选择性吸附法处理含表面活性剂和多环芳烃的土壤淋洗液研究

比较研究了H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土等5种吸附剂对土壤淋洗液中TX-100与PAHs的吸附性能.批实验结果表明,H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土吸附后,淋洗液中T-PAHs及TX-100浓度分别为0.03和0 mg·L~(-1)、0.16和3623 mg·L~(-1)、15.21和6175 mg·L~(-1)、15.98和6555 mg·L~(-1)、9.49和4332 mg·L~(-1),选择性吸附系数排序依次为活性炭膨润土沸石硅藻土H103树脂.其中,活性炭能够去除淋洗液中99%的PAHs,同时保留51.33%的TX-100回收再利用,选择吸附系数达到109.5.活性炭固定床实验中,由淋洗液溶质的穿透曲线计算出物质的吸附容量.当空隙体积为2.5-7PV时,活性炭能够去除淋洗液中72%的PAHs,同时保留81%的TX-100,平均选择吸附系数为10.08.由此可见,活性炭固定床可有效处理含表面活性剂土壤淋洗液中的多环芳烃,同时实现表面活性剂的回收再利用.     

Transport of simazine in unsaturated sandy soil and predictions of its leaching under hypothetical field conditions

The potential contamination of groundwater by herbicides is often controlled by processes in the vadose zone, through which herbicides travel before entering groundwater. In the vadose zone, both physical and chemical processes affect the fate and transport of herbicides, therefore it is important to represent these processes by mathematical models to predict contaminant movement. To simulate the movement of simazine, a herbicide commonly used in Chilean vineyards, batch and miscible displacement column experiments were performed on a disturbed sandy soil to quantify the primary parameters and processes of simazine transport. Chloride (Cl(-)) was used as a non-reactive tracer, and simazine as the reactive tracer. The Hydrus-1D model was used to estimate the parameters by inversion from the breakthrough curves of the columns and to evaluate the potential groundwater contamination in a sandy soil from the Casablanca Valley, Chile. The two-site, chemical non-equilibrium model was observed to best represent the experimental results of the miscible displacement experiments in laboratory soil columns. Predictions of transport under hypothetical field conditions using the same soil from the column experiments were made for 40 years by applying herbicide during the first 20 years, and then halting the application and considering different rates of groundwater recharge. For recharge rates smaller than 84 mm year(-1), the predicted concentration of simazine at a depth of 1 m is below the U.S. EPA's maximum contaminant levels (4 microg L(-1)). After eight years of application at a groundwater recharge rate of 180 mm year(-1) (approximately 50% of the annual rainfall), simazine was found to reach the groundwater (located at 1 m depth) at a higher concentration (more than 40 microg L(-1)) than the existing guidelines in the USA and Europe.     

苯并三唑在土壤中的吸附特性

为了解苯并三唑(BTA)在水-土系统中的迁移转化,通过批实验方法研究了BTA在华北平原土样(GSS13)中的吸附,考察了平衡时间、土壤投加量、溶液初始p H以及共存阳离子对吸附的影响。结果表明,在初始阶段,土壤对BTA的吸附速率较快,之后随着吸附点位的减少,吸附逐渐变慢;吸附过程符合准二级反应动力学方程。土壤对BTA的平衡吸附为非线性吸附,吸附等温线为Freundlich型;随着土壤投加量的增大,单位质量土壤吸附BTA的量减少,可能原因是所选土壤对BTA的吸附存在"固体浓度效应"。溶液的p H通过改变BTA的存在形式和土壤表面的带电性而影响吸附,当溶液p H在BTA的p Ka2(8.6)附近时,土壤对BTA的吸附效果最好。此外,溶液中共存阳离子对土壤吸附BTA有不同的影响,Na+对吸附影响不明显,而不同浓度Ca2+对BTA的吸附有不同程度的促进作用。     

复合污染中Triton X-100在膨润土/水界面上的吸附行为

研究了水溶液中膨润土对非离子表面活性剂Triton X-100(X-100)的吸附,重点探讨了阳离子表面活性剂CPC、阴离子表面活性剂SDBS、中性无机盐NaCl及温度对膨润土吸附TX-100的影响.结果表明,Na基膨润土吸附TX-100的效果好于Ca基膨润土;低浓度CPC对膨润土吸附TX-100具有增强作用,当CPC初始浓度大于l0000 mg·L-1(平衡浓度Ce约为1CMC)时具有抑制作用,当CPC浓度低于3000 mg·L-1(Ce约为0.03CMC)时,TX-100吸附量与CPC浓度成线性正相关.SDBS能显著降低膨润土对TX-100的吸附,原因是溶液中SDBS与TX-100混合胶束的形成能阻止TX-100与膨润土硅氧表面间的氢键作用及在其表面形成胶束.NaCl的存在可以大大提高膨润土对TX-100的吸附,去除率由56%提高到99%以上.膨润土对TX-100的吸附随温度升高吸附量增大,其吸附热为12.68 kJ·mol-1,标准自由能的减小和熵值的增大是TX-100在膨润土上吸附的推动力.实验结果对用膨润土处理含表面活性剂废水具有一定的理论价值.     

苹果角质层的组分特征及其对甲萘酚的吸附作用

为能够准确预测有机污染物在植物角质层上的吸附行为,用化学方法(脱蜡、皂化、酸解)分离得到7种苹果角质层组分,探讨了角质组分对甲萘酚的吸附特征及其与结构组成之间的关系.结果表明.苹果角质层由44.7%蜡质、34.6%角质单体、13.6%糖类、7.5%生物高聚物(cutan)组成,脱蜡、皂化脱角质单体后角质组分的极性指数((O N)/C)增大,而酸解脱糖后(O N)/C则减小.角质层组分对甲萘酚的等温吸附曲线均呈非线性(N=0.551～0.918),而高浓度时的等温吸附曲线则呈线性,表明植物角质与有机物的相互作用除了分配作用之外,还存在其它的特殊作用.苹果角质层(ACI)对甲萘酚的吸附系数(Knc)为442,脱蜡、脱糖后角质组分的KDC.值增大,而脱角质单体后Kuc值则大大减小,表明角质单体是主要的吸附介质;蜡质、角质单体、糖类组分对角质层吸附行为的影响存在交互作用.角质组分的Koc值随其(O N)/C变化出现"峰值",意味着甲萘酚与角质组分之间的相互作用存在最佳的极性匹配.     

红壤和黄泥土对不同浓度六氯苯的吸附与解吸特征

采用批量平衡试验的方法,研究了不同初始浓度的六氯苯在红壤和黄泥土表面的吸附与解吸特征. 结果表明,六氯苯在红壤和黄泥土表面的吸附与解吸行为均可用Freundlich方程进行很好的拟合,其相关系数(R2)在0.97-0.99之间,并表现为非线性特征. 六氯苯在红壤和黄泥土上吸附的KadsF值均小于其解吸的KdesF值,说明六氯苯在这两种土壤表面的解吸表现为一定的滞后效应. 随着初始浓度的升高,其滞后效应增强,两者呈线性相关. 用不同方程对滞后系数H,ω和λ进行量化,发现不同浓度的六氯苯在土壤表面的解吸过程表现出正滞后效应.     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.     

HDTMA改性粘土吸附固定沉积物间隙水中多环芳烃的模拟研究

选用经过十六烷三甲基溴化铵(HDTMA-Br)改性的粘土矿物为吸附剂,探讨其对水中多环芳烃类有机污染物的吸附性能。结果表明,HDTMA改性土吸附固定水中多环芳烃的能力比天然沉积物要高得多且吸附稳定。本文还讨论了环境温度、pH值、盐度、振荡时间、污染物初始浓度以及投土量对吸附性能的影响以确定吸附的适宜条件。根据实验结论,将HDTMA改性土投到实际间隙水样品中,经过充分的吸附,结果显示,经HDTMA改性粘土吸附后的间隙水中多环芳烃的含量均在检出线以下,说明HDTMA改性土可以有效地吸附固定沉积物间隙水中的多环芳烃,降低其迁移性,防止其释放产生二次污染。     

“竞争申请制”:可持续发展政策试点与央地关系重构

可持续发展目标(SDGs)的提出,开启了人类可持续发展领域最宏大的政策实验,也为开展国际视野的比较公共政策研究提供了难得机遇。执行SDGs及国家可持续发展政策需要处理好中央政府与地方政府间关系,而政策试点是协调这一关系的重要政策工具。已有文献对经济政策试点做了较充分的研究,然而对旨在实现经济、社会与环境协调的可持续发展政策试点,现有研究尚缺乏成型理论。在复杂央地关系格局下,对于需持续投入成本且成果难以界定的可持续发展政策试点,其具有怎样的不同于经济政策试点的机制?此外,众多西方学者将美国作为政策试点研究的制度基础并视其为“民主实验室”。然而,政策试点在以中国为代表的不同体制国家中同样存在,并以多样的机制发挥作用。那么,不同国家体制内的可持续发展政策试点又有哪些异同?政策试点影响下中国既有的央地关系发生了怎样的重构?对此,本文基于最典型案例原则,选取中国与美国响应SDGs分别开展的政策试点进行比较研究。笔者识别了不同体制下试点机制的异同,指出中国基于“竞争申请制”开展的可持续发展政策试点强化了中央部委与地方政府间关系,形成了地方官员的可持续发展激励,保障了政策试点的实施。     

碳酸镁与镉离子的吸附和沉淀作用研究

以碳酸镁为吸附剂,在镉离子初始浓度为0~6 mmol/L,初始pH值为4和7的条件下,研究了碳酸镁与镉离子的吸附与沉淀作用。结果表明,由于碳酸镁的溶解及与体系中氢离子的中和,碳酸镁—镉体系的最终pH值为10.4左右;体系的平衡pH值随着镉离子初始浓度的增加而减小;体系中镉的平衡浓度随着初始镉离子浓度的增加缓慢上升;碳酸镁对镉的吸附等温线为折线型,不符合Freundlich和Langmuir模型,符合伪二阶吸附动力学模型。结合碳酸镁吸附镉前后固相表征的结果,说明碳酸镁与镉离子的作用机制随着镉离子浓度的增加,从离子交换发展为离子交换和表面配位反应并存,最后表现为表面沉淀。