Phenanthrene sorption to environmental black carbon in sediments from the Song-Liao watershed (China)

Black carbon (BC) in ten contaminated sediments from the Song-Liao watershed, NE China, was isolated upon treatments using a combustion method at 375°C, and the isolates’ sorption isotherms for phenanthrene (Phen) were determined. All sorption isotherms were nonlinear and fitted well by the Freundlich model. A negative relation was found between Freundlich sorption nonlinearity parameter (n values) and BC/total organic carbon (TOC) content of the original sediments (r ² = 0.687, p<0.01), indicating the dominance of BC in Phen sorption nonlinearity. The BC isolates from this industrialized region had n values of 0.342 to 0.505 and logK _FOC values of 6.02 to 6.42 (μg·kg⁻¹·OC⁻¹)/(μg·L⁻¹) ⁿ for Phen. At a given C _e, the BC had higher K _oc value than the original sediments, revealing a higher sorption capacity for BC. BC was responsible for 50.0% to 87.3% of the total sorption at C _e= 0.05 S _w, clearly indicating the dominance of BC particles in overall sorption of Phen by sediments.     

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.     

长江口滨岸带潮滩沉积物中菲的吸附特征

以菲为多环芳烃的代表物,对长江口滨岸带潮滩沉积物进行吸附实验,并研究不同盐度、营养盐和温度条件下和不同沉积物组分对吸附的影响.结果表明,Freundlich吸附等温线能较好的拟合实验值,其KFr值与各样点TOC含量变化趋势一致,而非线性特征随样品TOC含量升高及吸附能力的增强而降低.盐度对吸附略有影响,而对于TOC含量...     

分配作用对沉积物吸附对硝基苯酚的贡献

研究了杭州东苕溪、西湖、运河(杭州段)和嘉兴南湖4个不同水体的18个沉积物对对硝基苯酚的吸附作用及机理.结果表明,分配作用在沉积物吸附对硝基苯酚的过程中占主导地位,其等温吸附曲线呈线性,吸附系数K与有机碳含量f_oc呈显著正相关(r=0.983).同一来源的沉积物,有机碳标化的分配系数Koc大致为常数.阳离子交换容量CEC对沉积物吸附对硝基苯酚几乎没有影响.     

苯蒸气在有机膨润土上的吸附性能及机理研究

对比研究了膨润土和有机膨润土的结构及其对苯蒸气的吸附性能.绘制了不同温度下 苯蒸气在有机膨润土(空气中干燥)上的吸附等温线,计算出苯蒸气的吸附系数及吸附热,并初 步推测其吸附机理.结果表明,苯蒸气在原土上的等温吸附曲线呈非线性,其吸附热为(30.6kJ /mol,主要吸附机理为矿物质表面吸附.表面活性剂改性后,膨润土的吸附能力远大于原土,苯 蒸气在有机膨润土上的吸附等温线呈线性,其吸附热在-29.7～ -20.8kJ/mol之间,吸附作用中 有机质的分配作用贡献率较大,吸附系数(K_d)与有机碳含量(_foc)成正相关.     

土壤不同有机质组分对菲的吸附特征研究

采用批次实验,研究了三种不同类型土壤黄红壤、水稻土和草甸土的全土、重组、去松结态和紧结态4个组分对菲的吸附,结果表明,菲在不同土壤及其组分上的吸附等温线都能用Freundlich方程进行拟合,所有等温线都具有一定程度的非线性,指数N值的大小顺序基本都为全土>重组>去松结态>紧结态.除了黄红壤的紧结态比去松结态对菲的吸附容量KF值略小外,不同土壤及其组分对菲吸附的KF值以及有机碳归一化的KFoc值大小顺序都为紧结态>去松结态>重组>全土.不同类型土壤之间的KF值大小顺序为草甸土>水稻土>黄红壤,而KFoc值大小顺为水稻土>草甸土>黄红壤.KF值与有机碳含量之间呈显著性正相关(P<0.05),KFoc与N之间呈极显著负相关(P<0.001).土壤及其组分对菲的吸附强度与有机质的结构特征和聚合程度有关.     

氯苯类化合物在沉积物上的非线性吸附行为

以5种自然沉积物为对象,采用批量平衡法,测定了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯在这5种沉积物样品上的吸附等温线,以研究沉积物自然有机质（NOM）的性质对氯苯类化合物（chlorobenzenes, CBs）吸附行为的影响.结果表明,1,2,4-三氯苯在虎门、黄沙、雅岗、三水、长洲5种沉积物中的等温吸附线性因子n都小于1,分别为0.956、 0.858、 0.872、 0.947和0.915,说明所有吸附等温线均为非线性;同时,非线性的程度n与极性指数（O+N）/C呈负相关关系,相关系数R²达0.994 7,表明NOM的聚合度（以极性指数为表征）直接影响着吸附非线性程度;5种沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力（K_oc）随沉积物极性指数的增大而减弱,说明NOM聚合度较高的沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力更强;氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯在同一种沉积物（黄沙）上吸附等温线的线性因子n分别0.755、 0.788、 0.858、 0.949,非线性程度按溶质分子由小到大的顺序依次减弱,说明溶质分子本身的性质也影响着CBs在沉积物上的吸附性能.     

苯蒸气在有机膨润土上的吸附行为研究

探讨了苯蒸气在膨润土原土、单阳离子有机膨润土及阴－阳离子有机膨润土上的吸附性能、机理及影响因素。结果表明，有机膨润土对苯蒸气有良好的吸附性能，两种阴－阳离子有机膨润土对气态苯的吸附能力大于单阳离子有机膨润土，表现出较强的协同吸附作用；有机膨润土对气态苯的吸附作用主要由分配作用所致，等温吸附线呈线性，吸附系数（Kd)与有机膨润土的有机碳含量（foc）成正相关，与温度及比表面积成负相关，吸附速率（r)与有机碳含量成正相关。有机膨润土具有较大的开发、应用潜力。     

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.     

久效磷在黄河水体沉积物中的吸附特征及机理

研究了黄河水体沉积物对有机磷农药久效磷的吸附特性及机理 ,结果表明 ,沉积物对黄河水中久效磷的吸附符合 L angmuir和 Freundlich等温式 ,是分配作用和表面吸附共同作用的结果。对分配作用和表面吸附在沉积物吸附久效磷中的相对贡献率进行了定量描述 :它们均为浓度的函数 ,吸附作用以分配作用为主。     

天然富碳沉积物中菲的吸附行为研究

根据密度和粒度,对受煤矿活动影响的天然沉积物进行分离,并研究原始沉积物和各组分对菲的吸附行为.岩相分析鉴别出沉积物中富含煤和各种煤的生成物,这些富碳物质对沉积物中PAHs的行为意义重大.分别应用了Freundlich以及分配和填孔二元模型对实验数据进行拟合.结果表明,各组分对菲的吸附均表现出非线性的吸附特征,其n值在0.72～0.76之间.轻组分lgKFr高达4.03,显示出与原煤相当的吸附容量.同时,相比Freundlich模型,二元模型表现出更好的拟合度,揭示了低cw下以“填孔”为主导,高cw下以“分配”为主导的吸附机制.富含富碳物质的轻组分虽然在沉积物中含量不足5%,但该组分对整个沉积物吸附量的贡献率高达60%以上.     

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.     

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.     

阴-阳离子有机膨润土协同吸附作用及其机理研究

合成并研究了一系列阴-阳离子有机膨润土对水中苯酚、苯的吸附作用及其机理.结果表明,阴-阳离子有机膨润土对水中有机物具有协同吸附作用,其作用大小与改性时所用表面活性剂的种类、组成、配比及有机物本身的性质有关;对苯酚的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,是分配作用(partition)和表面吸附(adsorption)共同作用的结果,分配作用的贡献率随改性时阴离子表面活性剂加入量的增大而增大;对水中苯的吸附以分配作用为主,分配系数大于原土及单阳离子有机膨润土,且与有机碳含量呈正相关.     

三氯乙烯在不同土壤中的解吸行为

采用w(TOC)(TOC为总有机碳)不同的2种天然土壤以及用H₂O₂去除大部分软碳和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的6种土样为吸附剂,以TCE(三氯乙烯)为研究对象,考察了有机碳含量及组成、矿物质、初始ρ(TCE)等因素对TCE解吸行为的影响,并比较了吸附解吸异质性大小. 结果表明,解吸平衡时6种土样的TCE解吸量不到相应吸附量的25%;TCE在6种土样上的解吸等温线表现出更高的非线性特征. 所有土样都表现出一定程度的吸附解吸异质性,HI(异质性指数)均大于2.0,其中H₂O₂氧化土样的异质性更高(HI>4.0). 2种原土中有机碳和矿物质对TCE解吸的平均贡献率分别为74%和26%,而H₂O₂氧化后的2种土样中该值分别为68%和32%;初始ρ(TCE)越高,矿物质的解吸贡献率相对越低. 此外,TCE的解吸量与土壤矿物质中孔和微孔的体积也有一定的关系.      

不同营养水平沉积物在不同pH下对磷酸盐的等温吸附特征

研究了不同营养水平沉积物在不同pH下对磷酸盐的吸附等温线,分别采用了线性和非线性2种方法拟合吸附等温线,并分析比较了2种方法的适用性.结果表明:①不同营养水平沉积物对磷酸盐的吸附量在接近中性时最大,酸性和碱性条件下均下降,污染严重的沉积物对磷酸盐的吸附受pH影响较污染轻的大;②不同pH下,不同营养水平沉积物对磷酸盐的吸附等温线没有明显规律;③沉积物对磷酸盐的吸附行为采用线性和非线性拟合均存在不足,不能仅仅根据R2和X2的大小进行拟合方程的适用性比较;④为了获得更为真实可靠的拟合结果,可以利用线性和非线性方法分别进行拟合,而每一种拟合方法也要同时采用多种拟合方程,在对多个拟合结果比较的基础上确定更符合实验数据的拟合方程.      

BDE-28在天然土壤上的吸附行为研究

研究了BDE-28在3种不同有机质含量的天然土壤上的吸附行为,包括吸附过程动力学和热力学等温线.结果表明,双室一级动力学模式较单室一级动力学模式更适于描述BDE-28在天然土壤上的吸附过程动力学特征,尤其是在吸附初始阶段(0～25 h).快吸附自吸附初始到表观吸附平衡的整体吸附过程中占据优势地位,而慢吸附的贡献率则逐渐...     

沉积物和土壤中胶体对氯霉素吸附行为的影响

天然胶体（NCs）在沉积物和土壤中广泛存在,并可影响抗生素等污染物的环境归趋.以氯霉素（CAP）为抗生素代表,选取不同来源的沉积物和土壤样品,结合切向超滤技术、动态光散射、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱等多种纳米分析技术和方法,揭示了沉积物/土壤中不同相对分子质量NCs对CAP的吸附能力及其影响因素.结果表明,相对分子质量小的NCs自生源贡献率大且腐殖化程度高,而相对分子质量大的NCs以陆源来源为主,且芳环上含有更加丰富的羧基、羟基和羰基等官能团.平行因子分析共识别出4个荧光组分,其中类腐殖质组分是主要成分.基于传统批处理实验探究了沉积物/土壤不同组分对CAP的吸附行为,结果表明,线性模型和Freundlich模型能较好地拟合土样不同组分对CAP的吸附.原始样品、去除有/无机碳样品中的NCs对CAP的吸附率均值分别为4.46%、3.93%和6.61%,说明NCs中的有机碳对CAP的吸附行为具有重要影响.CAP更易被相对分子质量小的NCs吸附,这可能是因为相对分子质量小的NCs腐殖化程度高,芳环上取代基以脂肪链为主,且NCs中的色氨酸类蛋白物质会抑制其对CAP的吸附.冗余分析结果表明,沉积物和土壤NCs对CAP的吸附主要与其NCs来源、芳香性、芳环上的有氧官能团、腐殖化程度和类腐殖物质有关.     

Effect of dissolved organic matter on sorption and desorption of phenanthrene onto black carbon

Sorption and desorption of phenanthrene （PHE） onto black carbon （BC） extracted from sediments were studied in the presence of three types of dissolved organic matter （DOM）, including L-phenylalanine （L-PH）, peptone and citric acid. The nonlinearity of the sorption isotherms increased in the presence of DOM. The presence of L-PH reduced the sorption capacity and desorption hysteresis because of the solubilization of PHE in L-PH solution. Peptone at 50-500 mg/L also led to a decrease in sorption attributed to solubilization, although the sorbed peptone on the BC surface could slightly increase PHE sorption. Unlike L-PH and peptone, citric acid enhanced the sorption capacity and irreversibility of PHE on BC mainly due to the strong sorption of citric acid on the BC surface. Our results may help to understand the different impacts of DOM on the distribution and transport of PAH in the environment.     

六氯苯在土壤不同粒径级份上的吸附行为研究

研究比较了HCB在湖北水稻土和山东褐土不同粒径级份上的吸附特性,探讨不同粒径级份中有机质线性分配过程、慢吸附过程和小孔扩散过程的相对贡献.结果表明,Freundlich方程、DMM吸附模型和Polanyi-Manes方程都对实验数据进行了较好的拟合(R2＞0.91),其中DMM吸附模型能更好地反映土壤有机质溶解相线性分...