土壤对铜和镉的静态吸附研究

通过静态吸附实验研究了德兴矿区大坞河下游下沽口土壤对铜和镉的吸附特点并采用Freundlich等温吸附方程进行拟合,探讨了pH值变化对铜和镉在土壤样品中分配系数的影响。结果表明：土壤铜和镉的吸附特性均符合Freundlich等温吸附方程,得到的金属铜和镉的Kf值分别为354．08、34．132;随着pH值的升高,铜和镉在土壤中的分配系数逐步增大,随后降低,pH值与分配系数关系曲线为单峰曲线。     

土壤铜污染的影响因素及其修复技术研究

铜污染引起的生态和环境问题已受到人们的高度重视。土壤中铜对生物的毒害作用主要取决于它的赋存形态。土壤组成成分、pH值、土壤中其它污染物以及环境因素都会对铜在土壤中的赋存形态和吸附解吸产生影响,因此,不同土壤对外来铜污染的缓冲能力有一定的差异。已经有学者研究出针对铜污染土壤的几种有效的修复技术,目前主要是植物修复技术。现有修复技术中仍存在一些问题,其引导着今后相关研究的发展方向。     

铜尾矿区9种优势植物体内重金属和氮磷含量研究

以杨山冲铜尾矿废弃地人工覆土上生长的9种优势植物为研究对象,探讨不同植物对尾矿基质中重金属和氮磷的吸收特性以及与基质理化性质之间的关联。土壤样品采集时沿基质垂直方向分为4层：A层（覆土层0~5 cm）、B层（覆土层5~20 cm）、C层（尾砂层20~25 cm）、D层（尾砂层25~40 cm）,植物样品采集时草本植物分地上和地下2部分、木本植物分根、茎和叶3部分采集。结果表明：随着9种植物生长,A层和B层基质理化性质得到明显的改善。主要表现在A层中w（总氮）、w（氨氮）、w（硝氮）、w（有效磷）和w（有机质）显著高于C、D层（P〈0.05）,B层中w（有效态Cu）、w（有效态Zn）显著低于A、C、D层（P〈0.05）。9种优势植物对Cu、Pb、Zn的吸收和积累能力具有明显差异性,其中草本植物以根系积累为主,木本植物以叶片积累为主。草本植物对尾矿基质表现出较强的适应性和耐性,其中毛叶荩草（Arthraxon prionodes）根系中Cu、Pb、Zn的富集量均最大,耐性表现最突出,是较为理想的铜尾矿基质的修复物种。另外,本研究还发现,9种植物体内氮磷质量分数也各不相同,其中木本植物叶中氮磷质量分数均大于根、茎。木本植物体内w（总氮）与w（总磷）、w（Cu）、w（Zn）相关性较好,草本植物体内w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）之间相关性较好,表明彼此之间存在一定的促进作用。     

铜导线短路熔痕的SEM/EDS分析

在电气线路火灾原因的调查中,为更好地区分铜导线一次短路与二次短路的熔痕特征,用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)对2种熔痕的形貌和相应的元素成分进行了试验研究。结果表明:铜导线一次短路与二次短路熔痕的表观形貌特征和元素成分具有明显的不同,二者的区别主要表现在熔痕表面所含的气孔、元素种类及导线本体与熔痕之间的过渡区方面,一次短路熔痕表面气孔多,元素种类少,导线与熔痕之间有明显界限,二次短路熔痕则相反。该研究结果可以区分短路熔痕形成的环境气氛,以此判断导线短路熔痕类型,为电气线路火灾原因的调查提供科学依据。     

药渣生物炭基质联合麦饭石对土壤-黑麦草体系的调控与机制

以板蓝根药渣为原料,选择300℃和500℃厌氧裂解制备2种生物炭(BC300和BC500)、BC500载Fe改性炭(FeBC500)、天然麦饭石(MFS)、BC500与MFS等质量组合[BC500∶MFS(1∶1)]、Fe-BC500与MFS等质量组合[Fe-BC500∶MFS(1∶1)]材料为钝化剂,采用室内盆栽实验和等温吸附实验,研究了其对土壤-黑麦草体系的调控效果,并通过比表面孔分布测定(BET)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)探讨了其机制.结果表明,在添加量为2%(土)时,BC300、BC500、Fe-BC500、MFS、BC500∶MFS(1∶1)和Fe-BC500∶MFS(1∶1)均可显著降低(P 0. 05)黑麦草体内Cu和Cd含量以及显著增加黑麦草的生物量,且黑麦草的叶绿素含量和根系活力均可指示这一效果. BC300处理抑制黑麦草吸收Cu和Cd,增加黑麦草的生物量的效果要优于其他处理,可使黑麦草地下部分Cu和Cd含量分别减少44. 78%和63. 89%,地上部分分别减少76. 34%和53. 40%;地下部分生物量增加327. 22%,地上部分生物量增加504. 11%. Langmuir方程更好地拟合BC300、BC500和Fe-BC500的吸附效果,且对Cu的最大吸附量分别为8. 02、9. 20和8. 82 mg·g~(-1);对Cd的最大吸附量分别为7. 97、8. 51和7. 70 mg·g~(-1). Freundlich方程能更好地拟合MFS的吸附效果,对Cu和Cd的最大吸附量分别为7. 03 mg·g~(-1)和6. 10 mg·g~(-1). BC300和BC500主要通过其表面羟基、羧基、羰基和酯基,Fe-BC500主要通过其表面羟基和铁羟基,MFS主要通过其中Na Al Si3O8和Al2Si2O5(OH)4表面的硅羟基、羟基和羧基分别与Cu和Cd发生配合反应,进而达到钝化修复Cu和Cd污染土壤的效果.因此,药渣生物炭、铁改性药渣生物炭和麦饭石及其组合材料均可被用于Cu和Cd复合污染土壤修复,但修复机制不同.     

Cu2+共存对磺胺嘧啶在土壤中吸附的影响

选取土壤环境中检出率高的铜和磺胺类抗生素为目标污染物,采用批次平衡试验法研究了在Cu²⁺共存时,磺胺嘧啶（SDZ）在pH值、离子浓度、有机质含量、颗粒粒径等因子影响下的吸附特征,并对吸附前后的土样进行傅里叶红外光谱（FT-IR）表征.结果表明,在不同pH值环境中,Cu²⁺显著提高了SDZ的吸附量;Cu²⁺和Ca²⁺均能与SDZ通过络合反应和离子桥作用促进SDZ的土壤吸附;有机质对SDZ的土壤吸附的影响与共存Cu²⁺浓度密切相关;Cu²⁺对黏粒吸附SDZ的影响较小;FT-IR分析表明,土壤对SDZ-Cu的吸附以物理吸附为主,并伴随氢键作用、表面络合、π-π共轭等作用.Cu²⁺可显著增加SDZ在土壤中持留能力,降低其环境迁移的风险.     

二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺与Cu2+的螯合稳定性

以聚丙烯酰胺、甲醛、氢氧化钠、二硫化碳为原料制备了重金属螯合絮凝剂二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（DTMPAM）,采用紫外分光光度法测定了DTMPAM与Cu²⁺形成的螯合物在不同Cu²⁺浓度、二硫代羧基（—CSS^-）浓度、不同pH值下的紫外吸收光谱,确定了螯合物的配位比,考察了螯合物DTMPAM-Cu在不同pH值、不同—CSS^-浓度下的稳定性,并计算了其稳定常数.结果表明,DTMPAM在207和226nm处出现最大吸收峰,而螯合物DTMPAM-Cu分别在220和260nm处出现最大吸收峰,最大吸收峰发生红移.在不同的—CSS^-（3.0×10^-5~6.0×10^-5mol/L）浓度和pH值（3.0~9.0）下,DTMPAM中的—CSS^-与Cu²⁺的螯合比均为2：1;当—CSS^-浓度为3.0×10^-5~6.0×10^-5mol/L时,DTMPAM-Cu的螯合稳定常数对数值lgβ₂在10.5725~11.4473之间,随着—CSS^-浓度增大,螯合稳定常数略有减小.不同pH值下,DTMPAM-Cu的螯合稳定常数各不相同,当体系pH值为3.0~5.0时,随着pH值的升高,DTMPAM-Cu的稳定常数逐渐升高,当pH值为6.0~9.0时,DTMPAM-Cu的稳定常数整体上略有所降低.     

典型海域船舶用铜材表面生物污损与腐蚀性能研究

目的 对比研究铜合金、紫铜在我国黄海、东海和南海海域具有代表性的港口海水环境中的污损、腐蚀行为.方法 依据GB 12763.6—2007《海洋调查规范》和GB/T 5776—2005《金属和合金的腐蚀试验方法》,通过实海挂片研究ZQMnD12-8-3-2、铜镍合金B10/B30和紫铜T2在我国典型海域青岛港口、舟山港口、三亚港口的生物污损与腐蚀状况.结果 铜镍合金B10、B30和紫铜T2在三海域均具有良好的抑制污损生物附着的性能,其中紫铜抑制污损生物附着的性能最为突出,但其腐蚀严重,腐蚀速率为3.97×10–2～8.48×10–2 mm/a;铸造青铜ZQMnD12-8-3-2虽然含铜量略高于铜镍合金B30,但由于其腐蚀产物易附着于材料表面,其污损抑制性能较差.结论 铜镍合金B10、B30和紫铜T2均有抑制污损生物附着的性能,但受不同海域环境因素和材料表面腐蚀产物致密性的影响有所差异.受泥沙水质影响,舟山港口内铜合金的腐蚀速率较高,腐蚀显著,三亚港口内紫铜的腐蚀速率最高.     

T2铜在不同海水飞溅条件下的腐蚀性能差异

目的研究T2铜在不同飞溅条件下的腐蚀行为。方法通过对T2铜在三亚热带海水飞溅区进行0.5、1、2 a三个周期的环境试验,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其腐蚀产物形貌、物相进行分析,使用电化学工作站对带锈样品进行分析。结果 T2铜在堤岸飞溅区和堤岸内飞溅区腐蚀速率随时间的延长逐渐下降。在飞溅区,不同周期T2铜的腐蚀产物为表面较薄的氧化层,且存在分层现象,主要由外层疏松的绿色Cu2(OH)3Cl和内层致密的棕色Cu_2O组成。不同试验周期,两处飞溅区试样表面的腐蚀产物都较为平整,堤岸飞溅区腐蚀产物层的平均厚度大于堤岸内飞溅区,腐蚀形貌均为均匀腐蚀。两处飞溅区锈层均由Cu_2O和Cu2(OH)3Cl相构成,堤岸飞溅区锈层主要为Cu_2O和Cu2(OH)3Cl相,堤岸内飞溅区锈层主要为Cu_2O相,存在少量Cu2(OH)3Cl相。结论在同一试验地点进行飞溅试验,由于飞溅条件不同,2a内铜的腐蚀速率、腐蚀产物等会存在差异。     

光照下铜离子对水中氢氧自由基生成量的影响

研究了水溶液中铜离子与抗坏血酸、柠檬酸盐及藻等配合体系在高压汞灯光照下产生氢氧自由基的情况,其中铜与抗坏血酸系统反应最强,高压汞灯光照增强了铜与抗坏血酸反应产生氢氧自由基的过程,高压汞灯光照时所产生的自由基量为不光照时的6～7倍。同时铜(或抗坏血酸)单一的水溶液在光照条件下也能产生氢氧自由基。铜离子与柠檬酸钠溶液混合在光照下能产生氢氧自由基;铜离子与藻液混合能加倍藻液中氢氧自由基的产生。