单核Zn(Ⅱ)水合和水解形态的量子化学计算

利用量子化学计算气相中锌离子各种水合和水解形态的几何结构、电荷分布以及水合和水解反应的Gibbs自由能变和焓变．结果表明,除了水合锌离子外,锌离子各种水解络合物的配位数均小于6;对于深度水解产物Zn（OH）3^-和Zn（OH）4^2-,内层无水分子的键合．水合作用和水解作用互相抑制,水合作用阻碍了水解产物进一步水解（Zn（OH）2除外）,水解作用使得水合变得困难．内层键合水分子数的增加降低了水合形态中Zn上的电荷,使得水解形态Zn上的电荷升高．     

膜萃取处理水溶液中镉、锌离子的工艺

以P204+正庚烷为萃取剂,将中空纤维膜萃取技术用于处理水溶液中镉离子、锌离子.研究了两相流速、初始浓度及溶液pH等因素对传质系数和萃取率的影响,计算了膜萃取器的传质单元高度(HTU)_w,同时还研究了萃取剂的再生问题.实验结果表明,在低浓度下(＜500 mg/L),平衡分配系数较大,传质阻力主要是在水相;在初始浓度较高时(＜2000mg/L),由于分配系数较小,三项传质阻力均不可忽略;在初始浓度很高时(＞2000mg/L),传质由有机相和膜相阻力控制.实验还表明通过膜器串联可以实现萃取剂的再生.对于稀溶液(＜200mg/L),中空纤维膜萃取可以使水溶液中金属离子浓度减小2个数量级,通过计算,中空纤维膜萃取器(HTU)_w在15～30cm之间,大大低于传统的萃取塔.     

湘江水体中重金属的化学形态及分布特征的研究

水体中重金属的生态效应和迁移转化规律与其化学形态密切相关。本文结合湘江重金属水容量与背景值的研究,较系统地研究了铜、铅、镉和锌的化学形态及其在全江段水中的分布特征。应用阳极溶出伏安法,得到湘江水中重金属总量、溶解态含量和悬浮态含量的分配与分布特征,还有溶解态所包含的金属的主要存在形态及与之共存的其它多种形态(包括悬浮态)共十种,该文对其形成、分配和相互转化进行了综合分析。     

改良剂对广西环江强酸铅锌污染土壤的修复作用

广西环江沿岸农田土壤具有强酸、多重金属污染等特点,失去了农业生产能力,为此,本研究试用了土壤淋溶实验探究不同类型改良剂(生石灰、钙镁磷肥、有机肥、聚丙烯酰胺)组合对广西环江沿岸污染土壤的修复效果,土壤重金属迁移规律及对农田适耕性的影响.结果表明,对照组T1土壤酸化严重,降低清洁接触土壤层p H值,而处理方式T2、T3、T4、T5均能显著提高污染土壤p H值(P0.05),对供试土壤p H变化大小分别为2.7~3.2、1.6~2.7,均能达到南方农业生产土壤p H值范围.较对照组T1,在污染土壤0~20 cm处,处理方式T2、T3、T4、T5能有效地活化Pb,钝化Zn的作用;在清洁土壤20~60cm处,各个处理方式对DTPA-Pb、DTPA-Zn的作用不存在显著差异(P0.05).较对照组T1,处理方式T4、T5能为植物提供良好的种植营养物质,以期能为今后结合生物修复等措施提供技术支撑.     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

种植密度对镉锌污染土壤伴矿景天植物修复效率的影响

田间微区试验研究了不同种植密度对伴矿景天生长和地上部重金属吸收量的影响.结果表明,适度增大种植密度可促进伴矿景天的生长,显著提高其地上部生物量,但过分密植对植物地上部增产无显著贡献.种植密度由11万株/hm2上升到44万株/hm2时,伴矿景天地上部Cd、Zn吸取量显著上升,分别由0.208 kg.hm-2上升至0.631 kg.hm-2、13.2 kg.hm-2上升至58.7kg.hm-2;但种植密度从44万株/hm2增大到100万株/hm2时,植物地上部重金属吸取量并无显著提高.伴矿景天种植密度为44万株/hm2时,在Cd、Zn分别为(3.04±0.11)mg.kg-1和(1 299±96)mg.kg-1的污染土壤上种植1 a,对镉锌的修复效率分别达21.1%和4.60%,表明选择适宜的密度种植伴矿景天有利于增大植物地上部Cd、Zn吸取量,从而缩短修复时限.     

电沉积法处理电解锌漂洗废水的动力学研究

采用电沉积法处理电解锌漂洗工艺废水,以回收废水中的重金属资源。在不同实验条件下对电沉积反应过程中电沉积反应速率及其影响因素进行了研究,结果表明,电沉积回收重金属锌符合准一级动力学规律,当V=6 V时,速率常数k=0.0214。最佳实验条件为:槽电压V=6 V、电解时间为45~60 min、pH为2.5~3.5,反应过程中应充分搅拌。利用电沉积法处理电解锌漂洗废水,将重金属Zn2+还原为单质锌,处理废水的同时实现重金属资源的回收,在工业中有较好的应用前景。     

锦州湾表层沉积物中铅、锌、镉在各地球化学相间的分配规律

研究了受重金属严重污染的锦州湾内表层沉积物中铅、锌、镉在各地球化学相间的含量,及其在湾内河水-海水混合界面附近各相间的迁移转化特征。结果表明,锦州湾表层沉积物中上述重金属以非残渣相为主要存在形式,其中铁锰氧化物为重要的清除载体;以铁锰氧化物和碳酸盐形式存在的重金属含量由水环境的E_H和pH控制;在污染源附近的海区,表层沉积物中重金属在非残渣相和残渣相间的比值与近岸锌厂排出的这些重金属在废水和废渣中的含量比呈正相关关系。     

模拟酸雨条件下降尘中Cu,Pb,Zn,Cr各形态的溶出和转化研究

本文用Ｔｅｓｓｌｅｒ方法，研究了模拟酸雨条件下，降尘中Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ各形态的溶出和相互转化。试验表明：（１）降尘中Ｃｕ，Ｃｒ的溶出量随酸雨酸度的增大而增加；Ｐｂ，Ｚｎ没分别在ＰＨ＝３．５和ＰＨ＝４．５时溶出量最大，溶出的金属多源于可交换态和碳酸盐结合态，说明这两种形态的稳定性较差。（２）在模拟酸雨条件下，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ各形态的含量发生了较大变化；Ｃｕ从其优势形态有机结合态向可交换态     

绿洲土Pb-Zn复合胁迫下重金属形态特征和生物有效性

通过对Pb-Zn复合胁迫下干旱区绿洲土壤中油菜种植进行盆栽试验模拟,探讨了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态之间的转化规律和生物有效性.结果表明,低浓度Pb、Zn处理下,油菜生长得到促进,茎叶生长优势大于根系.随着外源重金属的投加,土壤中Pb、Zn主要赋存形态较对照均由紧结合态向松结合态转化,重金属生物有效性提升;可交换态Pb、碳酸盐结合态Zn分别是油菜不同部位吸收Pb、Zn的主要贡献形态.油菜在低浓度胁迫水平对Pb、Zn的富集能力和转移能力强于高浓度胁迫水平,且油菜对Pb、Zn的富集、迁移系数均随土壤中对应元素或共存元素生物有效态含量的增大而减小.所有处理中,油菜茎叶中的Pb含量均超出了食品安全限量指标,建议在此类土壤种植叶菜类蔬菜前进行相关指标检测.