南疆咸水结冰与融化过程中盐分及离子的变化

咸水淡化是缓解淡水资源紧张,减轻水体污染的有效途径.本试验分析了南疆农田排水不同冷冻温度下,结冰与融化过程中矿化度及离子浓度的分布规律;探讨了基于多级冷冻与重力脱盐条件下,盐分及Cl^-、 SO₄^2-、K⁺、Na⁺的迁移规律成因.试验结果表明,冰融水矿化度与离子浓度随冷冻温度的降低而上升;不同温度处理下,各级冰融水矿化度与离子浓度相较于初始水样（F₀）均显著降低（P<0.05）,冰晶逐级冷冻过程中,冰融水矿化度与离子浓度逐渐升高;各离子进入冰晶的迁移速率存在差异,离子结冰比率拟合线斜率呈K⁺> Cl^->Na⁺>SO₄^2-的分布规律.冰晶逐级融化过程中,冰融水矿化度、Cl^-、K⁺、Na⁺浓度呈现先快速下降、后缓慢下降、最终趋于平稳的变化趋势;SO₄     

土壤中抗生素的吸附行为与机理研究进展

抗生素进入土壤后会发生一系列环境行为,造成环境污染。该文梳理了土壤中抗生素的来源、污染现状和环境行为,系统总结抗生素的官能团和分子结构以及土壤的类型、pH、共存离子和有机质影响抗生素在土壤中吸附的基本规律以及作用机制。土壤中抗生素主要来源于畜牧和医疗产生的废弃物;主要有四环素类、磺胺类、大环内酯类和喹诺酮类;通过生物蓄积和吸附作用残留在土壤中,诱导抗性基因产生或与其他污染物交叉污染造成生态风险。具有羟基、羧基、胺基等可电离基团和不同分子结构的抗生素,存在不同酸解离常数,通过H键作用、π–π相互作用、金属离子络合作用、去质子化作用和阳离子交换等机制被土壤吸附;颗粒细小,质地细腻,具有较大比表面积和孔隙体积的土壤会暴露更多吸附位点,更容易吸附抗生素;土壤存在可变电荷,土壤电荷与抗生素的价态相同会抑制抗生素吸附,反之则促进;有机质通过羟基、羧基等官能团增强抗生素吸附,或与抗生素竞争土壤吸附位点抑制抗生素吸附;Al³⁺、Fe³⁺等酸性金属离子,作为抗生素与土壤颗粒联结的桥梁促进抗生素吸附;K⁺、Na⁺、Ca...     

离子色谱法同时测定北京市不同区域水体6种阳离子

建立离子色谱法测定不同区域水体Li⁺、Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等6种阳离子的方法,以及验证方法在实际应用的可行性.以ICS1000型离子色谱仪配有DionexIonPac CG12A阳离子保护柱(4 mm×50 mm)和CS 12A阳离子分离柱(4 mm×250 mm),CSRS 300型抑制器(4 mm),甲基磺酸为淋洗液,流量为1.0 mL·min^-1,6种阳离子的质量浓度在0.01—0.50 mg·L^-1到5.0—100.0mg·L^-1范围内线性较好,相关系数> 0.9995,方法检出限为0.002—0.020mg·L^-1,与有证标准溶液相对误差-2.50%—4.38%(n=6),不同环境水样加标回收率90.7%—107.5%.利用以上色谱条件分析北京市不同区域地表水阳离子分布特征,结果显示城乡结合部、城区和郊区水体p...     

安阳市夏季道路积尘水溶性离子污染特征及来源分析

为了解安阳市夏季道路积尘水溶性离子污染特征及来源,于2020年5月使用手持式便携吸尘器采集70个城市道路积尘样品,经离子色谱仪测定其中10种水溶性离子(F^-、Cl^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺),用比值分析法和相关性分析法分析其污染特征,结合地理统计分析和正定矩阵模型判断其主要来源.结果表明,Ca²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、K⁺在安阳市道路积尘水溶性离子中占比较大,其中Ca²⁺占比最高,SO₄^2-和NO_...     

炭化温度对植物基生物质炭与易腐垃圾炭的理化特性影响比较

易腐垃圾具有产量大、有机易腐性高的特点,带来严重的环境压力和资源浪费.炭化农用是其减量化处理和资源化利用的有效途径.本研究以山核桃蒲壳、玉米秸秆和易腐垃圾为原料在350、500、650℃条件下热解炭化制备生物质炭,比较植物基生物质炭与易腐垃圾炭理化特性的差异及其影响因素.结果表明,与山核桃蒲壳炭(WSB)和玉米秸秆炭(MB)相比,易腐垃圾炭(PWB)具有碳(C)含量低,氮(N)和灰分含量高的特点.炭化温度对其元素组成影响较弱.当炭化温度由350℃升到650℃时,WSB和MB的C含量分别提高了24.6%和13.2%,氢碳比值(H/C)分别下降了58.7%和34.7%;而PWB的C含量变化不显著,H/C比值仅下降了18.0%.随着炭化温度升高,生物质炭的pH值、EC、水溶性K⁺和Na⁺含量呈上升趋势.相关性分析结果表明,灰分与C/N、C含量、水溶性K⁺含量呈极显著负相关,与N含量、水溶性Na⁺含量、pH值呈极显著正相关.因此,高灰分含量导致易腐垃圾炭对炭化温度响应弱于植物基生物质炭,同时使易腐垃圾炭能为...     

氮改性对生物炭理化性质的影响及其对废水中铜离子的吸附特性

原状生物炭对废水中污染物的去除效果有限,改性是提高其吸附能力的重要途径.本文以水稻秸秆为对象,尿素为改性剂,在700℃无氧热解条件下分别制备了原状秸秆生物炭（RSBC）和氮改性秸秆生物炭（N-RSBC）,采用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积分析仪（BET）、元素分析仪（EA）、Zeta电位、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）以及X射线光电子能谱（XPS）对RSBC和N-RSBC的形貌、比表面积、元素组成、矿物类型和官能团进行表征,考察溶液初始pH值、离子类型和离子强度对生物炭吸附Cu²⁺的影响,并结合吸附等温线和吸附动力学实验、吸附后表征结果探究生物炭对废水中Cu²⁺的吸附性能和机理.结果表明,氮改性导致了生物炭的比表面积和孔体积的降低,而生物炭的官能团类型却更加丰富,特别是含氮官能团.当溶液初始pH值从2.0增加到6.0,生物炭对于Cu²⁺的去除率逐渐增加.对RSBC而言,Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg2+的存在能略微增加其对Cu^...     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

钾改性蒙脱石磁性微球对铯的吸附性能

本研究以钙基蒙脱石(Ca-MMT)为原料,通过K⁺作用制得改性蒙脱石粉(K-MMT),经海藻酸钠交联作用,将改性蒙脱石与永磁体(BaFe₁₂O₁₉)结合,制成钾改性蒙脱石磁性微球(KMBC).对比了Ca-MMT、K-MMT、KMBC对Cs+的吸附差异,并通过SEM-EDS、FTIR、XRD、XPS分析了K-MMT的微观结构及理化性质.试验结果表明,K⁺对蒙脱石的改性以离子交换为主,改性后晶体层间距变小,吸附量K-MMT>KMBC>Ca-MMT,分别为57.08、45.13、45.05 mg·g^-1;K-MMT对Cs⁺的吸附属于吸热反应,反应在2 h内可达到平衡,35℃时KMBC的最大吸附量为136.08 mg·g^-1;随着pH的增加,KMBC对Cs+的吸附量呈先增大后减小的趋势;吸附机理主要包括离子交换和内层扩散.     

青藏高原盐湖地区水化学特征及成因分析

青藏高原盐湖地区水体在盐湖泄流后,其水文情况发生较大改变,研究盐湖地区的水化学特征及成因分析对高寒区水资源保护和水质演化具有重要意义.本文运用Piper图解法、矿物饱和指数法以及多元统计等方法,探究了泄流后盐湖及其下游清水河等水体的水质特征及离子成因.结果表明,在泄流后,盐湖离子浓度变化较小,而清水河离子浓度扩大至泄流前的2倍.基于盐湖、清水河多年离子浓度对比发现,盐湖受青藏高原气候暖湿化影响而逐渐淡化,清水河主要因盐湖泄流影响由微咸水变为盐水;盐湖、清水河等常年性地表水及其浅层地下水水化学类型均为Cl·SO₄-Na型,以蒸发结晶为主导作用,而北一河水化学类型则为HCO₃-Mg·Ca,其浅层地下水与清水河深层地下水离子组成相似,阳离子以Ca²⁺、Mg²⁺为主,阴离子则以Cl-、SO₄^2-为主,水化学成分主要受岩石风化溶解影响.主成分及相关分析表明盐湖地区内Na⁺、K⁺、Cl^-、Mg^...     

水环境中天然有机物对纳米颗粒吸附铅和镉的不同作用

为阐明天然有机物(NOM)在纳米颗粒(NPs)吸附重金属中的作用,研究了蛋白质(牛血清白蛋白,BSA)、碳水化合物(海藻酸钠,NaAlg)和腐殖酸(HA)对二氧化钛纳米颗粒(TNPs)和氧化铈纳米颗粒(CNPs)聚集沉降和吸附Cd²⁺和Pb²⁺的影响.结果表明,当Pb²⁺和Cd²⁺在20—120 mg·L-1范围内,HA和NaAlg显著促进了TNPs和CNPs对这些金属离子的吸附(P<0.05),而BSA对这些金属吸附的影响甚微.TNPs-HA和TNPs-NaAlg对Pb²⁺的吸附分别提高了14%—41%和16%—57%,对Cd²⁺的吸附分别提高了12%—112%和22%—143%.与CNPs相比,CNPs-HA和CNPs-NaAlg对Pb²⁺的吸附增加了21%—71%和23%—65%,对Cd²⁺的吸附增加了26%—45%和45%—91%.并且NPs和NPs-NOM对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附符合Freundlich吸附模型.离子强度的增加抑制了NPs-HA/NaAlg和NPs对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附,而pH的增加对NPs-HA/NaAlg和NPs吸附Pb²⁺和Cd²⁺起促进作用.     

长期定位施肥下紫色土土壤微形态特征

通过对紫色土长期定位施肥下不同施肥处理0～20 cm耕层土壤微形态特征的研究,试图说明施肥对紫色土微形态的影响.用单偏光显微镜对不同处理的土壤微形态进行了观察与分析.结果表明:长期不施肥料的CK处理,土壤耕层结构致密,很少有孔隙发育,土壤微结构为结构较差的碎屑聚积状-沙粒聚积状;长期单施化学肥料,土壤颗粒未形成结构体,少孔隙,土壤微结构主要为斑晶胶凝状-细沙粒聚积状结构,土壤结构比CK处理优;长期施用有机肥或有机无机肥料配施的处理,土壤粗颗粒数量显著增加,结构疏松,孔隙量大,动、植物残体丰富,有铁锰结核和腐殖质的形成和微团聚体的发育,土壤微结构类型以MNPK处理最好,为胶凝紧实状-多孔状结构.有机无机肥料配施能显著改良紫色土的结构,培肥土壤,实现土壤可持续发展.     

Fe2+耦合热活化过硫酸盐降解土壤中四溴双酚A

有效降解和去除土壤中四溴双酚A(TBBPA)是土壤环境化学研究热点.本文研究了Fe²⁺耦合热活化过硫酸盐体系(Fe²⁺/热/PS)对土壤中TBBPA的降解,并考察温度、Fe²⁺始浓度、PS浓度、初始pH值、无机阴离子(Cl^-、HCO₃^-)浓度以及金属离子(Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺)浓度的影响.结果表明,Fe²⁺/热/PS降解TBBPA的效果远高于同等条件下单一热活化和Fe²⁺活化的情况;提高温度和PS浓度能够促进土壤TBBPA的降解;而过量的亚铁离子会导致TBBPA去除率下降,Fe²⁺与PS的最佳摩尔比为0.5:1;Fe²⁺耦合热活化PS体系具有较宽的pH应用范围,在酸性条件下更有利于降解;温度55℃、Fe²⁺浓度25 mmol·L^-1、PS浓度50 mmo...     

三峡库区消落区紫色土对重金属的吸附特征

为了解三峡库区消落区紫色土对重金属的吸附特点,采用振荡平衡方法研究石灰性、中性和酸性3种紫色土对Pb2 、Cu2 、Zn2 和Cd2 的吸附特征,并比较不同环境条件对紫色土吸附重金属的影响.结果表明:(1)一定pH条件下,同种土壤对4种重金属离子的吸附能力依次为Pb2 ＞Cu2 ＞Cd2 ≈Zn2 ;(2)在一定pH条件下,石灰性紫色土、中性紫色土、酸性紫色土对同种重金属离子的吸附强度依次降低,与其表面电荷密度的大小相一致;(3)石灰性紫色土、中性紫色土和酸性紫色土表面对Pb2 和Cu2 的吸附以静电和专性方式共存,其中对Pb2 的专性吸附比例分别约为56%、67%和50%;而对Zn2 和Cd2 绝大多数情况下产生静电吸附.     

四环素在矿化垃圾上的吸附特性及动态过程

为明确垃圾渗滤液中四环素在矿化垃圾上的吸附规律,通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、孔径测试及N₂吸附解吸测试表征了矿化垃圾的结构特点和化学性质,探讨了矿化垃圾对四环素的静态吸附规律及初始浓度、pH和不同阳离子类型等环境因素对其吸附效率的影响,并进一步通过动态吸附实验模拟了实际动态条件下的吸附过程.结果表明,矿化垃圾表面含有大量的官能团及良好的孔隙结构;矿化垃圾对四环素具有良好的吸附效果,吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和拟二级动力学模型;初始浓度和pH升高会降低吸附效率,K⁺对吸附性能的抑制高于Ca²⁺离子;动态吸附实验表明矿化垃圾对四环素的承载量为3.9 mg·g^-1,动态吸附性能良好.     

生物炭对土壤中阿特拉津吸附特征的影响

为探究生物炭对土壤中阿特拉津的吸附特征及影响因素,采用批处理实验研究了灭菌(T1)、5%秸秆生物炭+灭菌(T2)、未灭菌(T3)和5%秸秆生物炭+未灭菌(T4)条件下对土壤中阿特拉津吸附特征及土壤理化性质的影响.结果表明,在最初0—12 h内,不同处理下阿特拉津吸附量均随时间的延长而快速增加,而在12—96 h内增加较为缓慢并逐渐趋于平衡.在96 h时,T2和T4处理下阿特拉津最大吸附量分别达到46.22 mg·kg^-1和46.43 mg·kg^-1,而未添加生物炭的T1和T3处理则有所降低,分别为44.20 mg·kg^-1和43.09 mg·kg^-1.准二级动力学模型更好地拟合不同处理下土壤对阿特拉津吸附特征,T2和T4处理下吸附速率常数K分别为0.257 kg·mg^-1·h^-1和0.339 kg·mg^-1·h^-1,显著高于未添加生物炭处理的T1和T3处理(K分别为-0.083 kg·mg^-1·h^-1和-0.261 kg·mg^-1·h^-1).内扩散模型显示添加生物炭后,土壤对阿特拉津的吸附是一个由边界扩散、内部孔隙扩散等多因素控制的复杂化学过程.添加生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中土壤有机碳含量与阿特拉津最大吸附量之间存在显著的正相关关系(P<0.05).由此可见,添加生物炭可以提高土壤对阿特拉津的固持能力,减少其淋溶迁移风险,从而达到修复阿特拉津污染土壤的目的.     

琼北地区地热水中氟的富集规律

以海南岛的琼北地区地热水为研究对象，对研究区的地热水、地下水和地表水水样进行测试分析，运用piper图、δ²H和δ¹⁸O图、钠碱指数等方法探究琼北地区高氟地热水的富集规律及分布特征.结果表明，地热水氟浓度均超标，平均值高达14.25 mg·L^-1；而地下水和地表水的氟含量未超标，变化范围为0.02—0.44 mg·L^-1.沿海地区到内陆地区地热水氟含量呈现逐渐增大的趋势，内陆地区平均含量高达21.69 mg·L^-1.地热水水化学类型以HCO₃-Na为主，温度、pH和地层中的含氟矿物类型对地热水氟的富集具有重要的影响.地下热水补给来源为现代大气降水，并且存在轻微的“氧漂移”现象，受到一定程度的蒸发浓缩的影响.随着文石、方解石的沉淀反应、络合反应形成的络合物以及Na⁺、K⁺置换出Ca²⁺、Mg²⁺的离子交换反应，地热水中氟浓度不断增大.     

不同电荷表面活性剂影响下纳米氧化锌对小球藻的毒性效应与细胞分布

水环境中的带电物质可改变可溶性纳米颗粒的理化性质和累积分布，从而影响纳米颗粒对水生生物的毒性效应.本文探究了3种不同电荷表面活性剂，阳离子型的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、阴离子型的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子型的聚乙二醇辛基苯基醚(TX-100)存在下纳米氧化锌(nZnO)对小球藻(Chlorella vulgaris)的毒性效应，探明了3种表面活性剂对nZnO性质(电位粒径、Zn²⁺溶出等)及Zn元素细胞分布的影响.结果表明，带有不同电荷的表面活性剂与nZnO复合具有不同的联合毒性效应及机制.阳离子型CTAC促进nZnO的团聚并抑制Zn²⁺的溶出，增强nZnO与藻细胞间的静电相互作用，使细胞表面吸附的颗粒态nZnO增加，其联合毒性表现为拮抗作用；阴离子型SDBS促进nZnO的分散和Zn²⁺的溶出，增强nZnO与藻细胞间的静电排斥，使细胞内Zn²⁺含量增加，其联合毒性表现为协同作用；非离子型TX-100对Zn²⁺的细胞分布无显著影响，可能是通过空间位阻作用减少nZ...     

改良剂对镉污染土壤团聚体稳定性和川芎镉积累的影响

为探究土壤改良剂的施用对团聚体稳定性及川芎镉积累的影响，本文基于川芎主产地种植园镉污染土壤设置田间试验，通过施加不同剂量改良剂1(轻质碳酸钙、石灰石、钙基膨润土、纳米磷酸二氢钾、生物炭、硅酸钠、凹凸棒)0.5 t·hm^-2(T1-低)、1.5 t·hm^-2(T1-中)、5.0 t·hm^-2(T1-高)和改良剂2(重质碳酸钙、钙基膨润土、纳米磷酸二氢钾、生物炭、硅酸钠、凹凸棒)0.5 t·hm^-2(T2-低)、1.5 t·hm^-2(T2-中)、5.0 t·hm^-2(T2-高)，研究其对土壤团聚体的稳定性、有效态Cd含量以及川芎根部Cd含量与其生物量的影响.结果表明，在添加两种不同改良剂之后，土壤团聚体稳定性得到提升；土壤有效态Cd以及川芎根部Cd含量都有显著降低.对比空白处理，T2-高和T2-低处理效果最好，使得土壤有效态Cd和川芎根部Cd分别降低了51.43%和56.13%；并且生物量有所提升，T2-低处理效果最好，增幅为53.50%.根据相关性分析，发现...     

磁性纳米羟基磷灰石对污染土壤中镉的吸附—移除效果

为从污染土壤中吸附移除重金属镉(Cd),将共沉淀法合成的磁性纳米羟基磷灰石(nHAP@Fe₃O₄)分别按0、0.1%、0.5%、1.0%、3.0%比例添加至土壤中,在修复21、30、45 d时,磁分离nHAP@Fe₃O₄与土壤,考察nHAP@Fe₃O₄对土壤Cd的去除、材料的回收效果及修复后土壤理化性质的变化。结果表明,w(Cd)为2.510 mg·kg^-1的重污染稻田土壤中添加1.0%nHAP@Fe₃O₄,修复21 d时土壤Cd去除和材料回收效果最好,Cd平均去除率和材料回收率分别为16.45%和85.33%;nHAP@Fe₃O₄能明显降低土壤Cd的可交换态,促使其向较稳定的形态转化;经nHAP@Fe₃O₄修复后的土壤pH值升高,CEC有所降低,土壤颗粒间孔隙增大。利用磁性将nHAP@Fe_3<...     

城市地表径流胶体与溶解性有机物下渗共迁移行为

针对城市地表径流胶体与溶解性有机物(DOM)共存特性,考察下渗柱中径流胶体和DOM的出流浓度,分析进水流速、pH值、离子强度和胶体粒径变化时城市地表径流胶体与DOM的共下渗迁移行为.结果表明,径流胶体与DOM结合后,会显著促进对方向下迁移;进水流速越高,径流胶体对DOM的携带迁移越明显,两者的出流浓度越高;进水流速为10 mL·min^-1时,径流胶体和DOM的穿透曲线相对峰值浓度分别比5 mL·min^-1时提高了3.5%、8.1%;径流胶体-DOM混合溶液在pH值为6时的下渗共迁移速度最快;Na⁺存在抑制了径流胶体与DOM的下渗共迁移;共存地表径流胶体粒径越小,DOM的下渗出流时间越早、出流峰值浓度越低.