg/L和10mg/L的模拟污水处理4h后,氨氮和磷酸盐去除率分别达79.4%和93.0%,两者吸附过程均明显表现为"快速吸附,减速平衡"二阶段特征。中性条件下氨氮去除效果最好,酸性或碱性条件有利于磷酸盐去除,温度升高,氨氮去除率下降,磷酸盐去除率上升。等温吸附实验研究表明,膨胀蛭石对氨氮与磷酸盐的等温吸附线均较好的符合Langmuir方程。     

改性壳聚糖季铵盐的研制及其对高氯酸盐的吸附研究

通过将壳聚糖季铵盐改性以实现固定化,并用于水体中ClO 4-的吸附去除,研究了改性过程相关工艺参数对产物吸附能力的影响,考察了产物的吸附和再生性能.结果表明,戊二醛的交联性能优于甲醛和环氧氯丙烷的交联性能,戊二醛的最佳投加量为6.82%,最佳的反应温度为45℃,pH值在3～12之间交联反应均能很好地进行,从而实现壳聚糖...     

不同温度和pH下氨氮对河蚬和霍甫水丝蚓的急性毒性

水环境中氨氮毒性与pH、温度等环境因子密切相关. 采用半静态方法研究不同pH和温度下氨氮对河蚬(Corbicula fluminea)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的急性毒性效应. 结果表明:pH对氨氮毒性影响显著,其中NH₃₊NH₄+对河蚬和霍甫水丝蚓的LC₅₀(半致死浓度)随pH的增加而下降,其变化范围为11.78~83.82 mg/L,并且这2种水生生物对NH₃₊NH₄+毒性的敏感性差异不大;当温度分别为20、25和30 ℃时,NH₃₊NH₄+对河蚬的LC₅₀分别为70.86、37.85和19.14 mg/L,对霍甫水丝蚓的LC₅₀分别为65.88、42.73和21.21 mg/L,20 ℃时NH₃₊NH₄+对河蚬及霍甫水丝蚓的LC₅₀分别是30 ℃时的3.70和3.11倍. 表明水体pH和温度越高,氨氮的毒性作用越强. 通过比较氨氮水生生物基准中的FAV(最终急性值)和试验生物的LC₅₀发现,我国现有的氨氮基准能够很好地保护本土水生物种河蚬和霍甫水丝蚓.      

北京地区土壤对柴油的吸附及影响因素研究

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对柴油的吸附行为,考察了溶液pH和添加乙醇对柴油吸附的影响. 结果表明,6种不同土样对柴油的吸附等温线均较好地符合Langmuir吸附方程,其吸附系数(K)分别为0.193, 0.218, 0.203, 0.199, 0.211和0.182 L/mg,6种土样吸附能力依次为轻壤土>轻粘土>中壤土>砂壤土>重壤土>紧砂土,这主要是由于6种土样的pH,有机质含量和机械组成不同所致;溶液pH的升高,不利于柴油在土壤中的吸附,pH从4升高到10,柴油在1～6号土样中的吸附量分别从1　012, 1　800, 1　377, 1　272, 1　601和862 μg/g降低到114, 236, 163, 150, 201和85 μg/g;向柴油中添加乙醇会减小柴油的吸附量,并且吸附量随添加乙醇量的增大而降低,这有利于柴油的向下运移.      

山阴水砷中毒区地下水砷的富集因素分析

通过对山阴地区66个地下水样中常量元素、微量元素及有机物分析,研究了山阴高砷地下水的水化学特性并在此基础上,结合该地区含水层沉积物矿物分析,探讨了地下水中砷富集的影响因素.结果表明,山阴地下水平均pH为8.09,磷酸根含量为0.71mg/L,溶解性有机物含量为5.14 mg/L,以及地下水处于还原环境.高pH值、高磷酸根含量及还原环境不利于含水介质对以阴离子形式存在的砷的吸附,高溶解性有机物含量则增加了砷的活性这些因素促使了含水介质中砷的解吸和迁移.     

持续水动力作用下湖泊底泥胶体态氮、磷的释放

为揭示水动力扰动及其后续沉淀效应对湖泊内源氮、磷营养盐释放的作用,通过室内试验模拟了水体在受到持续扰动后又长时间静置沉淀的整个过程. 结果表明,水动力扰动初期可引起底泥颗粒态和胶体态氮、磷向水体大量释放. 在连续扰动0.5 d时,水体总氮(TN)和总磷(TP)浓度分别达最高值2.106 mg/L和0.272 mg/L; 连续扰动1 d时,水体中胶体氮(CN)和胶体磷(CP)含量分别达最高值0.452 mg/L和0.052 mg/L; 之后虽继续扰动,因颗粒物和胶体物质的凝聚沉淀作用超过了其悬浮量,TN、TP、CN、CP的含量却转而降低.在停止扰动后的静置过程中,大颗粒悬浮物迅速沉淀,而胶体物质沉降缓慢,静置时间超过1 d后,CN和CP含量才开始因絮凝沉淀而降低.真溶解态氮(UDN) 和真溶解态磷(UDP)含量在扰动阶段升高较少而在静置1　d之后有持续大幅度升高,说明胶体的吸附作用在扰动阶段限制了水体溶解态氮磷含量的升高,且延长了其悬浮后在水柱中的停留时间,在扰动后的静置阶段,胶体又会将吸附的氮磷解吸释放到水体中,从而延缓了营养盐去除和水质的改善.     

氨氮在饱水粉砂土和亚砂土层中吸附过程及其模拟

为在土地处理中选择合适保护土层厚度,防止ＮＨ４对地下水污染,通过动态土柱试验,了ＮＨ４在饱和粉砂土层和亚砂土层中的吸附和Ｃａｍｅｒｏｎ平衡＝动态吸附模型模拟了ＮＨ４在土层中的迁移过程,求得了不同土层和不同浓度条件下模型的各参数值,并求解出不同时刻,不同氨氮浓度条件下的沿程ＮＨ４浓度分布曲线。研究表明,在条件下,粉砂土和砂土的从向弥散系数分别为０．１７５和０．００９３ｃｍ＾２／ｍｉｎ;当水中氨氮浓度     

沉积物对粪固醇的吸附行为研究

采用批量振荡法模拟粪固醇在沉积物-水两相中的迁移,考察了温度、盐度、pH值、浓度对沉积物吸附粪固醇的影响.结果表明,温度升高不利于沉积物对粪固醇的吸附,但有利于粪固醇溶解度的增加;沉积物有机质中亲水性基团向水体中释放,不利于粪固醇的吸附;盐度升高和水体中粪固醇初始浓度增大皆有利于沉积物对粪固醇的吸附;pH值增高或降低皆抑制沉积物对粪固醇的吸附;沉积物中粗胡敏素对粪固醇吸附贡献较大,矿物质对粪固醇吸附贡献较小;温度、盐度、pH值和粪固醇浓度的变化,对粪醇/(粪醇+加氢胆固醇)、粪醇/24-乙基粪醇、粪醇/胆固醇、24-乙基粪醇/谷甾醇、24-乙基粪醇/(24-乙基粪醇+加氢谷甾醇)5个质量比指标的影响较小,其质量比指标可以作为粪便污染的指示物.