Effect of ionic strength on adsorption of As（Ⅲ） and As（Ⅴ） on variable charge soils

The study was to investigate the adsorption behavior of arsenite (As(Ⅲ)) and arsenate (As(Ⅴ)) on two variable charge soils, i.e., Haplic Acrisol and Rhodic Ferralsol at different ionic strengths and pH with batch methods. Results indicated that the amount of As(Ⅲ) adsorbed by these two soils increased with increasing solution pH, whereas it decreased with increasing ionic strength under the acidic condition. This suggested that As(Ⅲ) was mainly adsorbed on soil positive charge sites through electrostatic attraction under the acidic condition. Moreover, intersects of As(Ⅴ) adsorption-pH curves at different ionic strengths (a characteristic pH) are obtained for both soils. It was noted that above this pH, the adsorption of As(Ⅴ) was increased with increasing ionic strength, whereas below it the reverse trend was true. Precisely the intersect pH was 3.6 for Haplic Acrisol and 4.5 for Rhodic Ferralsol, which was near the values of PZSE (soil point of zero salt effect) of these soils. The effects of ionic strength and pH on arsenate adsorption by these soils were interpreted by the adsorption model. The results of zeta potential suggested that the potential in adsorption plane becomes less negative with increasing ionic strength above soil PZSE and decreases with increasing ionic strength below soil PZSE. These results further supported the hypothesis of the adsorption model that the potential in the adsorption plane changes with ionic strength with an opposite trend to surface charge of the soils. Therefore, the change of the potential in the adsorption plane was mainly responsible for the change of arsenate adsorption induced by ionic strength on variable charge soils.     

二氧化钛(P25)光催化降解二苯砷酸的研究

二苯砷酸(diphenylarsinic acid,DPAA)是经化学武器泄漏而产生的一种含苯基的有机砷化合物,具有较强的生物毒性,严重威胁生态环境的安全.目前关于降解DPAA方法的研究较少.前期研究发现利用光催化剂二氧化钛(P25)能快速降解DPAA,本实验在此基础上主要研究该催化剂对DPAA的吸附特征、光催化降解动力学及其影响因素,并利用活性氧猝灭剂实验进一步了解各活性氧基团在光反应中的贡献.结果表明,P25光催化降解DPAA可以分为表面吸附与光反应两个阶段,并可用Langmuir-Hinshelwood反应动力学模型拟合.溶液中离子强度和酸碱度的变化会引起光催化剂对DPAA吸附量的改变,进而引起反应速率的改变,反应速率随吸附量的减小而下降.溶液中溶解氧也能促进二氧化钛对DPAA的催化降解.活性氧猝灭实验发现羟自由基在催化反应中贡献最大.     

Effect of ionic strength on adsorption of As(Ⅲ) and As(V) on variable charge soils

The study was to investigate the adsorption behavior of arsenite (As(III)) and arsenate (As(V)) on two variable charge soils, i.e., Haplic Acrisol and Rhodic Ferralsol at dierent ionic strengths and pH with batch methods. Results indicated that the amount of As(III) adsorbed by these two soils increased with increasing solution pH, whereas it decreased with increasing ionic strength under the acidic condition. This suggested that As(III) was mainly adsorbed on soil positive charge sites through electrostati...     

敌敌畏在土壤中吸附特性的研究

研究了敌敌畏在2种土壤(东胜土壤和杭锦2#土)中的吸附特性,观察了土壤的性质如w(有机质),w(粘粒),CEC,pH和离子强度等因素对吸附的影响.结果表明:敌敌畏在2种土壤中的吸附过程符合一级动力学规律,可用线性等温式描述,分配常数Kd分别为0.119 0和0.369 3 mL/g;敌敌畏在杭锦2#土中的吸附量比较大,在东胜土壤中的吸附速率比较快.土壤性质与分配常数的相关分析发现:支配敌敌畏在土壤中吸附的主要因素是pH和离子强度,随着pH的增加和离子强度的降低,敌敌畏在2种土壤中的吸附量增大.      

除草剂草甘膦在土壤中的吸附行为

研究了除草剂草甘膦在3种土壤中的吸附行为, 观察了pH和离子强度等因素对吸附的影响. 结果表明:草甘膦在3种土壤中的吸附过程均符合一级动力学规律, 吸附等温线均为直线,吸附常数K_d 2.2207～3.5280mL/g; 随着离子强度的降低, 草甘膦在3种土壤中的吸附量明显增大; 随着pH(9～3)逐渐减小, 草甘膦在呼和浩特特市土壤和东胜土壤中的吸附量增大, 在杭锦2号土中的吸附量先增大, 在pH=7时达到最大值, pH=5时开始下降, 下降到4时的吸附量与pH=9时的相等.     

三氯乙烯在不同土壤中的吸附特性及其影响因素研究

吸附作用是影响三氯乙烯(TCE)在土壤环境中迁移、归趋的主要过程.采用有机碳含量不同的2种天然土壤以及用H2O2去除低聚合"软碳"和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的4种土壤为吸附剂,考察了有机碳含量及组成、矿物质、TCE初始浓度、溶液pH、土壤含水率、离子强度等因素对吸附TCE的影响.结果表明,TCE在6种土壤上的吸附等温线呈非线性,随有机碳含量增加,土壤对TCE的吸附量增加;但矿物质的吸附贡献率却减小.土壤对TCE的吸附是土壤中有机碳和矿物质的共同作用,以有机碳为主,但矿物质的作用不可忽略;且TCE初始浓度越高,矿物质的贡献率相对越低.土壤中"软碳"的吸附等温线线性较好;而"硬碳"的吸附等温线为非线性.此外,增大离子强度对吸附具有促进作用,而pH和含水率对吸附几乎没有影响.     

Characteristics and model studies for fluoride and arsenic adsorption on goethite

Fluoride and arsenic are major anionic elements of concern in drinking water treatment. The effects of contact time, pH, surface loading and ionic strength on adsorption of fluoride and As(V) were investigated using batch methods. Adsorption of fluoride and As(V) onto goethite obeyed a pseudo second-order rate law. Through experimental data and adsorption kinetic analysis, the affinity of As(V) onto goethite was stronger than fluoride. Fluoride and As(V) uptake by goethite all decreased with pH increasing at the same surface loading; however, ionic strength had slight influence on their adsorption. A surface sites-species model was used to quantify the adsorption of fluoride and As(V) onto goethite as function of pH and surface loading. This model can satisfactorily predict their adsorption characteristics with several adsorption constants.     

骨炭对铅的吸附性能研究

文章旨在研究骨炭对铅的吸附性能,为利用骨炭修复铅污染的土壤做出有意义的探索。研究了骨炭对铅的吸附等温线、吸附动力学以及砷、镉和其它因素对吸附的影响。结果表明:骨炭能在短时间内吸附大量的铅离子,实验用浙江骨炭和英国骨炭对铅的饱和吸附量分别为222.2mg/g和227.3mg/g,均高于有报道的其他类型炭;骨炭对铅的等温吸附符合兰格缪尔方程;在pH2.5～6之间,英国骨炭对铅的吸附量随pH的升高略有下降,浙江骨炭对铅的吸附量随pH的升高变化不大;当支持电解质KNO3的浓度在0.005～0.1mg/L范围内逐渐增大时,英国骨炭对铅的吸附量略有减小,而浙江骨炭的吸附量变化不大;100mg/L的砷和200mg/L的镉对骨炭吸附铅离子没有显著影响;骨炭对水溶液中铅离子的吸附过程是一个复杂的非均相固液反应。     

场地土壤中有效态砷的稳定化处理及机理研究

分别以生石灰和亚铁盐作为辅助剂与稳定剂对2种砷污染的土壤进行稳定化处理,通过化学浸出、形态及结构研究,揭示土壤中有效砷的稳定效率和机理.结果表明,外源铁添加量与土壤砷含量(Fe/As)的物质的量比达到6:1~8:1,CaO投加比例为0.05%~0.1%(w/w)时,土壤中有效态砷的稳定效率超过85%.土壤有效砷的稳定化处理主要是将砷从非专性吸附态和专性吸附态转化为弱结晶的铁铝或铁锰水化氧化物结合态、结晶铁铝或铁锰水化氧化物结合态.稳定处理后2种污染土均有新物相羟砷铜矿(As2Cu5H4O12)生成.     

铁锰氧化物/坡缕石复合材料吸附磷的性能

将铁锰氧化物与坡缕石黏土结合制备了复合材料FO/P、MO/P和FMO/P,由静态吸附实验研究了复合材料吸附磷的性能,考察了氧化物与坡缕石质量比、焙烧温度、溶液p H值、离子强度和振荡时间对吸附量的影响,探讨了吸附动力学、吸附平衡和机理。结果表明,FMO/P的吸附性能优于FO/P和MO/P,铁锰氧化物与坡缕石黏土的质量比为0.1的FMO/P对20mg/L的磷溶液去除率可达95%,吸附量明显受溶液p H的影响,离子强度对吸附量影响较小,磷吸附在复合材料表面主要形成内层络合物,60 min可基本达吸附平衡,过程符合pseudo-second-order方程,具有化学吸附的性质,FMO/P吸附等温线符合Freundlich方程,有不均匀吸附的性质,饱和吸附量达49 mg/g。     

去除氧化铁对Al在土壤中吸附-解吸的影响

用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)法研究了去除土壤中的氧化铁后Al的吸附-解吸特征的变化情况.结果表明,在pH值<4.5条件下,去除氧化铁可使土壤对Al的吸附量有所增加,这种变化在赤红壤中尤为明显;而此后随pH值的升高,原土和去铁土对Al的吸附量基本相等.造成该现象的原因可归纳为去除氧化铁能降低土壤的电荷零点(ZPC)和增加土壤表面负电荷的数量,从而增强了土壤表面与离子之间的静电引力.另一方面,去除氧化铁后Al的解吸量也增加.其原因是与原土相比,去铁土吸附Al的机理中包含有部分静电吸附,这从离子强度对去铁土吸附Al的影响实验能得到较好的验证,因为在pH值<4.5时,提高离子强度将降低Al的吸附量,用高岭石做参考材料时也发现了类似的现象.     

雌酮(E1)在土壤中的吸附特性

研究了平衡时间、温度、pH、离子强度和土壤粒径对E1(雌酮)在土壤中吸附特性的影响. 结果表明:E1在土壤中的等温吸附平衡时间约为0.5h;在温度为10、20和30℃条件下,土壤对E1的K_f(吸附系数)分别为24.72、14.18和9.39,K_d(分配系数)分别为34.79、24.15和13.51,表明随着温度的升高,土壤对E1的吸附量显著降低;土壤对E1的吸附量在pH由3.0增至6.0时呈降低趋势,在pH>6.0～9.0时保持稳定,然后随着pH进一步升高(>9.0～11.0)而继续降低;土壤对E1的吸附量在离子强度由0.005mol/L升至0.1mol/L时显著升高,在离子强度>0.1mol/L时保持稳定;砂粒、粉粒和黏粒对E1的K_f分别为5.17、12.79和25.22,K_d分别为6.80、16.11和39.95,即随着土壤粒径的减小,对于E1的吸附作用显著增加.      

土壤腐殖酸对毒死蜱的吸附

采用平衡振荡法进行农药毒死蜱在5种土壤腐殖酸上的吸附试验.结果表明,毒死蜱在不同土壤腐殖酸上的吸附行为表现出一定的差异,并均可Linear方程和Freundlich方程来描述;5种土壤腐殖酸对毒死蜱吸附能力都很强,吸附率均较高(平均值在72.57%～88.21%之间),大小顺序为:紫色潮土HA＞黄壤HA＞中性紫色土HA＞酸性紫色土HA＞腐殖土HA,此顺序与腐殖酸腐殖化程度一致;pH=2时,腐殖酸对毒死蜱的吸附能力显著增大;离子强度对毒死蜱的吸附影响不明显;腐殖酸添加量越大,单位质量的腐殖酸吸附量越小.     

稻草生物炭对土壤中Cd2+和Pb2+的吸附特性

为了探究稻草生物炭对土壤中重金属Cd2+和Pb2+的吸附机制,采用水稻秸秆在500℃下热解制备稻草生物炭,设置不同吸附时间、Na+和Ca2+离子强度、pH等影响因素,拟合稻草生物炭对重金属的吸附动力学、吸附等温线;在此基础上,采用黄沙模拟土柱试验得出稻草生物炭固定Cd2+和Pb2+的穿透曲线,着重分析比较pH和Na+离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属的影响.结果表明:在高pH、低离子强度下,稻草生物炭对重金属的吸附效果较好;当pH为6时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附效率分别为92.58%、63.36%;当离子强度为10 mmol/L时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的最高吸附效率分别为97.58%、68.35%;准二级动力学模型能很好地拟合稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附规律,拟合系数（R2）均大于0.995 8,表明稻草生物炭吸附速率主要由化学吸附机制决定;此外,稻草生物炭对Pb2+的吸附规律适合采用Langmuir等温吸附模型进行描述,而对Cd2+的吸附规律采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能进行很好的模拟,表明稻草生物炭对Pb2+的吸附是近似单分子层吸附,而对Cd2+的吸附存在多分子层吸附.由黄沙土柱模拟试验结果得出,稻草生物炭对Pb2+和Cd2+的滞留率随着pH的升高和离子强度的降低而增强.在Pb2+和Cd2+同时存在条件下,当pH为6、离子强度为1 mmol/L、稻草生物炭按黄沙质量的0.5%投加时,稻草生物炭对土柱中Pb2+、Cd2+的滞留效果最好.研究显示,高pH对稻草生物炭吸附固定重金属起到促进作用,而高离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属起到抑制作用.      

Effects of phosphate on the adsorption of glyphosate on three different types of Chinese soils

Glyphosate （GPS） is a non-selective, post-mergence herbicide that is widely used throughout the world. Due to the similar molecular structures of glyphosate and phosphate, adsorption of glyphosate on soil is easily affected by coexisting phosphate, especially when phosphate is applied at a significant rate in farmland. This paper studied the effects of phosphate on the adsorption of glyphosate on three different types of Chinese soils including two variable charge soils and one permanent charge soil. The results indicated that Freundlich equations used to simulate glyphosate adsorption isotherms gave high correlation coefficients（0.990-0.998） with K values of 2751, 2451 and 166 for the zhuanhong soil（ZH soil, Laterite）, red soil（ RS, Udic Ferrisol） and Wushan paddy soil（WS soil, Anthrosol）, respectively. The more the soil iron and aluminum oxides and clay contained, the more glyphosate adsorbed. The presence of phosphate significantly decreased the adsorption of glyphosate to the soils by competing with glyphosate for adsorption sites of soils. Meanwhile, the effects of phosphate on adsorption of glyphosate on the two variable charge soils were more significant than that on the permanent charge soil. When phosphate and glyphosate were added in the soils in different orders, the adsorption quantities of glyphosate on the soils were different, which followed GPS-soil 〉 GPS-P-soil = GPS-Soil-P 〉 P-soil-GPS, meaning a complex interaction occurred among glyphosate, phosphate and the soils.     

山阴水砷中毒区地下水砷的富集因素分析

通过对山阴地区66个地下水样中常量元素、微量元素及有机物分析,研究了山阴高砷地下水的水化学特性并在此基础上,结合该地区含水层沉积物矿物分析,探讨了地下水中砷富集的影响因素.结果表明,山阴地下水平均pH为8.09,磷酸根含量为0.71mg/L,溶解性有机物含量为5.14 mg/L,以及地下水处于还原环境.高pH值、高磷酸根含量及还原环境不利于含水介质对以阴离子形式存在的砷的吸附,高溶解性有机物含量则增加了砷的活性这些因素促使了含水介质中砷的解吸和迁移.     

17α-雌二醇在土壤样品中的吸附特性研究

研究了pH值、温度、离子强度和土壤粒径等因素对17α-雌二醇(17α-E2)在土壤样品中吸附特性的影响。结果表明:17α-E2在土壤中的等温吸附浓度呈现先显著升高后保持相对稳定的趋势,等温吸附平衡时间约为0.5 h;土壤对17α-E2的吸附率随着环境温度的升高而显著降低。随着17α-E2溶液pH值的升高,土壤样品对17α-E2的吸附则逐渐降低;随着离子浓度的升高,土壤样品对17α-E2的吸附呈现先显著升高后保持相对稳定的趋势;随着土壤粒径的增大,土壤样品对于17α-E2的吸附作用则显著降低。     

地带性土壤对苯胺吸附行为的研究

土壤作为挥发性有机污染物的源与汇,研究污染物在其中的吸附行为对探明污染物环境归趋和生态风险意义深远。以苯胺为代表性污染物,在综合分析我国12种地带性土壤的基本理化性质基础上,探讨苯胺在土壤-水界面分配规律以及该吸附行为与土壤理化性质之间的关系。结果表明:1）12种地带性土壤对于苯胺的吸附能力差异明显,其中,黑龙江黑土吸附苯胺能力最强,理论饱和吸附量最大;2）考虑到部分土样的吸附等温线表现出明显的非线性,用Freundlich模型拟合土壤吸附苯胺的等温线;3）12种地带性土壤的理化性质差异显著;4）有机质含量对苯胺土-水界面吸附行为影响最为显著:有机质含量越高,土壤对于苯胺的吸附能力越强。     

影响镍在新疆荒漠土壤中形态分布因素研究

选择新疆荒漠区某石化污水库周边土壤作为研究对象,采用室内静态吸附和Tessier连续提取技术对影响供试土壤中镍的形态分布和生物有效性因素进行研究。实验结果表明,在100-400 mg/L浓度范围内,随着土壤中加入镍离子量的增加,镍的碳酸盐结合态和铁锰氧化态比例降低,生物有效性系数K呈递减的趋势,当浓度大于250 mg/L时,这种递减趋势趋于平缓;土壤pH值增大,镍的残渣态比例升高,在pH值小于8范围内,生物有效性系数K减小趋势不明显,当pH值大于8时,生物有效性系数K急剧下降;土壤环境离子强度小于0.01 mol/L时,镍的形态分布变化较小,但当离子强度大于0.01 mol/L时,镍向不易被植物吸收的形态转化。     

灭草松在土壤中吸附的支配因素

通过振荡平衡法测定了灭草松在6种土壤中的吸附等温线,计算了灭草松在吸附过程中平均偏摩尔自由能的变化值.结果表明灭草松在其中5种土壤上的吸附等温线为直线,分配常数Kd 0.14～0.31mL·g^-;土壤吸附灭草松的强弱次序为:德清水稻土＞安吉水稻土(pH4.79)＞余杭水稻土＞临安红壤＞安吉水稻土(pH7.36)＞德清黄壤.土壤性质与分配常数的相关分析,发现支配灭草松在土壤上吸附的主要因素是pH值和土壤有机质含量.灭草松在土壤上的吸附主要是中性灭草松及其阴离子在土壤有机质中的分配,与有机质性质关系不大.