改性生物质炭对电解锰废渣中Mn淋溶迁移的影响

利用有机酸(柠檬酸和EDTA)螯合载铁改性生物质炭,探究改性生物质炭对电解锰废渣中Mn淋溶迁移的影响。结果表明,改性生物质炭对电解锰废渣淋溶液中Mn的迁移有明显的效果。添加柠檬酸和EDTA改性的生物质炭处理后,电解锰废渣淋溶液中Mn含量减少百分率较未改性生物质炭平均增加了1.46倍、2.05倍,Mn质量浓度最大值分别为8.63,5.61 mg/L,且此时生物质炭对电解锰废渣中Mn迁移减少率分别达44.81%,64.08%。     

羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭对水中Cd2+的动态吸附研究

以羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭为吸附剂,对水中重金属镉进行了吸附实验。研究了pH值、Cd~(2+)质量浓度、吸附剂质量、动态流速等对穿透曲线的影响。结果表明,穿透时间随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而缩短。Thomas模型常数(K_(TH))随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而减小,由Thomas模型拟合计算获得其对Cd~(2+)的饱和吸附量为43.15 mg/g。Adams-Bohart模型常数(K_(AB))随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速增加而减小,随着pH值、吸附剂量增加而增大。     

生物质炭施用和不同水分管理对水稻生长和Cd吸收的影响

向实际Cd污染土壤中添加不同质量比(0.5％、1％和2％)的生物质炭,并结合不同水分管理方式,研究该处理对Cd污染土壤的修复效果.结果表明,添加生物质炭提高了淹水处理中水稻各生育期土壤溶液pH值和可溶性有机碳(DOC)质量浓度及土壤pH值,且增幅随生物质炭添加量增加而升高;旱作处理中仅2％生物质炭添加量处理显著提高了各生育期土壤溶液pH值和DOC质量浓度,但所有处理均提高了土壤pH值;生物质炭显著降低了土壤Cd生物有效性,下降幅度达5.09％～68.7％.施用生物质炭后,水稻的株高、稻米产量和水稻总生物量均有显著提高.淹水条件下施用生物质炭显著降低了水稻籽粒中Cd质量比(下降幅度为36.9％～73.4％),而在旱作条件下则增加了水稻籽粒中Cd质量比,这可能与不同水分条件下生物质炭的分解及其携带的Cd有关.研究表明,采用1％生物质炭施用量和淹水的农业措施可有效降低土壤有效态Cd含量和水稻籽粒中Cd含量.     

秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究

将麦秆、向日葵秆和玉米秆低温热解制备生物质炭。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射等仪器对其结构进行了表征。研究了热解温度、溶液p H值、初始浓度、吸附时间以及吸附剂用量等因素对各生物质炭吸附亚甲基蓝效果的影响。实验结果表明,3种生物质炭均含有多孔的微晶炭,表面存在大量的活性-OH,-COOH等基团,对亚甲基蓝有较强的吸附作用;在最佳吸附条件下,玉米秆炭、向日葵秆炭以及麦秆炭对亚甲基蓝的吸附容量分别为26.6,26.2,14.7 mg/g。     

麻疯树籽壳生物质炭的制备及对六价铬离子的吸附研究

以麻疯树籽壳为原料经磷酸活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂。以六价铬离子为目标对象,考察了磷酸浓度、活化时间、炭化温度、炭化时间等制备条件对生物质炭吸附六价铬离子的能力,并探讨了生物质炭的投加量、溶液pH值等工艺条件对六价铬离子吸附能力的影响。结果表明:在磷酸浓度为2 mol/L,活化18 h,600℃下炭化1.5 h时所制得的生物质炭在投加量为5 g/L、溶液pH值为3时对铬离子的吸附效果最佳,铬离子去除率为74.5%。     

3种淋洗剂对污染土壤中Cd、Pb、Zn去除效果的研究

以龙岩市新罗区特钢厂附近的Cd、Pb、Zn复合污染土壤为对象,研究HCl、柠檬酸和Na2-EDTA 3种淋洗剂对Cd、Ph、Zn的去除效果.淋洗剂浓度梯度设置为0.02～0.16 moL/L.淋洗5次.结果表明,HCl淋洗剂的适宜浓度和淋洗次数分别为0.10 mol/L和2次;柠檬酸为0.08 mol/L和2次;Na2-EMA为0.02 mol/L和1次.对3种淋洗组合的淋洗效率,淋洗成本和二次污染风险等的综合比较表明,对Cd、Ph、Zn复合污染土壤,采用0.1 mol/L的HCl为淋洗剂,淋洗2次时可以达到较好的淋洗、修复效果.     

碳酸盐对电解锰渣中可溶性锰固定和硫酸钙转化的研究

电解锰渣是电解锰生产过程中碳酸锰矿经酸浸、中和、压滤工序后产生的废渣。重金属锰是电解锰渣中的主要污染物,在渣中主要以可溶化合物MnSO_4·H_2O,(NH_4)_2Mn(SO_4)_2·6H_2O等形式存在。采用碳酸盐碳化处理电解锰渣,研究渣中可溶性锰固定、硫酸钙转化的矿物学特征和机制。结果表明,Na_2CO_3能够有效固定渣中的锰离子形成MnCO_3矿物。反应时间90 min,Na_2CO_3与渣质量比为0.05时,Na_2CO_3对锰的固定率达到99.9%,渣浆中锰离子质量浓度下降至5.7 mg/L。反应机制主要是渣中MnSO_4·H_2O,(NH_4)_2Mn(SO_4)_2·6H_2O与碳酸盐反应形成球状MnCO_3矿物;当Na_2CO_3与渣质量比大于0.4时,渣中柱状、条状CaSO_4·2H_2O转化为CaCO_3。     

重金属Pb、Cd对玉米幼苗生长毒性效应研究

在无土种植条件下,测定了重金属Pb、Cd单一及复合污染对玉米幼苗株高、根长的抑制率.结果表明,在单一污染中,同一浓度下,Pb对玉米幼苗根长的抑制率大于对株高的抑制率,Cd对玉米幼苗株高的抑制率大于对根长的抑制率.复合污染下,重金属复合污染手对玉米幼苗根长的毒性效应大于对株高的毒性效应.复合污染总体上表现为协同效应,毒性...     

生物质基材料对水中金属离子的检测和吸附研究进展

随着经济的快速增长,水中重金属离子污染对人类生活以及工业生产产生了严重影响。生物质基材料是一种环境友好型材料,具有产量高、可再生和官能团丰富等优势。对生物质材料进行物理、化学修饰可获得一系列集检测和吸附于一体的双功能型生物质材料,且在废水重金属的检测和处理中具有广阔的应用前景。通过阐述近年来多个学者以纤维素、壳聚糖和海藻酸钠等生物质材料为基材合成双功能型荧光材料以及对水中重金属离子的检测和吸附应用的研究,分析相关的检测和吸附机理,进而对集检测和吸附一体化的双功能型生物质基荧光材料目前存在的问题以及未来研究方向进行总结和展望。     

外源Cd、Cd - Zn复合污染对绿豆苗的影响

采用盆栽试验,分别向磁器口土样(土壤1)、校园土样(土壤2)中添加不同质量比的Cd及不同质量比的Zn+ Cd(20 mg/kg),研究不同质量比外源CA及Zn+Cd(20 mg/kg)复合污染对两种土壤中绿豆苗株高及绿豆苗吸收Cd的影响.结果表明:单一外源不同质量比Cd污染绿豆苗时,生长期为7d的绿豆苗株高较对照组有明显下降,随Cd污染加剧,绿豆苗生长受到抑制,随生长期延长而其危害加剧;随Cd污染的加剧,绿豆苗中Cd质量比增加,并呈正相关性,相同污染水平下,生长期为7d的绿豆苗Cd质量比均大于生长期为3d的;在不同污染水平下,土壤1的绿豆苗株高高于土壤2,其绿豆苗Cd质量比低于土壤2;Zn+ Cd(20 mg/kg)复合污染时,株高较对照组矮,绿豆苗中Cd质量比随着Zn质量比增加而增加,呈正相关,表现为协同作用;对比土壤1和土壤2,土壤2的株高较低,但其绿豆苗中Cd质量比在不同水平下均高于土壤1.     

黍糠、菜籽饼生物炭的制备及其对重金属镉(Cd2+)的吸附

利用黍糠、菜籽饼在不同温度下制备生物炭,以确定最佳制备温度及最佳吸附材料。结果表明,2种生物炭对镉(Cd~(2+))的吸附效果随制备温度上升而升高,黍糠生物炭的吸附效果更好。综合考虑产出率、吸附效果与能耗,得到最佳生物炭材料为黍糠,最佳制备温度为600℃。经2种生物炭吸附后,Cd~(2+)溶液的pH值均呈上升趋势,而黍糠生物炭调节pH值的能力更强。2种生物炭清洗后的吸附效果均有下降,表面沉淀是未清洗的生物炭对重金属离子吸附作用的机理之一。600℃黍糠生物炭对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir吸附等温线,表明黍糠生物炭对Cd~(2+)的吸附为单分子层的吸附,且吸附剂表面均匀。使用扫描电镜(SEM,Scanning Electron Microscope)、多通道比表面积和孔径分析仪(BET,Multi-channel specific surface area and pore size analyzer)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR,Fourier Transform Infrared Spectroscopy)和综合热分析仪(STA,Synchronous Thermal Analyzer)对黍糠生物炭进行了表征。结果表明,黍糠原材料具有丰富的官能团,随热解温度升高,脂肪族官能团逐渐弱化消失,而芳香性结构与官能团逐渐凸显出来,因而能更多地吸附重金属Cd~(2+)。黍糠生物炭对重金属的吸附不主要依赖比表面积和孔隙结构,而是多种化学作用的结果,如表面沉淀、与官能团络合和阳离子-π键吸引。     

磁性生物炭的制备、表征及对磷的吸附特性

处理成本高、分离难度大是当前湖库等相对封闭水体磷治理工程中的主要问题。为此,以廉价农林废弃物花生壳为主要前驱物与Fe_3O_4纳米颗粒复合制备一种低成本、可磁分离的磁性生物炭吸附剂,研究了热解温度(400℃、500℃、600℃)、溶液pH值、阴离子(Cl~-和SO_4~(2-))共存等因素对复合材料吸附性能的影响。结果表明,复合后的磁性生物炭最大吸附量相比复合前提升了3~5倍。动力学数据拟合结果表明,拟二级动力学方程能较好地拟合吸附过程。磁性生物炭的零电荷点(均7.5)与前驱物的热解终温在试验范围内呈现明显的正相关,表明引入Fe_3O_4后可明显增加磁性生物炭表面电荷,进而有效提升吸附性能。此外,阴离子共存试验表明,磁性生物炭对磷具有较好的选择性。     

热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤Cr、As、Cu和Zn赋存及浸出影响机制研究

为了解热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤理化性质及其重金属Cr、As、Cu、Zn赋存和浸出毒性的影响,采用锥量仪在不同热辐射温度(400℃、600℃、750℃)及生物质负载量(1 kg/m²、3 kg/m²、5 kg/m²)下开展室内燃烧试验,对样品理化性质、Cr、As、Cu、Zn质量比和形态进行分析,并通过TCLP法对重金属潜在的浸出风险进行评估。结果表明：热辐射与灰分耦合作用显著改变表层土壤的理化性质。其次,耦合作用使得表层土壤Cr、As、Cu和Zn的总质量比增加,说明生物质燃烧产生的热辐射与灰分是影响矿区林地表层土壤重金属浓度的重要因素。此外,耦合作用使得Cr有效态的比例由50%下降到40%,As有效态的比例由14%增加到22%,对Cu和Zn有效态的作用则不明显,说明其对表层土壤Cr、As的迁移性分别起到了抑制和促进作用。TCLP试验结果表明,仅土壤受热或生物质与土壤共同燃烧都会使土壤中Cr、As、Cu和Zn的浸出水平增大;Cr、As、Cu和Zn浸出质量比最高分别为0.88 mg/kg、0.81 mg/kg、654.1...     

城市植物叶面尘粒径和几种重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布特征

为研究城市植物叶面尘粒径及重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布规律和污染特征,以西安市不同功能区大叶女贞(Ligus-trum lucidum)和小叶女贞(Ligustrum quihoui)叶面尘为研究对象,用激光粒度分析仪测定叶面尘的粒径分布,用原子吸收分光光度计测定叶面尘重金属质量比,并探讨了叶面尘重金属的可能来源。结果表明,大叶女贞和小叶女贞叶面尘粒径小于50μm。前者叶面尘粒径累积曲线呈双峰分布,平均粒径和粒径峰值从大到小为相对清洁区、工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区;后者呈单峰分布,平均粒径和粒径峰值由大到小为工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区和相对清洁区。不同功能区叶面尘中Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni有明显的富集,其质量比分别为(325.5±72.6)mg/kg、(3 965.6±1 112.9)mg/kg、(349.2±149.3)mg/kg、(35.3±6.8)mg/kg、(1 182.0±355.1)mg/kg、(324.1±129.5)mg/kg,为陕西省土壤背景值的7.9～20.8、29.7～77.9、2.6～11.1、262.8～489.4、26.4～71.8和6.9～18.9倍。不同功能区2物种叶面尘各重金属质量比差异显著(p<0.001),物种间差异不显著(p>0.05)。叶面尘中Zn、Pb、Ni、Cr的质量比以工业区最高,Cu、Cd以交通枢纽区最高,其次为商业区,居住文教区和相对清洁区负荷最低。研究认为,叶面降尘中的重金属可能来自外源输入。     

柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

微波生物炭对阴、阳离子型染料的吸附特性

以小麦秸秆为原材料、以活性炭为催化剂,在微波辐照下制备了生物炭并进行了理化表征,而后对比考察了其对阴离子染料甲基橙(MO)和阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附特性。结果表明,提高微波辐照功率,生物炭的比表面积和孔体积逐渐增大,对染料的吸附量也相应增加,对MB的吸附量达87.72 mg/g。相关性分析表明微波生物炭对MO的吸附主要是受比表面积和孔体积决定的物理吸附,对MB的吸附则兼具有物理吸附和静电吸引作用。动力学和等温线研究表明微波生物炭对染料的吸附受多种因素控制,低功率制备的微波生物炭符合Langmuir吸附,而高功率制备的炭更符合Freundlich多分子层吸附。影响因素研究表明,受静电作用、络合作用的影响,溶液pH值、阳离子浓度以及吸附温度都会影响吸附效果。     

玉米芯生物炭对含盐污水中氨氮的吸附特性

以玉米芯为原料制备生物炭,并采用"盐酸+超声波"改性,研究了其对含盐污水中氨氮的吸附特性。结果表明,改性玉米芯生物炭的比表面积和酸性含氧官能团含量较改性前分别提高了7.5、18.2倍,在氨氮初始质量浓度为40 mg/L、盐度为0.45%、p H值为5.0、投加量为2.5 g时,对氨氮的吸附率可达79.4%。改性玉米芯生物炭在含盐条件下对氨氮的吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir模型,理论最大吸附量为2.538 2~2.842 6 mg/g,显著高于改性前。热力学分析表明,玉米芯生物炭对含盐污水中氨氮的吸附主要为物理吸附,且是自发、放热及熵增加的过程。以HCl为解吸剂,改性前后玉米芯生物炭的最佳吸附-解吸循环次数分别为3、7次,再生后对氨氮的平衡吸附量分别为解吸前的85.1%、93.8%。     

中国部分市售大米中Cd、Zn、Se的含量及其食物安全评价

随机抽取国内部分市场的精米样品(44个籼米和47个粳米样品),分别测定样品中Cd、Zn和Se的含量并分析籼米与粳米中Cd、Zn和Se含量的差异及其相互关系.结果表明,91个样品中Cd含量超标(食品卫生质量标准)的达10%左右.若以USEPA推荐的成人RfD(Cd)值计算摄取量,则70%的大米潜存着Cd食物暴露风险问题.稻米的Zn、Se含量偏低,不能满足正常的膳食摄取需要.稻米的Cd含量与Cd/Zn(Cd含量/Zn含量)之间、Se含量与Se/Zn(Se含量/Zn含量)之间均存在显著的正相关,这表明稻米中Zn的积累强度低于Cd和Se.90%的样品中Cd/Zn未超出美国学者提出的建议临界值0.015,且Cd超标与Cd/Zn超标可能不同时出现.籼米的Cd、Se含量明显高于粳米的,且90%的籼米潜存着Cd健康风险,这表明食用籼米时的Cd食物安全风险远大于粳米.我国稻米的重金属元素含量及相互关系应在环境与人类健康研究中予以关注.     

磷基及铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的修复效果及其工艺条件优化

通过DTPA和NaHC03浸提方法评价磷基、铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的钝化修复效果.结果表明,磷基钝化剂中磷酸二氢钙对有效态Pb、Cd固定效果较好,35 d后其去除率分别为61％、38％;铁基钝化剂中以硫酸高铁对有效态As固定效果最好,28 d后其去除率达74.6％.工艺条件优化结果表明,随磷酸二氢钙用量增加,土壤中有效态Pb、Cd含量明显下降;随硫酸高铁用量增加,对有效态As的固定效果明显增加,当硫酸高铁添加量为土壤中As总物质的量的3.06倍时,28 d后土壤中有效态As的去除率高达74.5％.土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,对有效态Pb固定影响不大,但均略高于最大田间持水量30％ ～ 50％时的Pb去除率;土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,有效态Cd固定效果较好.当磷酸二氢钙用量为土壤中Pb、Cd总物质的量的10倍,土壤水分含量为最大田间持水量的60％时,21 d后有效态Pb、Cd去除率分别达到93％和39％.铁基与磷基钝化剂复配可以同时固定土壤中的Pb、Cd、As.当Fe3+与PO43-物质的量的比为7.2∶1时,7d后土壤有效态Pb、Cd、As去除率分别为99％、41％、69％.