方解石/氯磷灰石混合物添加对水体内源磷迁移转化的调控效应和机制

阐明方解石/氯磷灰石混合物添加对内源磷迁移转化的调控效应与机制,对于其实际应用至关重要.为此,本文采用氯化钙和磷酸钠制备得到氯磷灰石,再与天然方解石进行混合,形成氯磷灰石和方解石的混合物,然后通过批量吸附实验考察了该混合物对水中磷酸盐的去除作用,再通过底泥培养实验考察了该混合物添加对底泥中磷迁移转化的影响.结果表明,该混合物对水中磷酸盐的去除能力明显强于单纯的方解石和氯磷灰石;该混合物对水中磷酸盐的去除动力学过程较好地符合准二级和Elovich动力学模型;增加方解石和氯磷灰石的投加量均有利于该混合物对水中磷酸盐的去除;溶液共存钙离子促进了该混合物对水中磷酸盐的去除.该混合物的添加可以有效控制底泥中磷向上覆水体的释放,导致上覆水中的溶解性活性磷(SRP)浓度处于相对较低的水平.此外,该混合物添加还可以降低间隙水中SRP的浓度,其对间隙水中SRP的削减作用对其调控底泥中磷向上覆水体的迁移转化起到重要的作用.该混合物添加虽然会增加底泥中磷的含量,但所增加的磷主要是以稳定的钙磷形式存在,发生二次污染的风险低.结果显示,方解石/氯磷灰石混合物可以作为底泥改良材料用于水体内源磷释放的控制.     

Antimony(V) removal from water by hydrated ferric oxides supported by calcite sand and polymeric anion exchanger

We fabricated and characterized two hybrid adsorbents originated from hydrated ferric oxides(HFOs) using a polymeric anion exchanger D201 and calcite as host. The resultant adsorbents(denoted as HFO-201 and IOCCS) were employed for Sb(V) removal from water. Increasing solution pH from 3 to 9 apparently weakened Sb(V) removal by both composites, while increasing temperature from 293 to 313 K only improved Sb(V) uptake by IOCCS. HFO-201 exhibited much higher capacity for Sb(V) than for IOCCS in the absence of other anions in solution. Increasing ionic strength from 0.01 to 0.1 mol/L NaNO3would result in a significant drop of the capacity of HFO-201 in the studied pH ranges; however, negligible effect was observed for IOCCS under similar conditions. Similarly, the competing chloride and sulfate pose more negative effect on Sb(V) adsorption by HFO-201 than by IOCCS, and the presence of silicate greatly decreased their adsorption simultaneously, while calcium ions were found to promote the adsorption of both adsorbents. XPS analysis further demonstrated that preferable Sb(V) adsorption by both hybrids was attributed to the inner sphere complexation of Sb(V) and HFO, and Ca(II) induced adsorption enhancement possibly resulted from the formation of HFO-Ca-Sb complexes. Column adsorption runs proved that Sb(V) in the synthetic water could be effectively removed from 30 μg/L to below 5 μg/L(the drinking water standard regulated by China), and the effective treatable volume of IOCCS was around 6 times as that of HFO-201, implying that HFO coatings onto calcite might be a more effective approach than immobilization inside D201.     

诱导结晶法处理高氟水的试验研究

提出了利用方解石部分代替氟磷酸钙作为诱导结晶法的晶种处理100mL氟离子质量浓度15.000mg/L高氟废水,以降低成本。通过单因素试验及正交试验获得最优反应条件:方解石质量分数为20%、晶种投加量为0.6g、磷酸三钠和氯化钙投加量分别为氟离子摩尔浓度的6、12倍,此时氟离子去除率可达到93.45%,氟离子质量浓度降至1mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中氟化物的限值要求。     

方解石基羟基磷灰石的制备及其对水中氟化物的去除效能研究

采用方解石基羟基磷灰石材料去除水溶液中的氟化物。研究吸附剂用量、反应时间、F-初始浓度、共存阴离子分别对吸附量的影响,以及吸附过程中材料渗透率的变化。结果表明:反应在100min达到平衡,饱和吸附量为10.98mg/g;吸附量随着吸附剂用量、F-初始浓度的提高以及反应时间的延长而增大,当反应达到平衡时不再发生变化;除HCO-3外,其他共存阴离子(NO-3、SO2-4和Cl-)对吸附量影响不大;材料渗透率随反应时间的延长而下降,但大大高于传统羟基磷灰石材料的渗透率;方解石基羟基磷灰石材料对水溶液中氟化物的吸附符合Langmuir等温吸附方程以及Psuedo-二级动力学吸附模型,符合单层吸附反应。同时,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对方解石基羟基磷灰石材料及其反应产物进行表征,探讨方解石基羟基磷灰石材料的除氟机制。     

南京市麒麟镇麒麟石刻风化壳的表征

以南京市麒麟镇麒麟石刻作为研究对象,运用XRD,XRF,IR,IC,ICP和SEM-EDS等分析手段对石刻新鲜岩样和风化壳进行表征.结果表明:麒麟石刻不同部位的风化壳成分差别很大,有大气中污染气体和其它外来物质进入到风化壳成分当中;对比研究发现,新鲜岩样风化后,其方解石晶体C-O键特征吸收峰出现约8cm-1的蓝移现象,且明显窄化.新鲜岩风化后,表面变的粗糙,质地松散.风化壳中可溶盐含量最高的是硫酸盐,表明大气中的SO2在风化过程中起重要作用.     

磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐研究

使用磷酸盐溶液和方解石之间的反应得到方解石去除水中磷酸盐后的产物,即磷酸盐改性方解石,通过实验对比分析了方解石和磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学,并考察了磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的各种影响因素。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力明显优于方解石。当反应时间为2h时,实验条件下磷酸盐改性方解石对水中磷的去除率达到72%,而方解石对磷的去除率仅为35%。当pH为5~7时,磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力较高;当pH由7增加到10 h,对磷酸盐的去除能力略微下降;当pH由10增加到12 h,对磷酸盐的去除能力急剧下降。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的单位去除量随初始磷质量浓度的增加而增加。过高的初始磷质量浓度会导致磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除率过低。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力随反应温度的升高而增加。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述。水中共存的钙离子有利于磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除,而水中共存的碳酸氢根离子抑制了磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除。磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的主要机制是磷酸钙沉淀作用。磷酸盐改性方解石不仅会为磷酸钙沉淀反应的异质成核提供核心,促进磷酸钙沉淀的形成,而且当水处于对方解石不饱和状态时会溶解释放出可溶性钙,为磷酸钙沉淀的形成提供钙源。上述结果表明,方解石去除水中磷酸盐后的产物可以被再次用于水中磷酸盐的去除,并且对磷酸盐的去除效果优于原始的方解石。     

3株常见细菌胞外氨基酸对方解石表面性质的影响

文章以土壤-空气-人体中3株常见细菌为研究对象,采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)对3株细菌胞外氨基酸主要组分进行定性定量分析,在此基础上,考察了常见细菌胞外氨基酸对大气可吸入矿物细颗粒-方解石表面性质的影响。结果表明:3株细菌主要氨基酸组分为组氨酸、精氨酸、酪氨酸和胱氨酸;4种氨基酸对方解石都有不同程度的溶蚀作用,影响程度取决于氨基酸的功能、分子结构和添加量。3株常见细菌对方解石作用效果为金黄色葡萄球菌大肠杆菌硅酸盐细菌,由此推断方解石细颗粒物从土壤迁移到空气,再迁移到人体,毒性依次减弱,为建立可吸入矿物细颗粒环境和健康影响评价体系具有重要意义。     

不同钝化剂对弱酸性镉污染土壤的钝化效果

农田重金属污染土壤的修复是我国当前面临的一个环境难题。采集河南嵩县马石沟镉污染农田土壤作为供试土壤,采用室内培养试验法,分别添加熟石灰、方解石、沸石、蒙脱石和生物炭5种钝化材料,采用Tessier修正顺序七步提取法对镉形态含量进行分析,研究不同钝化剂在1%、3%和5%添加量条件下对弱酸性土壤镉污染的钝化效果。结果显示,供试5种钝化材料在不同程度上提升了土壤pH值,对pH值提升效果由大到小依次为熟石灰、方解石、蒙脱石、生物炭和沸石,其中,熟石灰处理土壤pH值提升2.00～2.50个单位,方解石处理提升0.86～1.38个单位,蒙脱石处理提升0.83～1.19个单位,生物炭处理提升0.07～0.38个单位,沸石处理提升0.11～0.20个单位。5种钝化剂对土壤离子交换态Cd含量均有降低作用,但其效果差异明显,钝化效果由大到小依次为熟石灰、方解石、生物炭、蒙脱石和沸石。培养50 d后,1%、3%和5%添加量条件下,熟石灰处理交换态Cd含量降低率为76.65%～90.66%,方解石处理交换态Cd含量降低率为46.12%～53.77%,生物炭处理交换态Cd含量降低率为9.36%～33.03%,蒙...     

改性方解石的除磷能力研究

选用颗粒方解石,对其表面进行改性,便于磷在其表面的吸附、结晶、沉淀,形成永久性固态磷,加速磷的自然沉淀过程。考察了改性的最佳条件和改性方解石除磷的影响因素。结果表明,方解石的最佳改性条件:改性液TP、Ca2+、HCO-3分别为93.00、120.00、244.00 mg/L,浸泡时间2d;改性方解石具有持续的除磷能力,在实验前76h的平均除磷速率为0.053 0mg/(g·d),而稳定阶段的除磷速率为0.021 4mg/(g·d);待处理水样的Ca2+浓度对改性方解石的除磷效果有较大影响,Ca2+为120.00mg/L时除磷效果最好,碱度对除磷效果的影响很小;pH≤7.30,投加改性方解石系统中磷的去除以改性方解石表面Ca-P结晶为主,而当pH≥8.15时,溶液中发生Ca-P沉淀,而Ca-P结晶逐步减少;水温对改性方解石的除磷效果具有显著影响。     

广西凭祥英安岩中方解石稀土元素地球化学研究

通过对广西凭祥英安岩中方解石的稀土元素含量的测定,结果表明方解石具有与英安岩相似的稀土含量、轻稀土富集、无铈异常和具有明显的铕负异常等特点。结合英安岩的矿物组成和蚀变特征及其方解石的碳氧同位素组成,推测方解石是英安岩蚀变的产物,其稀土元素主要来源于英安岩,英安岩中黑云母蚀变形成绿泥石及方解石优先结合轻稀土是方解石相对英安岩富集轻稀土的主要原因,而方解石相对英安岩较弱的铕负异常主要是英安岩中斜长石优先蚀变的结果。