土壤对酸沉降缓冲机制探讨

一、前言 土壤对酸沉降具有一定的缓冲作用,不同土壤的缓冲能力也各不相同。那么,土壤缓冲作用的本质是什么,不同土壤为什么具有不同的缓冲能力,要解决这些问题,就必须要了解土壤的缓冲机制,了解土壤内部的化学过程。     

亚硫酸氢根活化高锰酸根氧化富里酸对消毒副产物生成势的影响

考察了高锰酸钾/亚硫酸氢钠(PM/BS)氧化体系对天然有机物(NOM)组分富里酸(FA)的结构变化及消毒副产物(DBPs)生成势的影响.通过紫外-可见光谱、总有机碳(TOC)、三维荧光光谱对FA结构变化进行了表征.结果发现,经PM/BS预氧化之后,PM的光谱特征峰及FA的荧光强度峰均消失.三氯甲烷(TCM)及二氯乙腈(DCAN)分别是FA生成的主要的含碳及含氮类DBPs.在PM单独氧化中,TCM与DCAN的浓度随PM投加量的增大都呈现先略微上升后下降的趋势;而在PM/BS体系中,随着PM/BS投加量的增大,TCM的浓度呈现先降低后升高的趋势,而DCAN的浓度则显著上升.反应pH也显著影响FA的DBPs生成势,在PM体系中,除TCM和DCAN外其他DBPs(1,1-二氯丙酮(1,1-DCP)、1,1,1-三氯丙酮(1,1,1-TCP)、三氯乙腈(TCAN)、三氯硝基甲烷(TCNM))浓度总体随pH的增大而下降.在PM/BS体系中,随着pH的升高,C-DBPs及N-DBPs总浓度总体呈现先降低后升高再降低的趋势,pH 7.5时达到最大值.在pH 7.5时,无预氧化的条件下生成的TCM浓度约为100.7μg·L~(-1),DCAN浓度约为7.5μg·L~(-1);在PM预氧化条件下二者浓度分别为127.5μg·L~(-1)和9.7μg·L~(-1);而在PM/BS预氧化条件下生成的TCM高达217.1μg·L~(-1),DCAN为9.3μg·L~(-1).PM/BS氧化工艺在加速降解微量有机物的同时,亦将改变NOM结构,进而有可能提升NOM的DBPs生成势,在实际工程应用中应予以关注.     

壳聚糖-富里酸协同调控CaxCd1-xCO3固溶体结晶

以壳聚糖和富里酸混合溶液为介质,利用碳酸铵气相扩散法合成Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体,文章研究了Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体成核结晶行为,探究这2种介质对于Ca_xCd_(1-x)CO_3固溶体固化Cd能力及稳定性的影响。通过结晶固相成分分析,结果表明液相中各组分浓度能够影响固相中Cd的含量。液相Cd~(2+)浓度增加,Cd在固溶体中的含量也增加。随着富里酸浓度增加,固溶体中Cd含量降低,意味着在富里酸存在下固溶体固化Cd能力降低。红外光谱和XRD结果证明了壳聚糖和富里酸不影响固溶体晶体的结构。扫描电镜和透射电镜分析进一步表明,壳聚糖和富里酸在不同程度上都影响了固溶体的晶体形貌及固相组成。在壳聚糖存在下晶体表面形成薄膜将晶体包覆,随着壳聚糖浓度增加,固溶体中Cd含量增加到39.90%,且晶体形貌逐渐转向球体。该研究结果表明Cd~(2+)进入碳酸钙晶格中能有效降低溶液中的Cd~(2+)达到净化水体的效果,壳聚糖和富里酸的协同作用实现了水体中重金属Cd~(2+)的转化和钝化。     

河湖沉积物中酸挥发性硫化物对重金属吸附及释放的影响

通过吸附、释放实验研究了河流及湖泊沉积物酸挥发性硫化物对上覆水中重金属元素的影响，采用兼具Langmuir及Freundlish等温线方程两种方程特征的Sips表达工及无机离子分级交换理论，较好地对重金属元素在沉积物或颗粒物上的吸附及释放特征进行了描述。结果表明，存在于水溶液中的重金属可以不断地与沉积物结合，从而使水溶液中的重金属浓度维持在一很低的水平上；并且，一旦与沉积物结合，重金属就很难再释放出来。酸挥发性硫化物的存在增加了沉积物的吸附容量，但酸挥发性硫化物经过酸化除去后，沉积物中的与之结合重金属元素就会释放出来，从而对水环境造成危害。     

贵阳市二氧化硫和酸沉降污染来源及控制战略

采用一个综合区域空气质量/酸沉降模型,对典型气象条件下贵阳市、贵州省和整个西南地区不同尺度的SO₂控制情景进行模拟.数值模拟结果表明,贵州全省大点源排放是贵阳市酸沉降的最主要贡献者;贵阳市内的大电厂对贵阳市的SO₂污染有一定的贡献,但对硫酸盐浓度和酸沉降贡献则较小.在此基础上,提出了贵阳市酸沉降和SO₂污染的控制对策.      

硝酸盐作为生物除磷电子受体的研究

研究了以硝酸盐作为电子受体进行生物除磷的可能性,并比较了硝酸盐和氧作为电子受体的差异.结果表明:聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体替代氧进行生物除磷,但若存在有机碳源会抑制缺氧段磷的吸收.缺氧条件下磷的摄取速率与硝酸盐的质量浓度有关,浓度越高速度越快.硝酸盐的连续稳定加入有利于磷的去除.与以氧为电子受体的系统相比硝酸盐系统利用PHA的效率低,缺氧系统中去除磷和消耗PHA的比例为0.63,比好氧系统中的0.83低24%;缺氧时每摩尔电子转移所吸收的磷为0.14 mol,比氧为电子受体时的0.23 mol低39.1%.      

大风江口海域沉积物酸可挥发性硫化物、重金属分布及风险评价

为了解广西北部湾典型亚热带主要入海河口区——大风江口海域沉积物重金属生物毒性/生态风险现状,以2018年7月在该区域采集的10个采样点表层沉积物为基础,采用冷扩散法提取样本中酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfides,AVS),并同步提取重金属(simultaneously extracted heavy metals,SEM),采用碘量法测定AVS含量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定同步浸提的Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等5种重金属元素含量(同步提取的5种重金属含量之和用∑SEM表示),并利用∑SEM/AVS比值法和∑SEM-AVS差值法进行沉积物重金属生态风险评价.结果表明:大风江口海域表层沉积物AVS含量范围在0. 33～9. 30μmol/g之间,平均值为(3. 63±2. 76)μmol/g,AVS含量呈现由河流向入海河口区域递减的趋势;∑SEM范围在2. 12～27. 08μmol/g之间,平均值为(7. 61±7. 32)μmol/g,∑SEM呈由河流向开阔海域先增加后递减的趋势;相比于其他海区,大风江口海域沉积物中AVS含量和∑SEM均较高....     

黑腐酸对Cd2+的吸附响应面优化及机理研究

以山西褐煤为原材料制备黑腐酸,选择吸附温度、时间、pH值、黑腐酸用量和Cd²⁺初始浓度5个影响因素,采用Box-Behnken响应面法对吸附条件进行优化,分别建立黑腐酸对Cd²⁺的吸附容量和吸附率的二次多项式模型,确定最优吸附条件.将吸附过程拟合等温吸附方程,进行热力学分析,并对材料进行表征.结果表明,pH值、黑腐酸用量和底物浓度为黑腐酸吸附Cd的显著影响因素,优化后的条件为温度308K、时间107.82min、pH=5.55、黑腐酸用量0.05g,底物浓度95.56mg/L,表明黑腐酸是一种良好的吸附材料,吸附效果随温度的升高而增大,能够处理高浓度重金属污染.吸附过程符合Langmuir模型,308K下最大吸附量为54.20mg/g;热力学分析得ΔG⁰ < 0、ΔH⁰ > 0、ΔS⁰ > 0,即反应是自发的吸热熵增反应;黑腐酸表面粗糙多孔,具备良好的比表面积与孔隙结构,具有多种官能团,吸附反应有羟基、羧基等参与形成氢键,并与无机矿物发生离子交换.本研究可为揭示黑腐酸对重金属的吸附机理提供理论依据.     

丙烷储罐的湿硫化氢腐蚀

随着茂石化公司近年来加工高硫高酸原油和加工量不断扩大,炼油设备管道的腐蚀不断加重,湿硫化氢腐蚀问题尤其突出,丙烷储罐因湿硫化氢腐蚀损伤的案例时有发生。     

影响酸法提取煤矸石中氧化铝主要因素的试验研究

对煤矸石中有用元素的提取,是煤矸石深度利用开发的一个方向。从山西柳林煤矸石入手分析其组成与结构,采用X射线衍射来分析不同煅烧温度下煤矸石的晶型变化。研究了煤矸石在硫酸介质中氧化铝浸出的影响因素,较好的工艺条件如下:煤矸石活化温度为750℃,酸浸温度为100℃,酸浸时间为4 h,酸矸比为1.1∶1,固液比为1∶3。在此条件下Al2O3的浸出率可以达到85.2%。