Effects of sepiolite on stabilization remediation of heavy metal-contaminated soil and its ecological evaluation

Stabilization in the remediation of heavy metal contaminated soils has been gaining prominence because of its cost-effectiveness and rapid implementation. In this study, microbial properties such as microbial community and enzyme activities, chemical properties such as soil pH and metal fraction, and heavy metal accumulation in spinach (Spinacia oleracea) were considered in assessing stabilization remediation effectiveness using sepiolite. Results showed that soil pH values increased with rising sepiolite concentration. Sequential extraction results indicated that the addition of sepiolite converted significant amounts of exchangeable fraction of Cd and Pb into residual form. Treatments of sepiolite were observed to reduce Cd and Pb translocation from the soil to the roots and shoots of spinach. Concentrations of Cd and Pb exhibited 12.6%–51.0% and 11.5%–46.0% reduction for the roots, respectively, and 0.9%–46.2% and 43.0%–65.8% reduction for the shoots, respectively, compared with the control group. Increase in fungi and actinomycete counts, as well as in catalase activities, indicated that soil metabolic recovery occurred after sepiolite treatments.     

酸碱复合改性海泡石亚结构特征及其对Cd(Ⅱ)吸附性能

为强化海泡石(Sep)对溶液中Cd~(2+)的吸附性能,采用酸碱复合改性处理获得改性海泡石(ABsep),借助氮气吸脱附等温线、SEM-EDS、TEM、FTIR和XRD等技术分析了改性前后海泡石的结构特征,采用静态吸附实验研究了时间、ABsep/Cd~(2+)质量比、温度、吸附剂用量、pH及共存离子等因素对ABsep吸附Cd~(2+)的影响.结果表明,ABsep孔隙结构发达,比表面积、平均孔径和孔容分别较改性前增加66.1%、15.7%和34.8%,可交换性离子含量有所增加,主要成分为SiO_2和Mg(OH)_2.改性前后海泡石对Cd~(2+)吸附过程能较好地以准二级动力学方程和Langmuir模型进行拟合,且均为自发吸热反应,以化学吸附为主并伴有物理性吸附;最佳ABsep/Cd~(2+)质量比为3:1;298 K时Sips拟合ABsep对Cd~(2+)最大饱和吸附量为142.43 mg·g~(-1),为改性前海泡石的3.55倍;随着吸附剂投加量的增加,Cd~(2+)吸附量表现为先增大后减小,最佳用量为0.3 g·L~(-1);ABsep对Cd~(2+)的吸附量随溶液初始pH的升高而增加最佳pH为7;不同浓度K~+、Na~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)的存在均会对Cd~(2+)的吸附产生一定的抑制作用其中Mg~(2+)的抑制作用最强.     

廉价吸附剂处理重金属离子废水的研究进展

随着现代工业的迅速发展，生产过程中排出的有害重金属离子废水日益增加。寻找较为廉价的废水净化材料，对其中有害重金属离子的有效处理已成为环境保护中亟待解决的问题。廉价吸附剂的使用取代了目前成本较高的从溶液中回收重金属离子的方法，同时吸附剂改性会大大提高其吸附量。阐述了壳聚糖、海泡石、膨润土、海藻和泥炭等结构组成、吸附和离子交换性能等，报道廉价吸附剂对一些重金属离子的最大吸附量是：796mgPb／g壳聚糖，1123mgHg／g壳聚糖。92mgcr（Ⅲ）／g壳聚糖，76mgCr（Ⅲ）／g泥炭，41mgPb／g膨润土，558mgCd／g壳聚糖，215mgCd／g海藻。由此展现了廉价吸附剂在重金属离子废水处理过程中的巨大优势和良好的发展前景。     

可见光催化剂Ag_3PO_4/海泡石的制备及降解染料废水性能

以沉淀法、离子交换法和原位法制备了Ag_3PO_4/海泡石复合光催化剂,采用XRD、FTIR、UV-Vis-DRS对其结构进行了表征,以可见光驱动催化降解日落黄染料为探针反应,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:Ag_3PO_4与海泡石成功复合并产生了协同作用,催化剂中Ag_3PO_4均为立方晶型,部分Ag_3PO_4进入了海泡石层间,改变了其晶面有序性并拓宽了层间距,海泡石对Ag_3PO_4的复合提高了Ag_3PO_4的稳定性和光催化活性;其中,离子交换法制备的光催化剂中Ag_3PO_4与海泡石的复合程度最高,Ag_3PO_4稳定性最强,光催化活性最好,在可见光驱动下,该催化剂对50 mg/L的日落黄降解率可达97.16%,并且对其他3种50 mg/L的染料废水的降解率也在86%以上,此外,该催化剂再生2次后仍保持良好的活性和稳定性。     

腐殖酸-海泡石复合钝化剂的制备及其对Cd污染土壤的修复

对海泡石进行热改性,以腐殖酸和海泡石为原料,制备了腐殖酸-海泡石复合钝化剂。采用BCR形态分析法研究了复合钝化剂对镉污染土壤的钝化效果。结果表明,制备复合钝化剂的最佳工艺条件为：腐殖酸与海泡石质量比2∶1,氢氧化钠质量浓度0.04 g/mL,热反应时间40 min,热反应温度80 ℃。复合钝化剂的最佳添加量为7%（w）,培养3 d后,钝化效率达46.87%,土壤pH升高至7.02,活稳比降低为0.65,土壤中镉的释放风险显著降低。复合钝化剂修复镉污染土壤时,会促使活性态镉向稳定态镉转化,使镉在土壤中的稳定性提高。     

铜/海泡石催化氧化CO和催化还原NOx性能的研究

采用浸渍法制备铜/海泡石催化剂,考察其催化氧化CO和催化还原NOx性能以及预处理条件和掺加稀土元素对其性能的影响,并用XRD、BET技术对其进行表征.盐酸和硝酸改性的海泡石载体都能使铜/海泡石在190℃左右将CO完全转化;稀土元素的添加对铜/海泡石催化氧化CO的活性没有显著影响;铜/海泡石对NOx有一定的催化还原性能,添加稀土后对其催化还原活性有明显促进作用.     

施用海泡石对铅、镉在土壤-水稻系统中迁移与再分配的影响

以浙江省绍兴市某铅(Pb)、镉(Cd)复合重污染地区土壤(全Pb含量为2 028.22 mg·kg~(-1),全Cd含量为2.36 mg·kg~(-1))及具有低Pb、Cd积累特性的浙江省典型晚粳稻品种嘉33为对象,通过土培盆栽试验,研究了海泡石的施用对铅、镉复合污染土壤中有效态Pb、Cd的含量以及水稻植株对Pb、Cd的吸收和分配关系的影响.结果表明:供试土壤中有效态Pb、Cd的含量与添加的海泡石量呈显著负相关,其相关系数分别为-0.940、-0.952,均达到显著水平(P0.01).随着海泡石添加量的增加,水稻根、茎、叶和精米中Pb、Cd的含量有不同程度地降低,水稻根、茎、叶及精米对Pb、Cd的富集系数显著下降,同时茎对根系吸收的Pb、Cd以及精米对茎中Pb、Cd的转运系数也显著下降.当海泡石的添加量为9.00 g·kg~(-1)土时,嘉33精米中的Pb、Cd含量分别为(0.14±0.02)mg·kg~(-1)、(0.03±0.01)mg·kg~(-1),均低于国家的限量指标(GB 2762-2012);相比于对照组而言,水稻根、茎、叶及精米对Pb的富集系数分别下降了8.83%、29.96%、49.20%、79.41%,对Cd的富集系数分别下降了23.08%、63.22%、44.00%、82.35%;另外,茎对根吸收的Pb、Cd的转运系数分别下降了23.18%、52.19%,精米对茎转运的Pb、Cd的转运系数分别下降了70.83%、52.00%,意味着在铅、镉复合重污染土壤上,海泡石同时对重金属Pb、Cd在土壤-水稻系统的迁移与再分配具有较好的阻控作用,合理施用海泡石与低重金属积累品种相结合可以实现污染浓度相对较高的重金属Pb、Cd复合污染土壤的农业安全利用.     

壳聚糖-g-聚丙烯酸/海泡石复合物对Pb2+的去除性能研究

制备了一种壳聚糖接枝聚丙烯酸/海泡石复合吸附剂,考察了吸附剂对Pb2+吸附的pH依赖性、吸附等温线、吸附动力学以及吸附剂的重复使用性能.结果表明,聚丙烯酸成功接枝到壳聚糖骨架上,形成有机-无机复合吸附剂.吸附剂表面呈现粗糙多孔、凹凸不平的形貌,有利于吸附体系更快达到吸附平衡.在pH=6.00、吸附时间30 min、Pb2+溶液初始浓度0.02 mol.L-1和吸附剂用量0.10 g的条件下,复合吸附剂对Pb2+的平衡吸附量达到638.9 mg.g-1,约为海泡石的3倍.重复吸附-脱附5次,复合吸附剂对Pb2+的吸附量下降到489.2 mg.g-1,仍可达初始吸附量的76.6%,而海泡石使用3次之后即对Pb2+丧失吸附性能.与海泡石相比,复合吸附剂具有更高的吸附容量、更快的吸附速率和更好的重复使用性能.     

海泡石复合吸附剂研制及处理染料废水性能研究

采用Fe3+和Al3+对海泡石原矿进行改性,制得高效Fe-海泡石和Al-海泡石复合吸附剂,研究了复合吸附剂对活性艳兰模拟染料废水的吸附性能。吸附处理60min模拟废水脱色率达99%;吸附容量最高可达58.44mg/g,与同条件下的活性炭及海泡石原矿相比,最高吸附容量分别提高了3～4倍和9～10倍。     

巯基改性海泡石吸附水中的Hg(Ⅱ)

为发展高效低廉的重金属废水处理技术、促进海泡石的资源化利用,利用巯基乙酸改性天然海泡石,并对改性材料进行扫描电镜、X-射线衍射、比表面、Zeta电位和红外光谱分析;采用静态吸附实验,研究了改性海泡石对水中Hg(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特征.结果表明,通过有机改性向海泡石中引入了巯基,改性海泡石的表面变得更加光滑,空隙增多,且带有更多的负电荷,有利于提高其对Hg(Ⅱ)的吸附能力.改性海泡石吸附水中Hg(Ⅱ)的最佳p H为6,30℃时可在60 min内达到吸附平衡,吸附过程符合假二级动力学方程,初始吸附速率常数为0.063 mg·(g·min)~(-1);吸附热力学特征可以用Langmuir等温吸附模型很好地描述,改性海泡石对Hg(Ⅱ)的最大吸附量为3.256 mg·g~(-1);该吸附过程为自发进行的吸热过程,是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,但以物理吸附为主.