改性芦苇生物炭对水中硫酸盐的吸附性能及机理

水中过高浓度硫酸盐赋存会对水生环境产生一定的影响。为此,选取芦苇秸秆作为生物炭原料,通过添加煤矸石共热解对生物炭进行了改性,采用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附脱附法(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对生物炭的物理化学性质进行了分析,考察了pH、吸附剂投加量、吸附时间和初始浓度对水中硫酸盐吸附性能的影响。结果表明：改性后生物炭(MBC)的吸附效果优于未改性生物炭(OBC);MBC的粗糙程度大于OBC,MBC拥有更大的比表面积和更多的孔隙结构,其比表面积为改性前的2.4倍;对吸附过程进行吸附动力学和吸附等温模型拟合,发现准一级动力学模型和Langmuir模型可以更好的描述MBC对硫酸盐的吸附行为,表明吸附过程以静电吸附和单分子层吸附为主。当pH为2、投加量为8 g·L^-1时改性材料吸附效果最好,最大吸附量可达29.69 mg·g^-1,且经过5次再生吸附后,硫酸盐去除率仍能达到50%以上。因此,改性后的生物炭可作为去除水体中硫酸盐的良好材料。     

不同热解温度龙虾壳生物炭特征及对Zn~(2+)的吸附机制

为研究不同热解温度条件下生物炭的理化性质及对Zn~(2+)的吸附特性和机理,以龙虾壳为生物质原料,采用限氧慢速热解法在300、400、500和600℃条件下制备龙虾壳生物炭,分别记作LS300、LS400、LS500和LS600。采用扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)等对龙虾壳生物炭进行表征,并结合批量吸附实验分析其对Zn~(2+)的吸附特性和机理。结果表明:随着热解温度的升高,龙虾壳生物炭产率降低,灰分含量升高,pH增大,孔径增大,芳香性增强;4种生物炭吸附动力学遵循准二级动力学模型,LS600在7 h时达到吸附平衡,其他3种均在24 h时达到平衡;LS600的吸附等温线更符合Langmuir模型,LS300、LS400和LS500的等温吸附过程更符合Freundlich模型,LS600对Zn~(2+)的吸附效果最好,最大吸附容量可达462. 50 mg·g-1;龙虾壳生物炭对Zn~(2+)的吸附机理包括阳离子交换、沉淀作用、与含氧官能团络合及与π电子配位。     

基于PMF和PCA-APCS-MLR模型的煤矿区地下水多环芳烃分布特征及来源解析

为明确典型矿业活动区浅层地下水多环芳烃(PAHs)污染特征及来源,通过水样采集与测试分析,综合采用多元统计分析方法、正矩阵因子分解(PMF)和绝对主成分得分-多元线性回归(APCS-MLR)模型,研究了某煤矿区地下水中PAHs的分布特征与影响因素、污染来源及贡献率。结果表明：研究区地下水中PAHs的总浓度为12.65～127.08 ng/L,平均值为70.99 ng/L。PAHs总体分布呈现中南部高四周低的特征,主要受矿业生产活动、地下水流向和径流强度影响。利用PMF和APCS-MLR两种模型均识别出4个污染源,每个潜在污染源的主要负荷种类相似。PMF中观测值与模型预测值之间的R²为0.60～0.99,PCA-APCS-MLR中R²为0.51～0.91。研究区地下水中PAHs主要来源为煤炭燃烧源、石油源/生物质燃烧源、炼焦排放源、交通排放源,前两者总贡献率超过60%。研究结果可为研究区地下水资源绿色开发与保护提供一定依据。     

安徽淮北临涣矿区地表水水化学及硫氢氧同位素组成特征

以淮北临涣矿区为研究对象,系统的采集了研究区河水、沉陷区积水和矿井排水等共23个水样,分析测试其常规水化学指标及氢氧硫同位素特征值。采用Piper三线图、Gibbs图与线性回归分析等方法,探讨了研究区不同类型地表水水化学组份特征及影响因素、SO_4~(2-)来源等问题。结果表明:研究区地表水TDS含量较高,属高矿化度水质类型,阳离子主要为Na~+和Ca~(2+),阴离子主要为HCO3-与SO_4~(2-),其中浍河河水水化学类型主要为Na~+-Ca~(2+)-HCO_3~-型,沉陷积水主要为Na~+-Cl~--SO_4~(2-)型;研究区河水和沉陷区积水SO_4~(2-)含量较高,平均值分别为412. 90 mg/L和490. 61 mg/L,河水中SO_4~(2-)主要来源于蒸发岩溶解、废水排放,沉陷区积水SO_4~(2-)来源于河水补给及矿井排水的影响;地表水的δD和δ~(18)O值变化范围为-55. 3‰～-29. 3‰和-7. 2‰～-2. 6‰,均落在大气降水线下方,表明其受到不同程度蒸发作用,河水、沉陷积水主要补给来源是大气降水; Gibbs图分析结果表明河水离子组成主要受岩石风化的控制,而沉陷区积水主要受蒸发作用影响。     

多硫化钙与亚铁盐联用去除工业废水中的Cr(Ⅵ)

还原稳定化修复技术是当前重金属污染修复领域的主要技术,其中,重金属去除率和环境扰动是评价修复效果的重要指标.以不同pH重铬酸钾溶液模拟Cr(Ⅵ)污染水体,分别研究了多硫化钙、硫酸亚铁和二者联用对水体重金属Cr(Ⅵ)的还原稳定性,同时考察了环境因素对药剂联用的影响并探究各药剂对Cr(Ⅵ)的去除机理.结果表明:当多硫化钙与...     

派河及其支流溶解性有机质分子组成特征

溶解性有机质(DOM)是水生生态系统中的重要组成部分,派河作为"引江济淮"清水廊道工程江淮段的唯一输水通道,其DOM分子层面的组成信息和特性尚不明确.利用静电场轨道阱高分辨质谱技术对派河及其支流(光明大堰河)DOM分子进行表征,并且利用皮尔逊(Pearson)相关性分析和主成分分析(PCA)研究两条河流DOM的分子组成...     

淮南市PM_(2.5)中PAHs污染特征及来源分析

通过采集淮南市6个功能区四季的PM_(2.5)样品,运用GC-MS仪测定样品中PAHs含量并分析其主要来源。结果表明:该市PM_(2.5)中PAHs质量浓度年均值为31.06 ng/m~3,呈现冬季污染程度最重,夏季最轻,采矿区商业区工业区文教区居民区对照区的特征;夏季PAHs以3环和4环为主,春、秋、冬季以4环、5环和6环为主;6个功能区均以4环PAHs为主;PAHs主要来源为煤燃烧、机动车尾气排放、生物质燃烧及焦炉挥发,其中燃煤和机动车尾气污染贡献最大。     

淮南采煤沉陷区积水中氮、磷分布特征及变化趋势

以淮南矿区9个矿井开采形成的沉陷积水为研究对象,分为夏冬两季取样测试,分析氮、磷等水质指标含量、季节与空间分布特征及其影响因素;结合历史文献资料,对潘一矿、谢桥矿和顾桥矿3个矿井沉陷区积水多年来氮、磷变化趋势进行对比研究。结果表明:研究区氮、磷污染较严重,TN浓度夏季较冬季高出55. 33%,而TP浓度冬季较夏季高出21. 05%,人类活动的季节变化以及降水的季节分布差异是TN季节分布的主要影响因素,而温度和水体中动植物的吸收释放是TP季节分布的主要影响因素;刘庄矿、顾桥矿、潘三矿等沉陷区TN含量较高,而TP含量在研究区呈现出中部及东部较高,西部较低的特征;开放型沉陷区(潘一矿和谢桥矿)积水中TN含量无升高趋势,TP含量有所降低;封闭型沉陷区(顾桥矿沉陷区)积水中氮、磷含量均明显上升。     

城市纳污河流磷时空分布特征研究:以巢湖十五里河为例

2012年,逐月采样分析了巢湖十五里河水体与表层沉积物中磷含量分布特征。结果表明:十五里河水体磷污染状况严重,正磷酸盐(DIP)年均浓度1.134 mg/L,总磷(TP)年均浓度1.876 mg/L,由上到下呈现不断积累的趋势,并与流域内富营养化水平相一致。表层沉积物生物可利用性磷(BAP)含量呈现AAP>Olsen-P>WSP>RDP的规律,丰水期(5-7月)是全年磷浓度最高时期,也是控制十五里河磷污染物汇入巢湖的重要时期;以十五里河为典型的城市纳污河流沉积物对磷污染物表现出"汇"的特征,但在丰水期表现出"源"的特征,成为重要的内源磷释放来源。     

安徽淮北矿区地表水氮的富营养化特征及来源解析

为探索淮北临涣矿区地表水体中氮的分布和来源,采集研究区河流和沉陷积水区样品,测试分析其水化学指标和氮、氧同位素特征值,并采用IsoSource模型计算不同端源氮的污染贡献率。结果表明:研究区地表水处于中度富营养化状态,矿区地表水中氮的输入源受含氮肥料、土壤有机氮和粪肥污水共同影响,所发生的硝化及反硝化作用微弱;矿区河水中氮的主要输入源为粪肥污水,贡献率达66.6%,沉陷积水区氮主要受含氮肥料输入的影响,贡献率达52.0%。