利用磁信息研究潮滩重金属污染的探讨

本文以长江口潮滩沉积物的系统磁性测量为基础,对照化学分析和粒度分析等数据,初步探讨了潮滩沉积物的磁性特征与重金属元素含量的相关联系及其机理,建立了重金属元素含量与磁参数的定量关系模型,并揭示了长江口潮滩重金属污染的空间特征及其与沉积环境的联系。本项工作成功地探索了利用磁信息研究潮滩重金属污染的技术路线和应用前景,指出了在一定区域内,利用适量样品的磁性测量与重金属元素分析数据,建立其定量回归模型的可行性。从而可以在区域污染调查中,通过广泛的磁数据测量,由经验公式定量地估算不同滩地部分的重金属元素含量,以全面了解潮滩重金属污染的空间分布,分析其规律和机理。由于磁测方法具有快速、简便、经济、易行等特点,它为大范围的潮滩重金属污染研究提供了一项实用有效的辅助手段。     

半胱氨酸改性Fe3O4纳米材料对Pb (Ⅱ) 的吸附研究

为了解决水体中Pb(Ⅱ)污染问题,利用SiO_2和半胱氨酸(Cys)对Fe_3O_4纳米粒子进行表面修饰,并用于水中Pb(Ⅱ)的去除研究。实验结果表明,Fe_3O_4@SiO_2@Cys的吸附效果明显优于另外两种未修饰Cys的磁性纳米材料(Fe_3O_4和Fe_3O_4@SiO_2)。当Fe_3O_4@SiO_2@Cys投加量为1.0g/L,pH=6.0,Pb(Ⅱ)初始质量浓度为100mg/L,吸附时间为30min时,水中Pb(Ⅱ)去除率可达到95%以上。在Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)共存条件下,Fe_3O_4@SiO_2@Cys对Pb(Ⅱ)的吸附效果明显优于其他3种金属离子。经5次循环使用后,Fe_3O_4@SiO_2@Cys对Pb(Ⅱ)的去除率仍保持在80%左右。     

核桃壳磁性活性炭的制备及条件优化

以农业废弃物核桃壳为原料,用Fe Cl_3和Zn Cl_2作为活化剂,在500℃马弗炉中采用高温煅烧活化法制备核桃壳磁性活性炭。对核桃壳的热解温度进行分析,同时对制备出来的磁性活性炭进行粒度表征,并测定官能团。核桃壳磁性活性炭制备的最佳条件为:活化时间为120 min,活化温度为500℃,m(核桃粉)∶m(Fe Cl_3)∶m(Zn Cl_2)为20∶1∶10,液固比为2∶1。经测定,核桃壳磁性活性炭比表面积为3 266.50 m~2/g,粒度主要分布在0.50~1.00μm,核桃壳磁性炭表面具有CO键、C—H键并负载有磁性物质Fe_3O_4。     

长江三角洲晚第四纪陆-海交互地层的光释光年代学

长江三角洲地层的年代学研究对探讨晚第四纪以来我国东部沿海地区陆海交互作用历史以及海岸地貌的形成与演化具有重要价值。本研究选择长江三角洲YZ07和EGQD14两支钻孔开展系统光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年研究,总结前期已发表的50个年代数据并收集整理该区域相关钻孔的年代地层资料,探讨在可靠的年代框架约束下晚第四纪长江三角洲沉积地层演变特征,取得了以下几点认识：（1）在长江三角洲地区,常规OSL测年以较细石英颗粒OSL测年效果较为理想;对粗颗粒石英,若存在长石包裹体对石英OSL信号的影响,建议用脉冲释光测年（POSL）技术加以解决。（2）以YZ07孔为例,¹⁴C测年和OSL测年结果对比表明在三角洲海岸地区,¹⁴C测年方法建立的年代地层框架需要谨慎对待,建议在此区域开展年代地层学研究时可以尝试将两种测年方法结合使用,以确保年代地层框架的准确和可靠。（3）针对争议较大的氧同位素3阶段（MIS3）沉积环境问题,EGQD14孔给出了新的年代学证据,认为MIS3阶段（约30?—?50 ka）长江三角洲可能是陆地河流相沉积环境为主导,这也得到了区域相邻的几支钻孔沉积记录的佐证。（4）两支钻孔从年代学角度证实了前人关于末次盛冰期（Last Glacial Maximum,LGM）以来长江三角洲发育下切河谷的沉积学判识和地层学论断。此外,多钻孔的年代地层学特征也验证了全新世时段海平面变化控制下的长江三角洲及海岸演变的时空动态。     

磁性生物炭对水中CIP和OFL的吸附行为和机制

采用化学共沉淀方法将Fe2+/Fe3+和芦苇生物质材料进行复合,然后于873.15 K限氧热解制备出具有磁分离及高吸附性能的磁性生物炭(MBC).利用SEM、BET、FTIR和VSM等对其理化性质进行表征,并考察了MBC对水中环丙沙星(CIP)和氧氟沙星(OFL)的吸附行为和机制.结果表明,MBC表面含有大量的含氧官能团,比表面积和总孔体积分别为254.6 m2·g-1和0.257 cm3·g-1.MBC对CIP和OFL的吸附有很强的p H和温度依赖性.不同p H下,CIP和OFL各形态离子(阳离子、两性离子和阴离子)对吸附的贡献不同.MBC对CIP和OFL的吸附过程为自发、熵增的吸热过程.CIP和OFL在磁性炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型.MBC对CIP和OFL的平衡吸附量分别为27.84 mg·g~(-1)和22.00 mg·g~(-1).孔填充作用、π-π电子供体受体作用、氢键作用、疏水作用和静电作用可能是MBC吸附CIP和OFL的重要机制.     

浙江宁波地区Z03孔第四纪磁性地层研究

浙江宁波地区第四纪以来沉积了较大厚度的海陆交替沉积物,对其进行划分和对比,对研究该区第四纪地层至关重要。宁波南部滨海平原Z03孔揭示该区伴随多次海侵—海退,形成数个沉积旋回,其岩性多变,沉积相复杂。文章通过对Z03孔进行磁性地层研究,结合钻孔岩性特征、光释光测年和~(14)C测年数据,建立可靠的磁性地层框架。结果显示,Z03孔所有样品均位于布容正向时内,且包含了3个全球性极性漂移事件和1个地方性亚时,自下而上分别为布莱克事件、拉尚事件、哥德堡事件以及宁波亚时;80.0~87.0 m样品记录了中更新世和晚更新世之交的布莱克事件,上更新统底界定于79.2m处;42.2~44.0m样品记录了拉尚事件;21.0~23.0m样品记录了全新世和更新世之交的哥德堡事件,全新统底界定于23.6m处。     

磁性核壳CoFe2O4@SiO2@PIL-AO复合材料的制备及其吸附U (VI)性能研究

通过化学合成法制备了磁性核壳CoFe₂O₄@SiO₂@PIL-AO复合材料,采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对其进行了表征,研究了溶液pH、吸附时间、U （VI）初始浓度和温度等参数对U （VI）吸附性能的影响.实验结果表明：在c₀=0.2 mg·L^-1、pH=6.00±0.05、T=298.15 K、m=0.02 g和t=8 h的条件下,CoFe₂O₄@SiO₂@PIL-AO对U （VI）的吸附作用最强,吸附率达到了97.54%;CoFe₂O₄@SiO₂@PIL-AO吸附U （VI）是一个自发进行的吸热反应,U （VI）吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型;CoFe₂O₄@SiO₂@PIL-AO复合材料具有良好的可循环使用性,循环使用5次后它对U （VI）的吸附容量没有明显下降,可重复使用.     

凹凸棒石/γ-Fe_2O_3/碳纳米复合材料的制备及其对苯酚的吸附作用

为获得同时具有有机亲和性和磁分离特性的吸附材料,以凹凸棒石黏土和废活性白土为原材料,通过铁盐水解共沉淀和在氢气气氛下程序升温煅烧的方法,制备廉价的凹凸棒石γ-Fe2O3/碳纳米复合材料.运用磁化率分析,红外吸收光谱,透射电镜,X射线衍射分析和碳含量分析对其进行了表征,并研究了复合材料吸附去除水中苯酚的动力学、吸附试验中pH的影响及同等条件下与其他吸附材料吸附性能的对比.结果表明,复合材料的磁化率值为2 769×10-8m3/kg,用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来;铁的磁性氧化物以γ-Fe2O3的形态负载到凹凸棒石表面,颗粒直径为10～60nm;碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面;复合材料中的ω(碳)为7.4%,材料中出现了有机官能团-CH3和-CH2-.对苯酚的吸附试验表明,复合材料对苯酚的去除率是凹凸棒石原矿的3倍.     

磁性絮凝剂处理景观生态水的实验条件探讨

研究了利用粉煤灰制成的磁性絮凝剂处理景观生态水的各种单因素实验,并且用正交实验的方法对该磁性絮凝剂处理景观生态水的实验条件进行了优化选择,研究了该磁性絮凝剂处理景观生态水的一般规律。实验结果表明,当操作条件为：投加量为200mg/L,搅拌时间为1min,搅拌速度为300r/min和磁吸附时间为1.5min时,取得最佳处理效果。在此实验条件下,景观生态水的COD、总P及氨氮的去除率分别可达76.15%、59.54%与53.36%。     

城市表土磁学特征对污染源的指示

分析徐州市城市表层土壤样品的磁学参数(磁化率、频率磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率、热磁曲线和磁滞回线)变化特征,结果表明,徐州城市表土主要由单畴(SD)和多畴(MD)的亚铁磁性矿物控制,但也存在一定量的赤铁矿。人类活动导致徐州城市表土磁化率显著增加,交通区、居民区、绿地区的平均磁化率分别为:273.06×10~(-8)、111.02×10~(-8)和65.24×10~(-8)m~3/kg。交通运输是市中心交通区和居民区表土磁化率增加的主要来源,工业区附近道路表土中磁性矿物浓度大于远离工业区的交通道路和居民区,绿地区磁性矿物浓度较低。