非平衡吸附对核素迁移的影响及平衡速率参数的确定

放射性核素以水为载体在多孔介质中迁移时,吸附和解吸作用不容忽视吸附和解吸是一非平衡过程．非平衡状态下吸附和解吸达到平衡的快慢程度可以用平衡速率参数a来表征本文首次定量分析了非平衡吸附对核素迁移的影响,提出基于室内分配系数实验求取a值的方法,并将室内实验得出的a值同原位核素迁移试验拟合值进行比较;结果表明用此方法求出的a值可作为非平衡吸附核素迁移数学模型的主要参数依据。     

双酚S在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为研究

采用批平衡实验方法研究了双酚S（BPS）在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为.结果表明,吸附动力学曲线符合拟二级动力学方程.吸附等温线呈非线性,且同时符合Freundlich和Langmuir方程.相比而言,BPS更易吸附在高有机质含量的黑土中,298 K反应温度下BPS在黑土和红壤上的最大吸附容量分别为497.8和156.6 mg·kg^-1.吸附到两种土壤中的BPS存在解吸滞后现象,这可能是由于BPS以化学吸附和微孔扩散的形式存在于土壤中的缘故.溶液pH与BPS在土壤中的吸附容量呈负相关关系,即中性形态的BPS比阴离子形态的BPS具有更高的吸附容量.与结构类似物双酚A（BPA）的吸附相比,BPS在土壤中的吸附量更低,因此具有更高的迁移能力,可能会引起更高的环境健康风险.本研究结果为了解BPS在土壤中的迁移规律提供了数据支持.     

芘在土壤中的长期吸附和解吸行为

研究了芘在6种不同性质土壤中长期吸附解吸及不可逆吸附行为.实验结果表明:长期实验中芘在土壤中的吸附和解吸都存在快过程和慢过程2个阶段.不同吸附平衡时间下,有机质含量高于1%时,不同土壤的吸附平衡常数随有机质含量的增加而增加;有机质含量低于1%时,黏粒含量对土壤的吸附能力有着重要影响;平衡时间由2d增加到180d后,6种土壤的Kd值增加了35.1%～557.9%,其中土壤有机质对Kd值有不同程度的影响,而黏粒对Ka值影响最大,平衡时间对部分土壤Kd值影响不容忽视.长期解吸过程中,6种土壤慢解吸部分占总解吸量的12.05%～41.00%,有机质含量越高,慢解吸对解吸过程的贡献越大.不考虑老化的影响,有机质含量对不可逆吸附容量的贡献明显高于黏粒的贡献,与有机质对慢解吸过程的影响有一致性.     

林丹的吸附解吸行为对其沉积物基准的影响

研究了林丹在3种沉积物上的吸附/解吸行为.结果表明,在3种沉积物上的吸附等温线都符合Freundlich模型,其吸附性能受有机碳含量和颗粒分布的影响.而解吸等温线明显地偏离吸附等温线,存在显著的解吸滞后现象,解吸用二元平衡解吸(DED)模型进行拟合,效果良好.解吸不可逆程度随着沉积物中林丹初始浓度增大而增大.由DED模型推算的沉积物基准值比用线性模型推算的基准值高46倍以上.     

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.     

90Sr在干旱地区包气带砂土中的迁移研究

放射性废物处置的基本安全目标是保护人类和环境免受电离辐射的有害影响.开展处置场环境影响评价可以量化它对人体健康和环境潜在影响.90Sr是放射性废物中具有代表性的裂变核素.为了获取90Sr在干旱地区某处置场址包气带砂土中的迁移规律,采用静态实验和动态实验对其在砂土的迁移进行了研究.结果表明,对于该场址,砂土对90Sr的吸附能力较弱;静态实验测量得到的分配系数与动态实验拟合计算得到的相差约一个量级;采用非平衡模式模拟该场址包气带砂土中90Sr的迁移更为恰当.     

有机质胶体对卡马西平在多孔介质中迁移影响模拟实验

有机质胶体与有机污染物的相互作用会影响污染物在多孔介质中迁移转化等环境行为.为研究有机质胶体对药物和个人护理品(PPCPs)在土壤环境中迁移的影响,本实验以卡马西平(CBZ)为目标污染物,用商用腐殖酸制备有机质胶体,分别选择石英砂、标准土和野外所取土样为研究介质,通过室内土柱模拟实验探究有机质胶体存在时污染物在多孔介质中的迁移行为.结果表明,描述一维溶质运移的两点化学非平衡模型能够较好模拟CBZ在各介质土中的运移过程,说明污染物运移过程中与介质间发生了化学非平衡吸附作用;石英砂柱中加入胶体后,对CBZ的吸附过程无明显影响,但在解吸时阻滞因子及滞留量变小,可见胶体与石英砂间作用微弱,解吸过程中胶体与污染物结合形成复合体后对污染物有增溶作用;胶体存在时,标准土和自然土对CBZ的吸附量和迁移阻滞强度均明显大于石英砂,其中有机质及黏土矿物的作用最为明显,有机质中的低能/高能吸附位点以及黏土矿物极性表面均能够固定污染物;由于有机质含量较高,自然土对CBZ在吸附-解吸过程中的阻滞截留强度大于标准土.针对本实验中CBZ的迁移情况,提出了疏水性有机污染物在含有机质胶体土壤中的迁移过程中各种作用的概念模型.     

Incorporating sorption/desorption of organic pollutants into river water quality model

Preliminary research was conducted about how to incorporate sorption/desorption of organic pollutants with suspended solids and sediments into single-chemical and one-dimensional water quality model of Jinghang Canal.Sedimentation-resuspension coefficient k3 was deduced; characteristics of organic pollutants, concentrations and components of suspended solids/sediments and hydrological and hydraulic conditions were integrated into k3 and further into river water quality model; impact of sorption/desorption of organic pollutants with suspended solids and sediments on prediction function of the model was discussed. Results demonstrated that this impact is pronounced for organic pollutants with relatively large Koc and Kow, especially when they are also conservative and foc of riversuspended solids/sediments is high, and that incorporation of sorption/ desorption of organic pollutants into river water quality model can improve its prediction accuracy.     

熟污泥改性黄土对铜的吸附解吸特征

为探明熟污泥改性黄土对重金属的容纳能力,以熟污泥改性黄土为供试土样,采用序批实验法研究了供试土样对铜(Cu)的吸附解吸特征,并分析了供试土样对铜的固定能力及影响因素.供试土样对铜的吸附量在铜添加浓度小于100mg/L时急剧增加,在铜添加浓度大于100mg/L时增加缓慢,而解吸量的变化趋势则恰恰相反.Langmuir型吸附等温式是描述供试土样对铜的吸附过程的最佳模型,而吸附量与解吸量的关系可以很好的用指数函数来描述.供试土样对铜的固定吸附量随熟污泥含量的增加而增加,有机质含量是决定性因素.     

四溴双酚A在潮土中的吸附和解吸

采用批量平衡实验方法,研究了四溴双酚A(TBBPA)在潮土中的吸附和解吸行为,并且探讨了pH值和离子强度对TBBPA吸附的影响.结果表明,TBBPA在潮土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0～24 h)和慢速吸附阶段(24～48 h),其中快速吸附阶段在吸附过程中起主要作用,在48 h时吸附基本达到平衡.TBBPA在潮土中的吸附等温线呈现为非线性,其吸附行为可以很好地用Freundlich方程描述.在溶液pH值为6.0-8.0的范围内,TBBPA在潮土中的吸附量随pH值的增大而减少,当溶液pH>8.0后吸附量未表现出明显的变化趋势.离子强度也明显影响TBBPA在潮土中的吸附,随着离子强度的增加TBBPA的吸附量增加.吸附.解吸过程表明TBBPA在潮土中的解吸相对于吸附过程具有滞后性,说明潮土对TBBPA有较强的结合能力.     

双酚A在湘江沉积物上的吸附特征

探讨了双酚A(BPA)在湘江沉积物上的吸附/解吸特征.结果表明,BPA在湘江沉积物上的吸附主要以快速吸附为主,Freundlich模型能较好地描述其吸附等温线,沉积物有机质中的碳黑物质和孔隙填充相引起了BPA的非线性吸附和解吸滞后行为;沉积物对BPA的吸附是一个放热过程,主要是自发的焓推动的物理吸附;随着沉积物浓度的增大,单位沉积物上的BPA吸附量减少;随着离子强度的增大,单位吸附量也随之增大;在酸性条件下,单位沉积物上的BPA吸附量随着pH值的增大而减少,在碱性条件下这种影响不显著.     

Numerical simulation of PAHs sorption/desorption on soil with the influence of Tween80

In this paper, the influences of inionic surfactant Tween80 on polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） sorption/desorption on artificially contaminated soil were studied, and γ model was applied to simulate the influences. Results showed that, with the use of Tween 80, the sorption behaviors of PAHs on soil altered significantly. Adsorbed Tween 80 increased the sorption amount of PAHs while the dissolved Tween80 increased the apparent solubility of PAHs. These two processes exert influences on the sorption coefficient of PAHs in soil-water system, which can be depicted by apparent sorption coefficient. The partition coefficients （the soil/water partition coefficient of PAHs and surfactants obtained fxom sorption experiments） and statistical parameters used in the amended γ model were obtained in independent experiments. With these parameters, the γ model could provide a satisfactory independent prediction of PAHs release from soil to aqueous phase at two surfactant concentrations.     

溶解性有机质对芘在土壤中吸附解吸的影响

从腐解不同阶段的水稻秸秆提取溶解性有机质(DOM),用DAX-8树脂分组的方法分析了其亲疏水性,并研究了提取到的DOM对芘在土壤中吸附-解吸行为的影响.结果表明,随秸秆腐解时间的延长,产生DOM中亲水性组分减少,疏水性组分增多.在本试验所研究的吸附解吸实验条件下,芘在土壤中的吸附解吸均可用线性方程进行描述.加入DOM后,芘的吸附受到显著抑制(p0.01),并且随腐解时间延长,抑制作用增强;芘在土壤中存在解吸迟滞现象,加入DOM后迟滞现象减弱,促进了芘在土壤中的解吸.随腐解作用的进行,DOM促进芘解吸的作用增强,解吸迟滞系数减小.这是由于随秸秆腐解作用的进行,产生DOM中疏水性组分含量增多,其对芘的增溶作用增强所致.     

金鱼藻对Cu2+的生物吸附特征

研究了沉水植物金鱼藻对Cu2 的吸附动力学及热力学特征.结果表明,金鱼藻对Cu2 的吸附在20min内达到平衡,吸附动力学的实验结果符合伪二级动力学方程,其相关系数达到0.9937,表明该吸附为多种反应同时作用的复杂过程.用Langmuir和Freundlich2种吸附等温式拟合吸附热力学的实验结果表明,以Langmuir模型拟合效果更好,相关系数为0.9977,其最大吸附量为7.79mg/g.在解吸实验中,各浓度组的解吸率均在1%以下,表明金鱼藻对Cu2 的吸持作用较强.     

氧氟沙星在碳纳米管上的吸附机制研究

碳纳米管吸附氧氟沙星(OFL)是控制其在水体中归趋的一种有效方法.本研究讨论了多壁碳纳米管及其共混酸处理产物(MWCNTs和MWCNTs-O)对于氧氟沙星的吸附过程.考察了吸附动力学、吸附等温线、pH的影响和解吸过程.结果表明,吸附动力学曲线符合准二级动力学模型,OFL在MWCNTs-O上的平衡吸附量较大;Langmuir模型和Freundlich模型都能很好拟合吸附过程;pH在6.0~10.0时,平衡吸附量下降很快;解吸过程出现了解吸滞后现象,在MWCNTs-O上更为明显.吸附热力学分析表明OFL在碳纳米管上的吸附作用力为分子间作用力,MWCNTs-O上较多含氧官能团的引入为OFL分子的吸附提供了较多的吸附点,有利于OFL分子和碳纳米管之间形成相对作用力较强的氢键,该作用力主导了OFL在碳纳米管上的吸附,解释了试验现象.     

五氯酚在沉积物中的吸附解吸迟滞行为

采用循环吸附 解吸实验法 ,研究了西湖、滇池、太湖、甬江和钱塘江表层沉积物对五氯酚的吸附特性 .结果表明五氯酚在 5种沉积物上均表现出解吸比吸附滞后的现象 .解吸迟滞系数表明 ,甬江沉积物的迟滞现象最明显 ,各沉积物的迟滞系数大小与沉积物中脂蜡占有机质总量的百分比成正相关 .研究认为 ,解吸迟滞行为主要是由沉积物中脂蜡组分对五氯酚的不可逆吸附造成的 .解吸迟滞现象的存在 ,减小了五氯酚在水中的生态风险     

天然土壤中菲的解吸行为特征研究

选取天然土壤样品,以菲作为代表性污染物,利用批量吸附-解吸实验考察不同初始浓度、不同吸附时间条件下菲解吸行为的滞后性特征.实验数据采用Freundlich方程式拟合,并由基于热力学的TII指数表征.结果表明,天然土壤吸持菲的比例随其初始浓度的增加而减少.在土壤多次解吸过程中,每次释放菲的比例随其初始浓度的升高而增加,随解吸次数的增加而减少.吸附过程的拟合指数n大于解吸过程的对应值,并随初始固相浓度的加大而增加.天然土壤吸附-解吸过程的滞后性特征表现为初始固相浓度越高,TII值越接近0,滞后性越弱;反之,则TII值越接近1,滞后性越强.另外,吸附平衡时间30 d对应的n值小于5 d的,而两者的TII值随初始浓度增高则呈现降低趋势.就同一浓度而言,吸附平衡30 d所对应的TII值高于5 d的.     

Contribution of black carbon to nonlinearity of sorption and desorption of acetochlor on sediment

In order to investigate the contribution of various black carbon (BC) contents to nonlinearity of sorption and desorption isotherms for acetochlor on sediment, equilibrium sorption and desorption isotherms were determined to measure sorption and desorption of acetochlor in sediment amended with various amounts of BC. In this paper, two types of BC referred to as BC400 and BC500 were prepared at 400°C and 500°C, respectively. Higher preparation temperature facilitated the formation of micropores on BC to enhance its sorption capacity. Increase of the BC content obviously increased the sorption amount and reduced the desorption amount for acetochlor. When the BC500 contents in total organic carbon (TOC) increased from 0 to 60%, Freundlich sorption coefficient (K _f) increased from 4.07 to 35.74, and desorption hysteresis became gradually obvious.When the content of BC in TOC was lower than 23%, the sorption isotherm had a significant linear correlation (p = 50.05). In case of desorption, a significant nonlinear change could be observed when the content of BC was up to 13%. Increase of BC content in the sediment would result in shifting the sorption-desorption isotherms from linearity to nonlinearity, which indicated that contribution of BC to nonlinear adsorption fraction became gradually remarkable.     

中国南方河流和湖泊沉积物对菲的吸附特性

采用循环吸附/解吸实验法,研究了西湖,滇池,太湖,甬江和钱塘江表层沉积物对菲的吸附特性.结果表明5水域沉积物对菲的吸附行为与沉积物有机碳含量有关,西湖和滇池沉积物对菲的吸附表现出明显不可逆性.研究发现当将总吸附量分解成可逆和不可逆吸附2个部分后,其可逆吸附部分可以很好地用脂/水分配机理进行预测.本工作认为河流和湖泊表层沉积物中的有机碳是控制菲环境行为的一个重要因素,但是其生态风险同时取决于沉积物的不可逆吸附特性.     

菲在渤海湾入海河流与河口沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量实验方法,研究了菲(Phe)在渤海湾入海河流与河口沉积物上的吸附-解吸过程,以及吸附参数与沉积物有机质性质之间的相关关系.结果表明,Phe在所有沉积物上的吸附和解吸等温线均能由线性分配模型和Freundlich模型很好地拟合.其中,线性分配系数KD值变化在58～743L·kg-1之间,与TOC、TN、DOC、Phe、C/N和DOC/TOC之间呈现显著正相关关系.Freundlich吸附能力参数KF和KFOC值分别在75～367μg1-N·kg-1·LN和2253～34743μg1-N·kg-1·LN之间,均与DOC/TOC呈现显著负相关关系,而与其它有机质参数之间相关性不显著.相比较而言,大多数沉积物的解吸等温线用Freundlich模型拟合的效果更好,并且具有明显的解吸滞后现象.有机质的含量和性质均是影响Phe在沉积物上吸附-解吸的重要因素.对于频繁受到人类活动影响的河流沉积物,溶解性有机质的影响就更为重要.