菲与吡啶在沉积物及粘土矿物上的吸附行为

研究了菲和吡啶在天然沉积物及粘土矿物(高岭土、蒙脱土)上的吸附行为.结果表明,含有天然有机质的沉积物对菲的吸附最为显著,而高岭土和蒙脱土对菲也能发生一定程度的吸附.菲在3种吸附剂上的吸附行为比较符合线性模型,Kd分别为594.7L·kg-1(沉积物),405.OL·kg-1(高岭土)和286.7L·kg-1(蒙脱土).吡啶在3种吸附剂上吸附的Kd明显低于菲,在沉积物、高岭土和蒙脱土颗粒上分别为1.18,9.03和0.94 L·kg-1.CEC较大的沉积物和蒙脱土上吡啶的吸附量更低,这可能是背景溶液中Na+向此两种吸附剂表面大量聚集所致.总体上溶液pH值对于菲在3种吸附剂上的吸附影响较小,而对于吡啶而言,酸性和碱性条件均较中性条件更有利于其在粘土矿物上的吸附,其在沉积物上的吸附则随溶液pH值的增大而降低.     

2种黏土矿物对磺胺嘧啶的吸附

选择蒙脱土和高岭土2种典型黏土矿物为吸附体, 通过静态吸附试验研究其对磺胺嘧啶的吸附行为,考察温度和pH值对磺胺嘧啶吸附的影响.结果表明,2种黏土矿物对磺胺嘧啶的吸附等温线均能较好地符合Freundlich和Langmuir吸附方程,且Langmuir方程拟合效果优于Freundlich方程;高岭土对磺胺嘧啶的吸附量大于蒙脱土;温度升高和pH值过高或过低均不利于磺胺嘧啶的吸附.     

两种不同抗生素在沉积物中吸附的影响因素与模拟研究

抗生素是环境中广泛存在的药物,其在水环境的迁移和分布主要受到沉积物吸附行为的影响.本文首先考察了高岭土、黑碳、腐殖酸、pH、Ca~(2+)等5种影响因素对两种不同抗生素在沉积物上吸附强度的单因素影响,然后应用中心复合实验设计考察了其复合影响,并利用实验所得数据,分别拟合和验证了基于线性方程和BP神经网络的两种抗生素吸附模型,通过对比拟合和验证结果分别得到适用于两种抗生素的吸附模型.实验结果表明,pH和Ca~(2+)对两种抗生素在沉积物上的吸附容量影响显著,而高岭土、黑碳和腐殖酸则影响较小.模型模拟结果表明,神经网络模型拟合程度和精度均优于线性方程模型;且交叉验证结果表明,利用不同组数据进行训练,神经网络模型拟合均取得了优于线性方程的拟合结果.因此,在所考察的因素和浓度范围内,神经网络模型较好地预测了沉积物中抗生素的吸附行为.     

土壤和沉积物中有机质对双酚A和17α-乙炔基雌二醇的吸附行为

研究了土壤和沉积物原始样品bulk及其有机质组分(非水解性有机质NHC、碳黑BC和腐殖酸HA)对17α-乙炔基雌二醇(EE2)和双酚A(BPA)的吸附行为.所有的吸附等温线都很好地拟合了Freundlich模型,除HA和bulk外,所有的吸附等温线都为显著的非线性(n值为0.46—0.76).对于EE2和BPA的吸附非线性因子n值都存在这样的关系:HA>NHC>BC.EE2以有机碳归一化的Freundlich吸附能力(lgKOC)有BC>NHC>bulk>HA的关系,说明有机质成熟度越高,对EE2或者BPA的吸附能力越高.在土壤和沉积物有机质SOM(NHC、BC和HA)对吸附BPA和EE2的贡献上,NHC、BC和HA对沉积物和土壤对BPA总吸附贡献上要明显弱于它们对EE2的贡献.除了内分泌干扰物(EDCs)的疏水性影响EE2和BPA的吸附能力的差异外,分子大小和带电子苯环数也影响它们的吸附能力差异.     

几种粘土矿物和粘土对溶液中磷的吸附效果

通过磷等温吸附与饱和吸附后释放试验,研究了高岭土、蒙脱土、凹凸棒土、蛭石和沸石对溶液中磷的吸附效果及其影响因素。结果表明,蛭石磷理论饱和吸附量最大,为3473mg·kg-1,其他依次为凹凸棒土、黄褐土、蒙脱土、下蜀黄土和沸石,高岭土磷理论饱和吸附量最低,为554mg·kg-1。影响粘土矿物和粘土磷理论饱和吸附量的主要因素是钙含量和胶体氧化铁及氧化铝的含量,pH值、阳离子交换量和比表面对磷理论饱和吸附量影响不大,粘土矿物和粘土吸附磷的机制主要为化学吸附。粘土矿物和粘土磷饱和吸附后释放试验表明其磷释放量很低。     

溶解性有机质(DOM)对不同浓度卡马西平在蒙脱土上吸附行为的影响

为探究溶解性有机质(DOM)对药物和个人护理品(PPCPs)类污染物吸附过程的影响,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,以蒙脱土为介质,用商用腐殖酸(HA)制备DOM,开展吸附实验,并采用紫外-可见光吸收光谱和红外光谱表征等手段,研究了DOM对不同浓度CBZ在蒙脱土上吸附影响的差异及机制.等温吸附实验结果显示:DOM对不同浓度CBZ吸附影响方式不同.CBZ浓度较低时(0.2—1.5 mg·L~(-1)),DOM对CBZ的吸附表现为抑制作用,吸附等温线为L型;浓度较高时(5—40 mg·L~(-1))表现为由抑制转为促进作用,吸附等温线为C型.结合表征结果分析认为,CBZ浓度是影响DOM存在下CBZ吸附行为的主要因素.DOM与低浓度CBZ的结合能力弱,此时大分子量DOM与CBZ竞争有限的吸附位点,小分子量DOM与CBZ结合起到增溶作用,而DOM中以大分子量物质为主,因而DOM对CBZ的吸附抑制作用增强,形成L型吸附等温线;DOM与高浓度CBZ的结合能力较强,结合物质的分子量随CBZ浓度升高而逐渐增大,进而引起共吸附和累积吸附现象产生,在蒙脱土上形成的新的活性吸附位点,从而导致CBZ的吸附促进作用随污染物浓度的升高而增强,形成C型吸附等温线.     

三氯乙烯在模型吸附剂上的吸附特性

为了分别揭示矿物质、有机质在疏水性有机物吸附中的作用,文章研究了蒙脱石、高岭土、硅胶以及用腐殖酸修饰后的这3种模型吸附剂对三氯乙烯的吸附行为。采用批量吸附实验方法分别研究了三氯乙烯在不同吸附剂上的吸附。结果表明,硅胶、高岭土、蒙脱石对三氯乙烯均具有一定的吸附能力,吸附系数Kd值分别为10.3、3.13、1.15L·kg-1,硅胶的吸附能力明显高于高岭土和蒙脱石。3种无机模型吸附剂对腐殖酸表现出不同的吸附能力,蒙脱石最强,高岭土次之,硅胶最差,与对三氯乙烯的吸附能力正好相反。被腐殖酸修饰后3种模型吸附剂对三氯乙烯的吸附都明显增强,但增强程度不一样,当用8%腐殖酸(腐殖酸与模型吸附剂的质量比)修饰后,3种吸附剂对三氯乙烯的吸附Kd值均在23L·kg-1左右。虽然Kd随有机质的质量分数增高而上升,但是Kd值与有机质的质量分数不存在线性相关关系,特别是对于具有较高吸附能力的无机吸附剂,说明无机矿物本身结构对于吸附起到同等重要的作用。     

全氟辛酸在腐殖酸上的吸附平衡

本文以全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)作为目标污染物,讨论了腐殖酸(Humic Acid, HA)吸附PFOA的特性和机制.结果表明,吸附动力学实验进行24 h后,PFOA在腐殖酸上的吸附达到完全平衡,吸附动力学可以用拉格朗日二级动力学较好拟合(R~20.99),颗粒扩散模型的拟合结果表明,PFOA在腐殖酸上的吸附分为3个过程,其中颗粒内部扩散是主导吸附的主要因素;吸附等温线用Liner、Freundlich和Langmuir模型对实验数据进行拟合,结果显示Liner和Freundlich模型吸附效果较好,说明疏水分配作用主导了PFOA在HA上的吸附;pH值和离子强度对吸附有明显的影响,吸附量随着pH值和离子强度的增加而减小;疏水性分配、氢键作用可能是主导HA吸附PFOA的主要因素.因此,在考虑PFOA在环境中行为的时候,要考虑腐殖酸的影响.     

不同类型土壤对重金属的吸附特性

为了解重金属在土壤中的迁移转化规律,为确定土壤环境容量和治理土壤重金属污染提供理论依据,采用室内试验方法研究了采自山东的棕壤、黑龙江的黑土、陕西的黄棕壤和山西的褐土吸附Cu2 、Pb2 和Cd2 的特性及溶液pH、外加腐殖酸、溶液中重金属初始含量对吸附的影响.由振荡平衡法进行吸附试验,原子吸收分光光度法测定平衡溶液中重金属的吸光度值.试验结果表明:随着溶液中Cu2 、Pb2 和Cd2 含量的增大,4种土壤对Cu2 、Pb2 和Cd2 的吸附量逐渐增大.溶液pH值对土壤吸附重金属的影响因土壤性质和重金属特性的不同而不同.加入腐殖酸,4种土壤对Cu2 、Pb2 和Cd2 的吸附量明显减少.不同吸附模型拟合结果表明,4种土壤对Pb2 的吸附等温线都符合 Langmuir 方程和Freundlich方程,对Cu2 吸附等温线拟合的Langmuir 方程和Freundlich方程的相关性不理想,对Cd2 吸附等温线拟合符合Freundlich方程.     

应用Langmuir模型探讨有机物在自然沉积物上的吸附规律

本文用Langmuir吸附模型分析了有机物在自然沉积物上的吸附规律。由于自然沉积物上大量有机碳的存在,使有机物在自然沉积物上的吸附等温线为直线。     

湘南红壤对NO_3~-和SO_4~(2-)的吸附机理研究

本文研究了湘南第四纪红粘土发育的红壤对NO_3和SO_4~(2-)的吸附等温线。结果表明红壤对NO_3~-的吸附在浓度低时为负吸附,浓度高时为正吸附,吸附机理为非专性吸附,红壤对SO_4~(2-)的吸附等温式以Freundlich方程最好,在达到最大吸量(X_m)之前,SO_4~(2-)以置换羟基(—OH)的配位吸附为主;而在达到最大吸附量以后,以非专性物理吸附为主。     

不同粒径沉积物对1,2,4,5-四氯苯的吸附/解吸特性

采用静态吸附实验,研究不同粒径沉积物的基本性质及其对1,2,4,5-四氯苯吸附/解吸性能的影响.结果表明,不同粒径沉积物所含天然有机质(NOM)质和量的不同,导致其对1,2,4,5-四氯苯吸附性能的不同.颗粒最细的沉积物因其主要结合聚合度较低的无定型腐殖物质,导致1,2,4,5-四氯苯吸附等温线的非线性程度最低,在沉积物上的吸附亲和力和吸附.解吸滞后现象也最弱.而颗粒最粗的沉积物因为含有一些煤炭和木炭等高比表面积的碳黑类物质,NOM聚合度较高,导致1,2,4,5-四氯苯吸附等温线的非线性程度最高,在沉积物上的吸附亲和力和吸附-解吸滞后现象也最强.而粒径中等的沉积物本身的性质和吸附性能介于颗粒最粗和最细的两种组分之间.     

四环素在光催化剂TiO_2上的吸附研究

选取四环素作为代表抗生素,考察了溶液的pH值、离子强度（二价阳离子Ca2＋和Mg2＋）、腐殖酸3种环境因子对四环素在光催化剂二氧化钛（TiO2）上吸附的影响.结果表明,在3个不同pH（pH3、6和9）条件下的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,拟合的相关系数R2均大于0.999;四环素在TiO2上的吸附量在p...     

Sb(Ⅲ)在蒙脱土、高岭土和针铁矿表面的吸附:pH值和离子强度的影响

研究蒙脱土、高岭土和针铁矿在不同pH值与离子强度的条件下对Sb(Ⅲ)的吸附及解吸行为.结果表明,随pH值的升高,Sb(Ⅲ)的吸附减弱,离子强度对Sb(Ⅲ)在三种矿物表面的吸附影响较弱,而矿物表面吸附的Sb(Ⅲ)不易解吸.三种矿物对Sb(Ⅲ)的吸附能力差别较大,蒙脱土的吸附量远大于针铁矿和高岭土,针铁矿的吸附量稍高于高岭土.     

锆改性凹凸棒土对水中氟的吸附热力学与动力学研究

以锆改性凹凸棒土(Zr-ATP)为吸附剂,研究了其对水中F~-的吸附、脱附性能,探讨了Zr-ATP对F~-的吸附热力学和动力学规律.结果表明,随着温度的升高,Zr-ATP对F~-的吸附量逐渐增加;F~-在Zr-ATP上的吸附等温线可用Freundlich等温线方程拟合,吸附过程为熵驱动的吸热、熵增的自发过程;Zr-ATP对F~-的吸附量随着吸附剂中锆含量的升高而增加;F~-在Zr-ATP吸附剂上的吸附动力学符合拟二级动力学方程,且其吸附过程中受边界层扩散的影响.当pH=5时,Zr-ATP对F~-的吸附量最大(30.37 mg·g~(-1));阴离子的存在抑制F~-在Zr-ATP上的吸附效果,不同阴离子影响的大小顺序为:HCO_3~-SO_4~(2-)NO_3~-Cl~-.吸附饱和的Zr-ATP可在NaOH溶液中脱附再生,经4次脱附后,F~-的吸附量为22.78 mg·g~(-1),有良好的再生性,可循环使用.     

改性腐殖酸对铀的吸附的试验研究

通过静态吸附实验,探讨了改性HA对U(Ⅵ)吸附影响。考查pH值、时间、U(Ⅵ)的初始浓度和温度等对吸附的影响。结果表明:pH值对改性腐殖酸的吸附效果影响较大,改性腐殖酸吸附U(Ⅵ)的最佳pH值为6,最大去除率为99.37%,吸附在60 min内基本达到平衡。UO22+在改性腐殖酸上的吸附是放热过程,符合Freundlich等温吸附方程,相关系数达0.99以上,表明IHA对铀的吸附是以表面为主要吸附位,并不是均匀的单层吸附。图8,参9.     

阿维菌素在不同类型土壤中的吸附研究

采用Freundlich吸附等温方程研究了阿维菌素在不同类型土壤中的吸附。结果表明:阿维菌素的吸附等温线均为直线,说明吸附可能与其在土壤有机质中的分配作用有关;土壤有机质含量是影响阿维菌素土壤吸附的最重要因子,吸附系数与有机质含量呈正相关;阿维菌素有机质吸附常数平均值为2 369.185,吸附自由能为17.25~20.59 kJ.mol-1;降低水土比可以增加阿维菌素在腐殖酸和土壤中的吸附。     

非离子表面活性剂对有机磷农药在沉积物上吸附行为的影响

用振荡平衡方法,研究了非离子表面活性剂Brij35和Brij30在沉积物上的吸附行为及其对甲基对硫磷在三种沉积物上吸附的影响.结果表明:Brij35的吸附符合Langmuir型吸附等温线;Brij30的吸附符合S型吸附等温线.对于有机质含量高的沉积物,Brij35抑制甲基对硫磷的吸附,Brij30在加入浓度大于CMC时能促进甲基对硫磷的吸附,低于CMC时则抑制甲基对硫磷的吸附.对于有机质含量低的沉积物,Brij35和Brij30均能使甲基对硫磷的吸附量增加.表面活性剂对甲基对硫磷吸附行为的影响机理为吸附态和溶解态的表面活性剂对甲基对硫磷的吸附和增溶共同作用的结果,表面活性剂吸附态对甲基对硫磷吸附的贡献主要来自于吸附并集聚于沉积物表面的表面活性剂,通过分配作用进入沉积物有机质的表面活性剂吸附态贡献率小.     

水动力与表面活性剂协同作用对双酚A在沉积物上吸附的影响

选择太湖梅梁湾的表层沉积物作为实验对象,研究了水动力与表面活性剂协同作用下,双酚A吸附行为的变化特征.结果表明,当CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)浓度在1.0倍临界胶束浓度(CMC)以下时,切应力的改变对双酚A在沉积物上的吸附量基本无影响;其吸附量随CTMAB浓度的增大而增大,0.1倍CMC、0.5倍CMC和1.0倍CMC的CTMAB条件下,双酚A的吸附量较0 CMC分别增大了0.18倍、0.54倍和0.62倍;相对于Freundich模型,其吸附等温线更符合线性模型.当CTMAB浓度高于CMC时,双酚A在沉积物上的吸附量和吸附平衡时间均随切应力的增加而减小,在切应力和低浓度CTMAB共同作用时,以切应力促进吸附平衡作用为主;而当切应力和高浓度CTMAB共同作用时,以CTMAB的作用为主.水动力和CTMAB共同作用下的双酚A的吸附过程满足准二级吸附动力学方程.     

典型雌激素在水稻土中的吸附特征及高岭土和猪粪DOM对吸附的影响

畜禽粪污还田资源化利用的同时,带来了雌激素类物质污染风险,而吸附特性决定了雌激素的土壤环境风险和生物可利用性.为掌握雌激素在土壤中的吸附特性,采用批吸附室内模拟实验研究了典型雌激素雌酮(E1)、雌二醇(E2)和炔雌醇(EE2)在水稻土中的吸附动力学和热力学特征,以及掺杂高岭土和添加猪粪溶解性有机质(DOM)对土壤吸附雌激素的影响.结果表明,E1、E2和EE2的吸附动力学均符合拟二级反应动力学方程(R20.997),热力学特征可用Freundlich吸附等温式描述(R20.990).总体水平上,高岭土掺杂比例与3种雌激素土壤吸附能力呈显著正相关(P0.05),且随掺杂比例的增加,拟合曲线趋于线性.随猪粪DOM添加量增加,E1和EE2的吸附系数(KF)减小,而E2的KF值出现先增大后减小的现象.综合分析表明,高岭土能促进土壤对雌激素的吸附,且氢键作用和游离羟基是增强吸附的重要原因;而猪粪DOM会降低土壤对雌激素的吸附,从而增加雌激素从土壤迁移到地表水和地下水中的风险.