Removal of heavy metal ions from aqueous solution using red loess as an adsorbent

The adsorption behaviors of heavy metals onto novel low-cost adsorbent, red loess, were investigated. Red loess was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectra. The results indicated that red loess mainly consisted of silicate, ferric and aluminum oxides. Solution pH, adsorbent dosage, initial metal concentration, contact time and temperature significantly influenced the efficiency of heavy metals removal. The adsorption reached equilibrium at 4 hr, and the experimental equilibrium data were fitted to Langmuir monolayer adsorption model. The adsorption of Cu(II) and Zn(II) onto red loess was endothermic, while the adsorption of Pb(II) was exothermic. The maximum adsorption capacities of red loess for Pb(II), Cu(II) and Zn(II) were estimated to be 113.6, 34.2 and 17.5 mg/g, respectively at 25°C and pH 6. The maximum removal efficiencies were 100% for Pb(II) at pH 7, 100% for Cu(II) at pH 8, and 80% for Zn(II) at pH 8. The used adsorbents were readily regenerated using dilute HC1 solution, indicating that red loess has a high reusability. All the above results demonstrated that red loess could be used as a possible alternative low-cost adsorbent for the removal of heavy metals from aqueous solution.     

黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物记录的古气候信息

伊犁地区位于我国新疆地区西北部,为天山山脉环绕。区内降水自西向东递增,而温 度则由于海拔高度的抬升而逐渐降低。上述地理环境有利于分析和探讨温度和降水与黄土沉积 物中次生细粒强磁性颗粒数量之间关系。本研究在伊犁河谷西部地区,对不同海拔高度黄土表 层沉积物进行样品采集。环境磁学分析结果显示：黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物含量与降 水量之间存在很好的正相关关系,而与温度之间存在反相关关系。结合黄土高原的研究结果可 以发现：温度对黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物的数量影响微弱,降水是控制其含量的主要 因素;即：在黄土古气候研究中,次生细粒强磁性矿物的磁化率可以作为古降水量的代用指标, 但对温度变化不敏感。     

伊犁盆地昭苏黄土不同粒径和相态稀土元素特征及其物源指示意义

为了探讨伊犁盆地风成沉积物质来源特征,对伊犁地区昭苏黄土剖面代表性样品各个 粒级全岩、酸溶组分和残渣组分中的稀土元素进行了分析。结果表明,各个粒级组分全岩样品 的稀土总量（ΣREE）的变化范围为114.61~178.37 μg·g?1,剖面中各个粒级组分稀土球粒陨石标 准化配分模式呈轻稀土富集,存在明显的Eu 负异常,Ce 无明显异常。各个粒级组分酸溶残渣 稀土特征与上述全岩特征类似。酸溶组分稀土的上部大陆地壳标准化呈现稳定的中稀土富集。 随着各组分粒级变粗,酸溶组分稀土占全岩比例呈现先降低后升高的趋势,即从<2 μm 组分到 16 ~32 μm 组分比例渐次降低,而后从16 ~32 μm 组分到>63 μm 渐次升高,这主要反映了以西风 为代表的远源输送体系和以近地面风为代表的近源输送体系下两种来源的碎屑碳酸盐稀土的混 合。本文不同粒径和赋存形态下稀土元素的特征表明了利用风成沉积物稀土元素反映源区物质 特征存在一定复杂性。     

公路黄土路堑高边坡植物防护研究

首先根据大量现场调查资料,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型和坡面破坏类型;再根据公路工程地质分区,并结合边坡地质结构模型,提出了黄土地区公路路堑高边坡植物防护的基本原则;最后,在保证边坡整体稳定的合理坡型的基础上,提出了公路黄土路堑高边坡植物防护技术方案。     

Leaching-induced migration and compositional form change of Cu,Zn, and Cd from sludge to loess

Land utilization of sewage sludge has become one of the major issues in environmental mitigation in China. This is particularly important in the Loess Plateau of Northwest China. Sludge enriched with organic matter and nutrients might effectively help to resolve the problems of silty loess soils as evidenced by porosity defect, structural alterations and absence of fertility. After sludge flows into the loess, irrigation water contains heavy metals that leach and migrate into sludge and consequently related human health risks may occur that raise concerns; and this situation needs to be rectified. The characteristics of the vertical migration and composition form change of Cu, Zn, and Cd from composted sludge to loess, and corresponding influencing factors, were investigated by performing a soil column simulation test under the leaching treatment of a one-year irrigation water capacity. Results demonstrated that: (1) composted sludge significantly improved loess fertility, and irrigation leaching transported only a small quantity of organic matter in sludge in the plough layer; (2) although some of the Cu, Zn, and Cd in composted sludge migrated to and concentrated in the middle and upper layers of the soil column during leaching, these metals were mostly retained in the plough layer; and (3) after the leaching treatment of the one-year irrigation water capacity, the compositions of Cu, Zn, and Cd (particularly Cu and Zn) in both plough layer and loess began to stabilize with low concentrations in the exudate. These findings confirmed the applicability of composted sludge in loess regions. This study provided a new insight into the sludge reuse in alkaline soils in arid and semi-arid region.     

黄土残塬区不同种植类型下耕地土壤肥力与经济效益耦合关系研究

塬地农田作为黄土高原地区发展种植业的最佳区域,近年来由于人类对农业种植类型的不合理选择,使得该区域土壤保肥持水的水平降低,且已对作物生长及农业经济发展产生严重威胁,故本文旨在研究该区域不同种植类型下耕地土壤肥力和经济效益耦合关系,从而选取合适的种植类型。本研究选取晋西南塬地4种典型样地类型（玉米、棉花、马铃薯、荒地）为研究对象,对2019年、2020年全生育期（3—10月）土壤肥力及产值产量进行测定,基于实验数据采用耦合协调度模型综合分析各作物种植下肥力、经济效益状况及耦合协调度。结果表明：（1）不同种植类型下土壤肥力有显著差异,其中马铃薯种植下土壤肥力最高;（2）不同生育期土壤肥力变化有异,除土壤含水量外各肥力指标在快速发育期含量最高而生长中期显著降低,土壤含水量在快速发育期含量最低;（3）各土壤肥力指标含量在20—40 cm土层较高,土壤含水量在0—20 cm土层含量较低;（4）各种植类型下经济效益排序为棉花＞马铃薯＞玉米＞荒地,其中棉花经济效益分别为马铃薯、玉米和荒地的1.17倍、1.36倍和3.40倍;（5）马铃薯种植下耦合协调度最高,棉花和玉米次之,荒地最低。综上,马铃薯种植对肥力改善具有重要意义,而以经济创收为目的的优势种植类型为棉花。农业的可持续发展要求经济创收和地力保护相协调,本研究表明马铃薯为晋西南黄土残塬区兼顾经济增长和农业环境保护的最佳种植类型,应积极推广种植。以上各作物类型种植下在快速发育期应及时灌溉以减小水分对肥力改善和作物产量的限制。该研究对黄土残塬区耕地种植类型的合理选择、科学施灌及促进农业可持续发展等具有重要意义。     

黄土丘陵沟壑区生态风险时空动态及其风险分区—以陕西省米脂县为例

目前,黄土丘陵沟壑区等生态脆弱区生态风险评估已成为地理学与生态学应对生态系统管理的研究热点之一。以黄土丘陵沟壑区米脂县为研究区,构建“风险概率—敏感性—损失度”（PSI）的三维评价框架,并以子流域为评价单元进行数据整合,分析了米脂县2009-2015年准则层与综合生态风险的时空分异及其重心转移,并基于风险主导因子给出米脂县风险防范分区及降险对策。结果如下：（1）2009-2015年风险概率分别为49.93%、52.92%,有上升趋势;生境敏感性分别为0.61、0.60,下降了1.6%,生境质量趋好;损失度分别为0.42、0.46,损失度增加。（2）生态风险呈现中间高南北低的空间分布;研究期间生态风险值分别为0.14、0.15,风险有所升高;风险重心向西南转移跃入银州川道且风险演化主体方向为西北—东南走向。（3）风险预警区、生态恢复区、预警恢复兼顾区、自然调控区面积占比分别为7.53%、6.57%、23.86%、62.04%。基于风险主导因子的风险防范分区可有效进行风险消解,促进区域生境的可持续。     

淮河上游全新世黄土-土壤剖面重金属元素分布与环境变化

在野外考察研究的基础上利用X-射线荧光光谱仪测定了河南禹州全新世YPC黄土-土壤剖面Zn、Cu、Co、Ni、Nb、Pb、V、Cr、Mn、Ti重金属元素的含量及其变化,研究表明在黄土堆积期,重金属元素的含量都很低,变化幅度也很小,可作为衡量古土壤层成壤改造的背景值.在全新世古土壤和现代表土中这些元素含量却大大增加,说明在温暖湿润的时期,成壤改造使易溶易迁移元素的淋失导致重金属元素的相对富集.而Pb含量从8cm深度处向上急剧增加,增幅达60%,这是大气污染物沉降积累的客观记录.     

矿渣与工业废渣改良黄土的性能与机理研究进展

黄土在世界上分布面积较广,在我国也有约60×104 km2的分布,具有湿陷性是其区别于其它区域性土的最显著特点,并由此引发造成各种地质灾害和工程问题.采用石灰、水泥或高分子材料等对其进行改性以达到消除湿陷性或提高黄土强度的目的,是岩土工程领域的重要课题.选用矿渣和工业废渣作为改性参料,用以研究改性黄土的力学特性变化和改...     

我国不同矿物气溶胶源区物质的物理化学特征

在我国不同的矿物气溶胶源区进行采样分析的结果表明,源区气溶胶物质的物理化学特性相差很大.黄土的颗粒最细,91%的黄土颗粒可以形成矿物气溶胶进行长距离输送;沙土较粗,只有15%的沙尘颗粒可以形成矿物气溶胶;2个煤灰样品的粒径差异较大,抚顺煤灰中＜74μm的颗粒高达39%,而呼和浩特煤灰只有7%.不同粒径颗粒的化学分析结果表明,微量元素在细颗粒上有较高的富集.黄土与沙漠土壤的细颗粒的化学性质十分相似,同煤灰的化学性质完全不同,其常量元素与A1的比值(E/Al)十分接近,而且与深海沉积物粘土中的比值(E/A1)