胶体迁移及其对典型类固醇雌激素的吸附

研究胶体自身的可迁移性和对污染物的可吸附性能够为地下环境中胶体对污染物的携带迁移作用提供重要依据。通过动态柱实验和静态批实验研究二氧化硅胶体、伊利石胶体和胡敏酸胶体在饱和多孔介质中的可迁移性以及对雌酮和雌二醇的吸附作用。结果表明:不同胶体在饱和多孔介质中的可迁移性有所差异,胡敏酸胶体和二氧化硅胶体分别在石英砂柱和河砂砂柱中迁移性最强,而伊利石胶体在2种多孔介质中的迁移性均较弱;准二级动力学模型对胶体吸附雌激素的数据拟合效果最好,吸附速率的控制因素可能包括表面吸附、化学络合等;Langmuir模型对胶体吸附雌激素的拟合效果较Freundlich模型更好,推测胶体对雌激素的吸附为单层吸附,3种胶体对雌酮和雌二醇的最大吸附量分别为90.09～3 333 mg?kg~(-1)和116.28～2 000 mg?kg~(-1)。因此,胶体的可迁移性和对雌激素的吸附作用能够为胶体影响雌激素在地下环境中的迁移提供理论指导。     

纳米零价铁颗粒除磷反应机理

从溶液化学与固相表征两方面对纳米零价铁(NZVI)去除水中磷酸根(PO3-4)的机理进行初步探究。分别研究不同初始p H值、溶解氧(DO)对NZVI除磷效果的影响,结果表明,酸性环境(p H为3.0~7.0)有利于NZVI除磷,且初始p H值越低,磷去除率越高;好氧环境较厌氧环境更利于磷的去除,DO8.0 mg/L时对磷酸根的去除率是厌氧条件(DO0.1 mg/L)下的2倍。采用Na OH对反应后含磷NZVI进行解析,发现磷解析率不到30%,说明吸附并非NZVI除磷惟一作用机理。微米铁、NZVI和Ca(OH)2等7种不同去除材料中以Ca(OH)2的共沉淀作用去除率最大(99.9%),NZVI次之(87.2%),表明NZVI除磷机理中还存在共沉淀作用。采用多种固相表征手段对NZVI除磷前后进行分析:扫描电子显微镜(SEM)显示反应后出现不规则颗粒;X射线衍射(XRD)表明Fe3(PO4)2是主要反应产物;X射线光电子能谱(XPS)分析未发现磷被还原成低价态。研究表明,NZVI可有效去除水中磷酸根,主要去除机理包括:NZVI对磷酸根的吸附作用、NZVI在水中腐蚀产生的Fe2+离子对磷酸根的化学沉淀作用及铁氢氧化物与磷酸根的共沉淀作用。     

表面活性剂强化抽出处理含水层中DNAPL污染物的去除特征

为明确表面活性剂强化抽出处理含水层中DNAPL污染物过程中表面活性剂的增强修复效果,及DNAPL自身理化性质和介质孔径的影响,利用数码图像分析技术对1,2-二氯乙烷和四氯乙烯2种DNAPL在石英砂填充的二维砂箱中的抽取迁移过程进行了实验模拟研究,并对抽出水样中DNAPL的浓度进行了测试分析。结果表明,实验条件下加入低浓度(0.18%)的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)大幅提高了对弱透水层截留的2种DNAPL聚集体的抽出处理效率。1,2-二氯乙烷在该表面活性剂溶液中的表观溶解度远高于四氯乙烯,因此其短时间内的绝对去除率更高。SDBS强化抽出处理DNAPL的作用机理以增溶作用为主,而其增流作用使DNAPL迁移流动后分布面积增大,增加了与表面活性剂溶液接触的面积,对增溶作用起到促进效果。细粒介质中DNAPL迁移后的最大分布面积较大,因此体系中DNAPL的溶解速率较高。在DNAPL聚集体质量与水力梯度固定的条件下,油水界面张力越低,DNAPL的密度越大,DNAPL垂向迁移的风险就越大。本研究为修复工程中如何依据DNAPL种类与场地多孔介质的情况选择表面活性剂提供了参考。     

纳米零价铁改性氨基生物炭的制备及对Cd(Ⅱ)的吸附和解吸特性

通过化学负载方法成功制得纳米零价铁改性氨基生物炭复合材料(ABC/NZVI),对其进行表征和研究了其对重金属Cd(Ⅱ)的吸附和解吸特性。结果表明,改性后,ABC/NZVI具有氨基官能团并且表面负载了纳米零价铁,比表面积为244 m~2·g~(-1),在水溶液中稳定悬浮的平均粒径是845 nm。ABC/NZVI对Cd(Ⅱ)的吸附大约在457 min内即可达到吸附平衡,吸附动力学可用伪二级动力学模型较好地拟合(R~2≥0.990);对Cd(Ⅱ)表现出优良的吸附性能,饱和吸附容量为12.4 mg·g~(-1),吸附/解吸等温线均呈现出明显的非线性,可用Langmuir模型较好地拟合(R~2≥0.960),而且出现明显的解吸滞后现象,滞后系数(HI)为0.536。因此,ABC/NZVI对Cd(Ⅱ)的吸附可能为单分子层的化学吸附,主要的吸附机理可能涉及配合和沉淀两种作用。     

轻质非水相流体(柴油)在多孔介质中的垂向运移

紫外分光光度计为测量手段,通过简易一维土柱实验装置模拟了在不同条件下柴油在多孔介质中的运移。实验发现:柴油在两种不同粒径的砂土中垂向迁移的规律大致相同,并在持续淋滤108 h后,约90%的残余柴油都聚集在距离表层30 cm的范围内;间歇淋滤比持续淋滤更容易使柴油聚集在毛细带,不易向深处迁移;并在一定程度上验证了LNAPLs在地下环境中运动的渗漏、顶托阶段。     

改性硅藻土/纳米零价铁复合材料去除水中Cu~(2+)的研究

应用改性硅藻土(CDt)/纳米零价铁(NZVI)复合材料对水溶液中的重金属Cu~(2+)进行去除研究。结果表明,CDt/NZVI能高效去除水中Cu~(2+),在CDt/NZVI投加量为0.075g、pH=5、Cu~(2+)初始质量浓度为20mg/L、溶液体积为100mL时,Cu~(2+)去除效果最好,去除率达到98.52%。CDt/NZVI对Cu~(2+)的去除机理包括吸附和还原,吸附过程符合Langmuir方程,最大吸附量为74.29mg/g;还原产物主要为Cu_2O和Cu~0。CDt/NZVI具有良好的循环利用性,循环3次后Cu~(2+)去除率仍能保持在65%以上。     

EVO(乳化油)-Mg (OH) 2双功能缓释剂强化修复三氯乙烯污染地下水

氯代烃污染地下水在外加有机质(电子供体)进行强化还原脱氯时,存在有机质消耗快、pH持续降低等影响脱氯效率的问题。利用乳化油(EVO)与胶体氢氧化镁复配的方法,制备了一种兼具电子供体缓释性和OH-缓释性的双功能缓释剂EVO-Mg(OH)_2;成功制备了不同EVO∶Mg(OH)_2配比的EVO-Mg(OH)_2试剂,并对其稳定性、分散性及粒径分布进行了研究;向模拟砂柱中注入不同体积的EVO-Mg(OH)_2,考察试剂的迁移性能以及试剂注入对三氯乙烯(TCE)迁移的影响;开展了EVO-Mg(OH)_2强化TCE还原脱氯摇瓶实验,考察了该试剂对脱氯效果的影响。结果表明:不同EVO∶Mg(OH)_2配比的试剂稳定性及分散性良好,粒径无明显差异;EVO-Mg(OH)_2可以有效地在多孔介质中迁移并实现部分滞留;注入量对EVO-Mg(OH)_2的迁移性有一定的影响;EVO-Mg(OH)_2可以促进TCE溶解和迁移从而减小EVO-Mg(OH)_2和TCE之间的传质阻力;EVO-Mg(OH)_2能够实现电子供体及OH-的双重缓释,有效促进脱氯微生物的生长,提高TCE的降解速率(k=0.128 d-1),同时抑制pH的降低(pH=7.5)。     

一维饱和多孔介质中胡敏酸的运移研究

研究了胡敏酸在不同多孔介质中的运移特征.结果表明:(1)CXTFIT.2.1软件对多孔介质中胡敏酸运移的拟合效果随多孔介质不同而有较大的差异,其对石英砂和河沙中胡敏酸的运移过程拟合较好,对3种土壤(风沙土、黄绵土和黑垆土)中胡敏酸的运移过程拟合较差.(2)胡敏酸溶液在多孔介质中的运移行为与不同多孔介质有关,在石英砂和河沙中运移迅速,而在土壤中运移缓慢;胡敏酸的快速运移对应较低的阻滞因子和吸附系数,而缓慢运移对应较高的阻滞因子和吸附系数.对于石英砂和河沙,胡敏酸的运移在石英砂中较快,在河沙中较慢;对于3种土壤(风沙土、黄绵土和黑垆土),胡敏酸在风沙土中运移最快,在黑垆土中运移最慢.     

Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附水体中的Cd2+和Zn2+

一种新型纳米固相萃取吸附剂,由阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)包裹在Fe3O4磁性纳米颗粒表面形成,用于吸附水溶液中的重金属离子。研究了吸附过程的主要影响因素(如SDS浓度、溶液pH等)以及解吸过程的最佳条件,并对其机理进行了初步的探讨。研究结果表明,共沉淀法制备的Fe3O4颗粒粒径分布均匀,平均粒径约为54 nm;SDS浓度为300 mg/L时,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附Cd2+和Zn2+的能力最强;在一定浓度范围内,Fe3O4/SDS体系对Cd2+和Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量分别为22.42 mg/g和13.95 mg/g。最终结果表明,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒具有较强磁分离能力和较好的吸附效果。     

纳米铁炭微电解去除水中硝酸盐途径及其动力学

为了研究纳米铁炭(NZVI/AC)体系去除硝酸盐的反应途径及其动力学,通过NZVI/AC、纳米铁(NZVI)、活性炭(AC)对硝酸盐的还原或吸附过程探讨微电解作用,反应前后NZVI/AC变化、氮种类变化、pH变化,以及NO_3~-和Fe~(2+)的相互作用探讨其还原途径,对比不同条件(NZVI/AC投加量、硝酸盐浓度、溶液初始pH、离子强度)的动力学规律。结果表明:NZVI/AC在去除硝酸盐的过程中存在协同作用且最终产物主要是NH_4~+,无论是在NZVI/AC不足或过量的情况下,准二级吸附动力学模型对于NO_3~-的去除和Langmuir-Hinshelwood模型对于NH_4~+的生成都能提供很好的拟合结果。     

粉尘性质对电除尘器性能影响的试验研究

在半工业化的电除尘器实验系统装置上进行了烧结灰、飞灰、煤铁混合样的粒径分布及粉尘的真密度对电除尘器性能影响的实验研究。结果表明,电除尘器能有效捕集亚微米粉尘,对烧结灰净化最适合的粒径范围为1．37～2．03μm(η高达100％);对煤铁混合样的最适合粒径范围为3．30～7．25μm(η高达100％);电除尘器对煤铁混合样的粒径小于2．24μm的分级效率η高达92．36％。在同等试验条件下,电除尘器对烧结灰和煤铁混合样的总除尘效率为96．87％,高于飞灰的总除尘效率92．61％。     

不同尾水输送方案对尾水水质的影响研究

通过管道实验和明渠实验模拟尾水输送过程,研究不同输送方案对尾水中COD、BOD5、SS、TN、氨氮、TP、DO、雌酮(E1)、辛基酚(OP)、壬基酚(4-n-NP)等指标的去除规律,为徐州市截污导流工程尾水输送方案的选取提供理论依据.结果表明:(1)除DO、TP和SS外,管道输送方案对其他指标的控制能力均优于明渠;管道输送过程中,除SS和TN外,污染物的浓度变化主要发生在0～48 h.(2)在选择管道输送方案的基础上,可以考虑在实际输送时提高流速,缩短尾水在管道中的停留时间.     

磺胺间甲氧嘧啶在土壤中的吸附/解吸特性研究

通过吸附/解吸动力学、吸附/解吸热力学试验研究了磺胺间甲氧嘧啶(SMM)在河南土壤上的吸附/解吸行为,并分析了影响SMM吸附/解吸的因素。结果表明,SMM在土壤中的吸附系数为18.9mL/g,土壤有机碳吸附系数为466.2mL/g,SMM在土壤中具有一定的移动性,对地下水和地表水存在一定的污染风险;描述SMM吸附过程的最优动力学方程为一级反应动力学方程,土壤对SMM的吸附近似于一级反应,且SMM在土壤中的吸附以物理吸附为主;用Freundlich方程来描述SMM在土壤的等温吸附行为最适宜,且SMM在土壤中的吸附经验常数的倒数均小于1,属于L-型吸附等温线。     

基于CFD的滤袋内侧磨损失效过程分析

针对某燃煤热电厂袋式除尘器滤袋破损和多次换袋检修失效现象,采用气固两相流数值模拟方法,对清灰气流含尘浓度过高导致滤袋破损失效的演变过程进行了分析,并结合现场调研和破损滤袋检测结果,明确了产生此类故障的原因.结果表明:喷吹总气量的22％为诱导气流,袋口上方的诱导气流速度接近7 m·s-1,上箱体内悬浮颗粒甚至袋口周边沉积...     

Column study of the influence of air humidity on the retention of hydrocarbons on soil

Inverse gas chromatography (IGC) is used for the analysis of the influence of air relative humidity on the retention of hexane, benzene, toluene and p-xylene in a sandy soil under experimental conditions similar to those typical of soil vapor extraction (SVE). The advantages of IGC over other techniques, are (a) an efficient use of lab resources, (b) a high sensitivity to low partitioning coefficients and (c) a closer reproduction of field conditions. In our procedure, experiments with only two samples of different mass are necessary to establish if linear isotherms can be used to describe the retention of the contaminants. This approach gives information necessary for analyzing the feasibility and design of remediation technologies with a laboratory effort significantly smaller than the adsorption/desorption cycle for isotherm determination. The retention coefficients of the contaminants decrease as humidity increases in a similar fashion for all of them, probably because the reduction in the number of the adsorption sites available for the organic compounds due to the presence of water is quite similar for all the contaminants studied. These retention coefficients may be related to those obtained for dry air conditions for all the contaminants through (R - 1)RH% = A(R - 1)dry air(B), where the parameter B is found to remain approximately constant (0.90), while the parameter A decreases linearly with the relative moisture.     

Observations on the influence of water and soil pH on the persistence of insecticides

Abstract

The pH‐disappearance rate profiles were determined at ca. 25°C for 24 insecticides at 4 or 5 pH values over the range 4.5 to 8.0 in sterile phosphate buffers prepared in water‐ethanol (99: 1 v/v). Half‐lives measured at pH 8 were generally smaller than at lower pH values. Changes in half lives between pH 8.0 and 4.5 were largest (>1000x) for the aryl carbamates, carbofuran and carbaryl, the oxime carbamate, oxamyl, and the organophosphorus insecticide, trichlorfon. In contrast, half lives of phorate, terbufos, heptachlor, fensulfothion and aldicarb were affected only slightly by pH changes. Under the experimental conditions described half lives at pH8 varied from 1–2 days for trichlorfon and oxamyl to >1 year for fensulfothion and cyper‐methrin. Insecticide persistence on alumina (acid, neutral and basic), mineral soils amended with aluminum sulfate or calcium hydroxide to different pH values and four natural soils of different pH was examined. No correlation was observed between the measured pH of these solids and the rate of disappearance of selected insecticides applied to them. These observations demonstrate the difficulty of extrapolating the pH dependent disappearance behaviour observed in homogeneous solution to partially solid heterogeneous systems such as soil.     

泥沙起动临界状态对底泥内源释放的影响研究

通过波浪水槽试验,研究了泥沙起动临界状态时太湖贡湖湾底泥内源释放的特点。结果表明,当底泥处于泥沙起动临界状态时,底泥以上1cm处上覆水中溶解氧在前15min内呈降低趋势,由初始7.5mg/L左右降低至7.0mg/L以下;约20min后,溶解氧总体呈升高趋势,最高达到8.12mg/L;底泥以上1cm处上覆水中硝态氮、亚硝态氮、氨氮和磷酸根等营养盐浓度仅在过程中有不同程度的波动,试验前后基本保持不变。初步研究结果可见,在波浪水槽试验的条件下,泥沙起动临界状态在短时间内能降低水-沉积物界面上覆水的溶解氧浓度,而从环境效应角度看对太湖贡湖湾底泥内源释放没有影响。