叶蜡石在环境污染治理中的应用与进展

叶蜡石是一种具有吸附活性的天然黏土矿物材料,在环境污染治理中具有发展潜力。论述了叶蜡石的吸附机理,介绍了叶蜡石处理废水中酚、有机染料、腐植酸、噬菌体等有机污染物和氰化物、氟化物、重金属、有毒金属、放射性核素等无机污染物的效果。研究表明:天然叶蜡石对工业废水中的部分有机污染物去除率较低,而经改性后可明显提高吸附效果;叶蜡石可以作为吸附过滤材料去除水中的病毒、细菌及有毒物质等。目前,叶蜡石主要应用于污水处理,在废气及固体废物处理方面的研究还相对匮乏,并且在吸附效果、最佳吸附条件和吸附机理等方面有待深入研究。     

钠型丝光沸石去除猪场废水中营养元素的试验研究

以钠型丝光沸石为试验材料进行猪场废水同步脱氮除磷研究,考察了沸石投加量、吸附时间、pH、Ca²⁺和Mg²⁺浓度对钠型丝光沸石同步去除氨氮和磷的影响。结果表明,在沸石投加量为300 g/L,pH为8.0～9.0,吸附时间为4 h的条件下,钠型丝光沸石对氨氮的去除率达到92%,对磷的去除率达到86%。随着pH的升高,氨氮和磷的去除率均先升高再降低,氨氮的去除率在pH为8.0时达到最高,为90%;磷的去除率在pH为9.0时达到最高,为85%。Ca²⁺浓度的增加对沸石去除氨氮的影响不大,但对磷的去除效果影响较显著,在P与Ca的摩尔比为1:6,pH为9.0时,磷的去除率达到88%。Mg²⁺浓度的增加对沸石去除氨氮和磷的效果影响较显著,在P与Mg的摩尔比为1:4,pH为10.0时,废水中氨氮和磷的去除率达到93%和91%。     

不同部位梧桐生物质炭对水溶液中镉吸附的机理

为了探究梧桐不同部位废弃物所制备的生物质炭(皮、枝、叶)对Cd²⁺的吸附效率和稳定修复的机理,以此为园林废弃物炭化利用在重金属污染修复方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,通过高温煅烧法制备梧桐不同部位生物质炭,采用元素分析仪、比表面积及孔隙分析(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术研究不同反应时间、重金属浓度和溶液初始pH条件下生物质炭对Cd²⁺吸附效果的影响,并运用四步萃取法和脱附实验分析生物质炭上Cd²⁺的吸附形态和稳定性.3种生物质炭都在8 h左右达到吸附平衡,最终吸附量依次为树皮炭>枝条炭>叶片炭;溶液初始浓度为0.5—2 g·L^-1时Cd²⁺的吸附量呈增长趋势,在2.5—3g·L^-1时逐渐平缓;生物质炭Cd²⁺吸附量均随着pH的升高而升高,但在pH值为5—8时,吸附的趋势逐渐平稳;树皮炭的酸溶态和非生物利用态的稳定Cd形态要高于枝条炭和叶片炭;比表面积不是影响梧桐生物质炭吸附Cd²⁺的主要影响因素,吸附动力学,ATR,XRD和重金属形态萃取均证实Cd碳酸盐类矿物生成是主导吸附机理;3种生物质炭的脱附量在4 h后逐渐趋于平衡,其中脱附量最大为叶片炭,最小为树皮炭.梧桐不同部位的初始性质对生物质炭吸附Cd²⁺具有明显的影响,其中梧桐皮具备更高的吸附量和重金属稳定形态,并且相比其他种类生物质炭有明显优势.因此,从吸附效果和生产成本的角度,本研究建议以梧桐皮为主,枝条和叶片为辅的生物质炭对重金属Cd进行修复治理.     

石墨基复合材料负载零价纳米铁吸附重金属离子的研究进展

工业废水中重金属的存在威胁着环境和人类健康,有效去除环境中的重金属离子具有重要意义.论文简要介绍了近年来石墨基复合材料负载纳米零价铁(nZVI)去除废水中重金属离子的研究,探讨了多种石墨基负载nZVI复合材料对重金属离子的吸附特性和环境条件对吸附性能的影响因素,并对其未来的研究和应用进行了总结和展望.     

配式钢混拱桥钢板加固立柱节点抗震研究

为研究装配式钢筋混凝土拱桥腹孔墩柱节点在地震荷载作用下的力学性能和破坏机理,通过拟静力试验和数值模拟计算,对比分析了立柱节点未加固、钢板加固两种情况下的抗震性能.设计制作8mm的钢板加固试件,采用拟静力试验得到试件的滞回曲线、等效阻尼比、初始刚度、荷载-位移骨架曲线作为衡量结构的耗能能力的指标.建立了装配式钢筋混凝土拱...     

生物炭修复有机污染土壤的研究进展

生物炭作为土壤改良剂改善土壤环境、修复污染土壤已成为农业和环境保护领域的研究热点之一。介绍了生物炭的类型、特性,生物炭施用对土壤物理性质(容重、孔隙度、持水性、团聚体稳定性等)和化学性质(pH、养分、碳循环等)的影响,阐述了生物炭修复有机污染土壤的吸附机理,从生物炭理化性质、有机物性质、吸附环境三方面分析了生物炭修复效果的影响因素,探讨了生物炭对土壤中有机污染物环境行为的影响,并对目前研究存在的问题及未来重点研究方向进行了展望。     

以江苏省河流湖泊为例探讨基于物种与面积关系确定大型底栖动物最适及高效采样量

以江苏省河流湖泊为研究对象,选取不同水体代表性点位,运用多生境采样法和形态学鉴定获取淡水大型底栖无脊椎动物的物种数及对应的采样面积,拟合实际结果的物种数与面积关系对数函数曲线。所研究采样量包括采样面积值、样方及样带数。研究发现,不同水体点位最适采样量面积为1.45~12.75 m²,样方及样带总数为6~16个,其要求十分耗时耗力。为解决这一问题,以物种数与面积关系对数函数的一阶导数曲线y≈1值为临界点,提出"高效采样量"概念,并提出3条采样原则供讨论。同时得到江苏地区高效采样量:涉水可过河流采样面积为1.36 m²,涉水不可过河流采样面积为1.5 m²,不可涉水河流和浅水湖泊采样面积为1.75 m²,均需采集4个样方,1个样带。     

磁性污泥基生物炭对Pb2+的吸附性能

为克服湿法制备磁性生物炭颗粒时团聚严重、固液分离困难、热解前需消耗大量能源脱水干化的问题,本研究以市政污泥为原料,通过无溶剂法热解制备了磁性污泥基生物炭(MSBC-2),并利用SEM、FTIR、XPS、VMS和Raman等方法对产物的表面结构与特征进行了表征。基于序批实验,分析了pH、温度、背景离子强度、生物炭投加量对该吸附材料的Pb²⁺吸附性能的影响,并进行了吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学研究。结果表明：MSBC-2的Pb²⁺去除率随pH及温度的升高而升高,pH>4后去除率基本不变,离子强度对Pb²⁺去除率基本无影响。MSBC-2对Pb²⁺的吸附行为符合准二级动力学模型及Langmuir模型,表明吸附过程的限速步骤为化学反应,吸附为单分子层吸附;MSBC-2的反应速率常数k₂是未改性生物炭的4.1倍,25 ℃时最大理论吸附容量为113.36 mg·g⁻¹,高于大多数湿法制备的磁性生物炭;该吸附过程非自发、吸热且熵增过程;MSBC-2对Pb²⁺的吸附机理主要包括表面络合、离子交换和物理吸附。     

KOH活化小麦秸秆生物炭对废水中四环素的高效去除

活化是提高生物炭吸附性能的重要手段.以小麦秸秆为研究对象,KOH为活化剂,制备KOH活化生物炭（K-BC）,同时制备原状生物炭（BC）作为对照.对生物炭进行比表面积和孔径、元素分析、XPS、FTIR、Raman、XRD和pH_pzc等表征,考察KOH活化对生物炭理化性质的影响,并探究生物炭对水体中四环素的吸附性能和机制.结果表明,KOH活化之后生物炭的比表面积和孔体积可达996.4 m²·g^-1和0.45 cm³·g^-1.KOH活化会制造更多的碳结构缺陷,影响生物炭的官能团和表面电性.拟二级动力学和Langmuir模型可以较好地拟合生物炭吸附四环素的过程.环境温度升高能提高生物炭对四环素的吸附量.K-BC吸附四环素是自发、吸热和无序度增加的过程.K-BC对四环素的最大吸附量理论可达到491.19 mg·g^-1（实验温度为45℃）.结合吸附后生物炭的Raman、FTIR和XPS表征,发现孔隙填充和π-π作用是K-BC吸附四环素的主要机制,氢键和络合作用也发挥重要作用.此外,K-BC还具有良好的循环使用性能.综上所述,KOH活化小麦秸秆生物炭是有效和可行的,可用于废水中四环素的去除.     

钠化改性河南南部膨润土吸附亚甲基蓝性能分析

以河南南部天然钙基膨润土为原料,通过钠化改性得到了钠基膨润土.通过调控吸附剂用量、亚甲基蓝（MB）浓度、吸附时间、溶液pH值和温度,分析对比了天然钙基膨润土（PRT-1）、钙基提纯膨润土（PRT-1T）和钠基膨润土（PRT-1Na）对MB的去除效率.同时,对PRT-1T和PRT-1Na对MB的吸附动力学和吸附机制进行了研究.结果表明,由于PRT-1Na有更大的比表面积、更高的阳离子交换容量和更丰富的羟基结构,表现出对MB更好的吸附效果.在同等吸附条件下,PRT-1Na的吸附效果是PRT-1的4倍,PRT-1T是PRT-1的2倍.在20℃,pH为6,PRT-1Na用量为1.0 g,吸附时间为2 h,MB为500 mL,且初始浓度为500 mg·L^-1时,MB去除率高达99.89%.另外,PRT-1Na对MB染料废水的吸附既存在物理吸附也有化学吸附,Elovich模型对PRT-1T和PRT-1Na吸附MB染料废水的过程拟合度均高,但伪一级动力学模型对PRT-1Na拟合效果最好.