生物炭输入对土壤污染物迁移行为的影响

重点综述了生物炭输入对土壤中污染物的吸附固持作用及生物有效性的影响,分析其作为土壤添加剂消减土壤污染风险的有效性,为生物炭在土壤中的应用研究提供依据。     

脱水污泥中聚合物的碱提取及其镉吸附效能研究

市政污水处理厂产生的脱水剩余污泥中含有大量的细菌胞外聚合物、胞内聚合物等大分子有机物,是一种良好的生物吸附剂制备原料。以脱水污泥为原料,采用碱提取的方法,对污泥中胞外聚合物与胞内聚合物进行提取,提取得到聚合物吸附剂,分析了聚合物吸附剂中聚合物浓度、核酸浓度随提取剂中NaOH浓度的变化,考察了聚合物吸附剂对水中镉的等温吸附性能。研究结果表明,当NaOH浓度小于0.5 mol/L时,随着提取剂NaOH浓度的升高,得到的提取液中聚合物浓度、核酸浓度逐渐升高。最佳的提取剂中NaOH浓度为0.3 mol/L,该条件下能够充分实现污泥中聚合物的提取。当NaOH浓度高于0.5 mol/L,聚合物中核酸存在一定程度的分解。聚合物吸附剂对水中Cd2+的吸附符合Langmuir模型,NaOH浓度为0.3 mol/L条件下提取得到的聚合物吸附剂的镉饱和吸附容量最大,达1.022 mmol/g。     

改性小麦秸秆的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附性能

用碳酸钾(K2CO3)溶液活化法成功地制备改性小麦秸秆。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和静态吸附试验对改性前后样品的组成、形貌和吸附性能进行表征和测定,对比了秸秆改性前后的结构和组成变化。结果表明:改性后小麦秸秆半纤维素被部分溶解,出现了多孔疏松的结构。改性小麦秸秆用量、溶液p H和亚甲基蓝的浓度在一定范围内增大有助于改性小麦秸秆对亚甲基蓝吸附速率的提高,吸附类型符合Langmuir吸附等温方程模型且属于拟二级动力学吸附过程。     

Biosorption mechanisms involved in immobilization of soil Pb by Bacillus subtilis DBM in a multimetal-contaminated soil

Mechanisms of soil Pb immobilization by Bacillus subtilis DBM, a bacterial strain isolated from a heavy-metal-contaminated soil, were investigated. Adsorption and desorption experiments with living bacterial cells as well as dead cells revealed that both extracellular adsorption and intracellular accumulation were involved in the Pb2＋removal from the liquid phase. Of the sequestered Pb（II）, 8.5% was held by physical entrapment within the cell wall, 43.3% was held by ion-exchange, 9.7% was complexed with cell surface functional groups or precipitated on the cell surface, and 38.5% was intracellularly accumulated.Complexation of Pb2＋with carboxyl, hydroxyl, carbonyl, amido, and phosphate groups was demonstrated by Fourier transform infrared spectroscopic analysis. Precipitates of Pb5（PO4）3OH, Pb5（PO4）3Cl and Pb10（PO4）6（OH）2that formed on the cell surface during the biosorption process were identified by X-ray diffraction analysis. Transmission electron microscopy–energy dispersive spectroscopic analysis confirmed the presence of the Pb（II）precipitates and that Pb（II） could be sequestered both extracellularly and intracellularly.Incubation with B. subtilis DBM significantly decreased the amount of the weak-acid-soluble Pb fraction in a heavy-metal-contaminated soil, resulting in a reduction in Pb bioavailability, but increased the amount of its organic-matter-bound fraction by 71%. The ability of B.subtilis DBM to reduce the bioavailability of soil Pb makes it potentially useful for bacteria-assisted phytostabilization of multi-heavy-metal-contaminated soil.     

壳聚糖对Cu~(2+)的吸附与解吸

研究了溶液pH值、Cu2+初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间及温度对壳聚糖吸附Cu2+的影响,并对达到吸附平衡的壳聚糖进行了解吸研究。结果表明,壳聚糖对Cu2+的吸附量随pH值的升高而增大,在pH值为4.7时,基本达到吸附平衡;吸附过程同时符合Langmuir模型和Freundlich模型,最大吸附量为142.9 mg/g;与拟一级动力学模型相比,拟二级动力学模型可以更好地描述吸附过程;吸附剂最佳投加量为1 g/L。用0.03 mol/L H2SO4溶液做脱附液,搅拌10 min,脱附率为73.4%;经过4次脱附-吸附循环,壳聚糖平衡吸附量变化不大,具有良好的重复使用性。     

废板栗壳、核桃壳对水溶液中锌离子的吸附条件研究

由于重金属废水对环境具有较强的危害,日前针对重金属废水的处理研究日趋增多。吸附法是一种典型的对重金属废水的处理方法,其中吸附剂的选用是重中之重。文章采用农业废弃物板栗壳和核桃壳作为吸附剂,以锌离子溶液模拟重金属废液,探讨溶液pH、反应时间、吸附剂投加量、模拟废液浓度和混合比例等参数对板栗壳和核桃壳吸附性能的影响。实验结果表明:当溶液浓度为20 mg/L,pH值为6.03,振荡反应时间为120 min,核桃壳投加量为0.85 g时,锌离子的去除率可达到97.38%。而板栗壳在相同条件下,投加量仅为0.7 g,锌离子的去除率就可达到98.78%。当2种吸附剂按照1∶3的比例混合时,锌离子的去除率可达到99.75%,明显高于单独使用时的去除效果。     

油风化对吸油毡吸附量影响的研究

选取天然羽毛压缩物和复合聚酯纤维两种吸油毡,取4种油(2种原油和2种燃料油)进行短期风化,测量2种吸油毡对不同风化程度油的吸附量。分析结果发现,随着油风化程度的增强,天然羽毛对其中3种油的吸附量稍有增加,而对其中较轻原油的吸附量减小明显;复合聚酯纤维吸油毡对4种油的吸附量都增加,且增加幅度大于天然羽毛。原因是天然羽毛孔隙大材质厚,主要靠孔隙吸油,而聚酯纤维孔隙小且薄,表面粘附油的比重较大。对高密度油而言,风化程度越大,吸油毡越难靠孔隙对其渗透吸收,而表面粘附油占总吸附量的比重增加。可见,在应对不同风化程度油时,选取吸油毡须有针对性,才能最大限度地清除油污。     

凹凸棒石纤维复合气凝胶吸附水体中TPH吸附特性

以水体中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)为目标污染物,采用凹凸棒石复合二氧化硅气凝胶进行净化石油类污染水体研究,主要考察复合气凝胶使用量及环境要素对去除水体中TPH的影响。研究结果表明:凹凸棒石纤维复合气凝胶与污染水体的质量比为1:60,对TPH的去除率随温度的升高而降低,受pH变化影响较小;当NaCl浓度在0~100 g/L,MgCl2浓度在0~2.5 g/L时,复合气凝胶对水体中TPH的去除率几乎不受盐度的影响;Fe3+、Mn2+、NH4+、NO3-均能促进复合气凝胶对TPH的去除,但受其浓度变化影响较小,同时,凹凸棒石纤维复合气凝胶对上述离子也有微弱的去除作用。研究成果为凹凸棒石复合气凝胶在实际石油类污染水体中的应用提供了科学可靠的数据支撑。     

V(Ⅴ)与V(Ⅳ)在不同土壤中的吸附-解吸行为研究

选择四川攀枝花地区广泛分布的3种土壤,研究五价钒[V(Ⅴ)]与四价钒[V(Ⅳ)]在土壤中的吸附-解吸行为。分别运用Langmuir模型和Freundlich模型对V在黄棕壤、紫色土和水稻土中的等温吸附线进行拟合,计算出这2种价态的V在各土壤中的最大吸附量,比较不同土壤对不同价态V的吸附能力,同时分别分析3种土壤吸附平衡液与解吸液pH的变化。结果表明:(1)2种价态的V在3种土壤中的等温吸附线与两模型均基本吻合;(2)3种土壤对2种价态的V的吸附能力大小顺序一致,依次为:黄棕壤>水稻土>紫色土;(3)3种土壤对V(Ⅳ)的最大吸附量基本一致,但紫色土与水稻土对V(Ⅴ)的最大吸附量高于黄棕壤;(4)V(Ⅳ)在3种土壤中的解吸率高于V(Ⅴ),最高可达48.93%;(5)V(Ⅴ)的吸附平衡液与解吸液pH均随V浓度增加呈上升趋势,而V(Ⅳ)的吸附平衡液与解吸液pH均随V(Ⅳ)浓度增加呈下降趋势,且3种土壤的吸附平衡液pH变化幅度较解吸液大。     

生物炭原位修复富营养化水体的试验研究

通过实验模拟,考察了粒径、炭层厚度、水体温度等因素对生物炭吸附与固定底泥氮磷的影响。结果表明:生物炭对氨氮与磷酸盐的最大吸附容量分别为4.92 mg/g、1.90 mg/g,吸附过程符合Langmuir和Freundlich方程,在温度5~35℃、粒径80目、炭层厚度0.5cm时,模拟水体中TN和TP浓度可维持在0.55~0.85 mg/L和0.02~0.04 mg/L之间,说明生物炭能很好的吸附水体中的N、P并将其固定在底泥中。