蒙脱石等粘土矿物对重金属离子吸附选择性的实验研究

矿物质与重金属离子间的相互作用已是当今环境科学、矿物学,土壤化学等学科领域研究的热点。通过蒙脱石,伊利石和高龄石在一定的介质条件下对Ｃｕ＾２＋、Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋、Ｃｄ＾２＋、Ｃｒ＾３＋五种重金属离子的竞争吸附实验研究,阐明了三种粘土矿物对五种重金属离子的吸附选择性。     

钠化蒙脱石吸附Cu、Pb、Zn、Cd的实验研究

目前处理重金属废水的工艺中,吸附法是比较常用的方法(胥焕岩等,2004;何宏平等,1999;鲁安怀等,2000)。天然膨润土、蒙脱石、海泡石、硅藻土等粘土矿物具有较大的比表面积,对重金属离子具有吸附作用、离子交换作用和化学活性     

H~+对Cu~(2+)—Me~(2+)二元体系吸附的影响规律研究

土壤对重金属离子的吸附容量严格受H~+浓度的控制。本文通过试验探讨了H~+ 对Cu~(2+)——Pb~(2+),Cn~(2+)——Zu~(2+),Cu~(2+)——Hg~(2+)系统中Cu~(2+)吸附量的影响规律。当pHpH时,Cu~(2+)吸附量随pH值增大而减小。对于酸性土,pH=6.5(初始值)或7.0(平衡值),对碱性土,pH=5.5(初始值)或7.8(平衡值)。在pHpH_(ZPC)时,吸附模式具有完全不同的形式。     

膨润土作为药用赋形剂对Pb+2,Cd+2,Cr+6离子的吸附研究

本文选用吉林省九台、小梨河、净月产地的膨润土为原料,测试了不同粒级的膨润土对Pb 2、Cd 2、Cr 6离子的吸附时间、吸附温度、吸附量,同时,又在模拟人胃条件下进行了试验,结果证实膨润土可以作为药用赋形剂。     

方解石表面Cd2+与Pb2+类质同象的AFM研究

 借助原位液槽原子力显微镜（in situ AFM）的观察,通过Cd2+,Pb2+替代方解石最外层晶格Ca2+生长模式的实验研究, 探讨了Cd2+与Pb2+作用下方解石表面溶解与结晶行为。在液体反应槽中,分别将含不饱和Cd2+与Pb2+溶液流经方解石{101 _ 4}解理面,结果发现:（1）Cd2+的存在不影响方解石沿<4_41> 晶向台阶的溶解,而Pb2+的存在则强烈阻碍了方解石沿<441>+晶向台阶的溶解;（2）停止输入溶液含Cd2+,Pb2+溶液后,随着方解石表面与溶液达到平衡,溶解过程逐渐转变为结晶过程。结果显示在Cd2+存在时,单分子生长层具有方解石原有的定向性,而在Pb2+存在时的生长则不具任何定向性。尽管有此差异, 但（Ca,Cd）CO3 和（Ca,Pb）CO3 固溶体都受控于单分子层外延生长这一结晶机理。 　　含Cd2+和Pb2+溶液对方解石溶解动力学的作用与选择性吸附的阳离子半径大小、吸附复合体的几何形状及其结晶学取 向有关。Cd2+离子倾向于优先进入更狭小的<4_41>- 晶向的微台阶上,而Pb2+则倾向于形成扭曲的八面体络合物吸附在更开 阔的<4_41>+ 晶向台阶上。因此,Pb2+存在下方解石表面生长方向无序可认为是白铅矿和方解石结构差异的原因。     

溶液离子强度对自然水体生物膜吸附Pb2+和Cd2+的影响

通过改变支持电解质(NaNO3)浓度的方法来探讨自然水体生物膜对Pb2 、Cd2 的吸附机制,研究了离子强度对生物膜吸附Pb2 、Cd2 的影响以及不同离子强度下生物膜吸附Pb2 、Cd2 的热力学特征.结果表明:当NaNO3浓度在0～0.4 mol·L-1之间,随着离子强度的增加,生物膜对Pb2 和Cd2 的吸附量和最大吸附量迅速降低;当NaNO3的浓度大于0.4 mol·L-1,生物膜对Pb2 和Cd2 的吸附量和最大吸附量变化趋于平缓,说明自然水体生物膜对Pb2 和Cd2 的吸附可能同时包括电性吸附和专性吸附.此外,研究还发现当Cd2 与Pb2 共存时,Pb2 对生物膜吸附Cd2 的能力有较大影响,而Cd2 对生物膜吸附Pb2 的能力的影响并不显著.     

二氧化钛柱撑蒙脱石对铅、铬和铜离子的吸附性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,钠基蒙脱石为载体,应用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛(TiO2)柱撑蒙脱石纳米复合材料(TiO2-MMT)。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X-射线能量散色谱和透射电子显微镜等分析手段对样品进行了表征。结果表明,样品晶相主要由锐钛矿型TiO2和蒙脱石组成;TiO2-MMT呈层片状结构,TiO2柱撑到蒙脱石(MMT)层间,且MMT的(001)晶面间距明显增大;钛与蒙脱石比例、柱撑温度、柱化剂陈化时间、烘干温度、煅烧温度仅对蒙脱石(001)面的晶面间距有影响,且随着钛与蒙脱石比值的增大、柱化温度的升高,陈化时间的延长,晶面间距也逐渐增大。应用静止浸渍法测试了TiO2-MMT对铅、铬和铜离子的吸附性能。结果表明,TiO2-MMT对铅离子的吸附率达到99.8%,吸附固化效果优于钠基蒙脱石。     

NH_4~+型斜发沸石对Zn~(2+)和Ag~+两种抗菌离子的离子交换热力学研究

通过液相离子交换试验研究了Zn2+和Ag+两种抗菌金属离子与NH4+型斜发沸石离子交换的热力学特征,绘制了Zn2+和Ag+的离子交换等温线,计算了不同条件下达到离子交换平衡时,NH4+型斜发沸石对Zn2+和Ag+的选择性校正系数Kc和交换平衡常数Ka,得出了ln Ka值与1/T之间的线性关系,导出了反应标准摩尔焓变(ΔrHθm)、反应标准摩尔Gibbs自由能变(ΔrGθm)和反应标准摩尔熵变(ΔrSθm)。结果表明:达到离子交换平衡时,NH4+型斜发沸石对Zn2+和Ag+的最大交换度分别为0.668和0.856,ΔrHθm分别为7.165 k J/mol和5.276 k J/mol,ΔrGθm0,ΔrSθm0,即该过程是吸热和熵增加反应,并且该反应在20℃能自动发生,升高温度有利于NH4+型斜发沸石交换Zn2+和Ag+;在相同条件下,NH4+型斜发沸石对Ag+的离子交换能力大于Zn2+。     

13X沸石分子筛对水中Hg2+吸附性能的实验研究

13X沸石分子筛吸附水中Hg2+的实验研究表明,13X沸石在pH值为5~6、时间为20 min、温度为20~30 ℃条件下对Hg2+ 的吸附效果最佳。在13X沸石的用量为4 g/L的条件下对原始浓度为0.2 ~100mg/L的Hg2+进行吸附,吸附量由0.035 6 mg/g增加到21.87 mg/g。13X沸石可使原始浓度为0.01 mg/L的Hg2+降至0.002 mg/L以下。饱和NaCl溶液对吸附Hg2+后的13X沸石解吸效果良好,解吸后的13X沸石循环使用4次,对Hg2+的吸附率仍未降低,表明13X沸石的重复利用效果良好。通过在洗脱Hg2+ 的解吸液中加入Na2S·9H2O,可使Hg2+形成HgS沉淀进行回收,回收率可达90%以上。实验表明,13X沸石适用于对水中低浓度Hg2+的深度净化处理。     

粉煤灰、粘土、膨润土等对Zn2+的吸附试验研究

研究了粉煤灰、粘土、膨润土等从溶液中去除有毒金属离子Zn2+的吸附过程。动态试验显示吸附过程是快速的。吸附试验结果表明,粉煤灰、膨润土对Zn2+的吸附能力相当,但远大于粘土、粉质粘土。平衡吸附模型充分说明,在高浓度下Zn2+在粉煤灰、粘土、粉质粘土上的吸附符合Langmuir等温线。试验结果亦表明,随着吸附剂中Zn2+含量的增加,粉煤灰等吸附剂对Zn2+吸附的百分率均呈减小的趋势。     

High efficiency of heavy metal removal in mine water by limestone

The removal of Cd, Cu, Ni and Zn from dilute mine water by using several geological materials including pure limestone, sand, carbonaceous limestone and brecciated limestone was performed on a laboratory scale. The results showed that to add geological materials in combination with sodium carbonate injection would notably enhance the efficiency of heavy metal removal to varying degrees. Pure limestone was found the best one among the four materials mentioned above for removing heavy metals from mine water. The removal efficiencies of pure limestone when it is ground as fine as 30–60 meshes are 58.6% for Cd, 100% for Cu, 47.8% for Ni, and 36.8% for Zn at 20°C. The optimum pH is about 8.9 to 9.1. The mechanism of higher effective removal, perhaps, is primarily due to co-precipitation under the control of calcite-related pH value. According to this research, Na₂CO₃ injection manners, including slug dosing and drip-wise, seemed to have little impact on the efficiency of heavy metal removal.     

电导检测器—单柱离子色谱法同时测定饮用水中几种微量阴离子

本文研究了单柱离子色谱法测定饮用水中微量阴离子的方法 ,样品经微孔滤膜过滤即可直接进样分析。淋洗液最佳浓度为 2 5mmol/L邻苯二甲酸氢钾溶液 ;电导检测器检测灵敏度为 3 2 μS/cm2 。该方法简便快捷、灵敏 ,选择性好     

岩溶隧道突涌水危险性评价的属性识别模型及其工程应用

岩溶突涌水是岩溶地区隧道建设中的主要地质灾害之一,为有效控制岩溶隧道突水涌泥风险、确保隧道建设安全,基于属性数学理论建立了岩溶隧道突涌水危险性评价的属性识别模型。首先,根据隧址区岩溶水文地质及工程地质条件,选取地层岩性、不良地质、地下水位、地形地貌、岩层产状、可溶岩与非可溶岩接触带及层间与层间裂隙等作为属性评价的一级指标,其中不良地质情况分为含水构造、岩溶水系统和断层破碎带3个二级指标。通过对典型岩溶隧道突涌水实例的系统收集与整理分析,采用频数统计法确定一级评价指标所占权重;采用层次分析法构造判断矩阵确定二级评价指标的权重;其次,对评价指标进行属性测度分析,通过构建各评价指标的属性测度函数以计算单指标属性测度及样本综合属性测度;最后应用置信度准则对隧道突涌水危险性进行属性识别。在工程应用中,采用建立的属性识别模型对三峡翻坝高速公路鸡公岭隧道突涌水危险性进行评价,评价结果与现场施工情况吻合较好,为岩溶隧道突涌水危险性评价提供了一种有效途径。     

高效液相色谱法分析地下水和饮用水中苯并(a)芘

采用液-液萃取、高效液相色谱法测定地下水和饮用水中的苯并(a)芘,建立了适用于全国地下水污染调查项目多环芳烃中苯并(a)芘必测组分的检测方法。标准曲线的线性范围为2.00～80.0ng/L,相关系数为0.9999,方法检出限为1.8ng/L,回收率为93.1%～103.2%,相对标准偏差(RSD,n=7)为6.48%。方法检出限低,精密度好。     

Vertical movement of water in a High Plains Aquifer induced by a pumping well

Field observation and numerical simulations were carried out to evaluate the hydraulic relationship between the shallow and deep aquifer of a High Plains Aquifer system, in which shallow and deep aquifers are separated by an aquitard. Pumping from the lower aquifer resulted in a small drawdown in the upper aquifer and a larger drawdown in the aquitard; pumping from the shallow aquifer caused a small drawdown in the aquitard and the deep aquifer. Analysis of pumping test data gives the values of the hydraulic conductivity of the aquitard and the deep aquifer. Long-term observation of groundwater levels in the shallow and deep aquifers showed that a strong downward hydraulic gradient was maintained during an irrigation season. Numerical simulations were used to calculate the induced leakage of water from the shallow to the deep aquifer. Water budget analyses suggested that after pumping continues for a couple of days, the leakage from the overlying layers begins to supply the majority of the withdrawal from the deep aquifer. However, the induced leakage from the upper shallow aquifer can travel only a few meters into the aquitard, and it can not reach the lower aquifer during a 90 day pumping period. The major portion of the induced leakage occurred during the pumping period, but a small leakage can continue as a residual effect after the pumping period. The vertical hydraulic conductivity of the aquitard plays a major role in partitioning the ratio of the induced leakage for the pumping and after-pumping periods.     

草本植物间作对空心菜Pb吸收、转运的影响

为了研究不同草本植物间作对空心菜生长状况及对Pb的吸收、转运效果,采用盆栽试验,研究了空心菜在Pb污染土壤中单作及与10种草本植物(高丹草、苏丹草、狼尾草、黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿、紫云英)间作对Pb吸收、积累的影响。结果表明：空心菜与黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿以及紫云英间作后的茎叶生物量较空心菜单作增加显著(P<0.05),增加了15.79%~84.75%。不同间作方式下的空心菜茎叶Pb含量为7.11~15.36 mg/kg,茎叶Pb富集系数(BCF)为0.024~0.051,根茎叶Pb转运系数(TF)为0.240~0.470。与高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣以及籽粒苋间作后,空心菜茎叶Pb含量较单作(对照)降低了24.39%~41.46%,茎叶Pb积累量较单作降低了65.36%~75.06%;此外,与上述5种植物间作后空心菜的根际土壤有效态Pb含量降低了4.47%~9.09%,根际土壤pH值则增加了0.32%~2.74%。10种间作植物茎叶Pb含量大小为菊苣>黑麦草>苦荬菜>高丹草>苏丹草>紫云英>紫花苜蓿>狼尾草>三叶草>籽粒苋。不同间作方式下每盆植株Pb总积累量为0.560~2.108 mg/盆,10种间作处理是空心菜单作处理的1.73~3.76倍。研究结果表明,高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣和籽粒苋与空心菜间作有效降低了空心菜对Pb的吸收积累,同时提高了整个体系对土壤中Pb的总积累量,在间作修复中是较为理想的组合模式。     

淄博市淄川区矿坑水对水资源的影响与应用研究

淄川区煤炭资源丰富，是淄博市主要的产煤区之一，经过长期的开采，部分煤矿闭境。本文调查研究了闭坑煤矿矿坑水的特征和演化规律及其对区域水资源的影响，根据其水质特点，提出了具体的综合利用措施。     

The management of sewage sludge by the water industry in England and Wales

Summary The legislative framework within which the disposal of sewage sludge is managed in England and Wales and the methods employed are outlined. Those factors which affect management decisions are analysed and consideration is given to the environmental implications of those decisions. Sewage processes and sludge disposal are considered, and the problems, especially those of heavy metal contamination, are addressed. An indication is given as to how the Water Services Companies are likely to implement the more stringent controls on disposal. Finally, the future of sludge management in England and Wales is discussed.Abbreviations BAT Best available technology - BATNEEC Best available technology not entailing excessive cost - BOD₅ Biochemical oxygen demand - BPEO Best practicable environmental option - CBI Confederation of British Industry - CEST Centre for Exploitation of Science and Technology - COD Chemical oxygen demand - CSC Customer Services Committee - DAF Dissolved air flotation - DG Director General - DoE Department of the Environment - DS Dried solids     

水体中主要阴离子及pH值对双氯芬酸液相色谱定量的影响

双氯芬酸(DCF)是一种常用的非甾体消炎药,随着生产量和使用量的不断增大,其在环境中被频繁检出。DCF能在生物体内富集,对生物具有潜在毒性,已经引起了广大学者的关注。DCF的准确定量是开展其相关研究的基础,在应用液相色谱测试DCF的过程中,通常通过前处理消除样品基质干扰,但关于基质如何干扰DCF测量并没有详细研究。为了满足野外及实验室测试需要,本文针对高效液相色谱-紫外检测DCF过程中,水体中常见的阴离子SO_4~(2-)、Cl~-和NO_3~-,液相色谱流动相组成和水样pH对DCF准确定量的影响展开研究。结果表明:(1)SO_4~(2-)和Cl~-对DCF的最大吸收波长(277 nm)没有影响,但是NO_3~-的存在会使DCF的最大吸收峰发生偏移,产生红移现象,并且使吸光度略微增大;(2)同等条件下,在酸性介质(pH5)中DCF的定量结果比在碱性介质中的低。与碱性介质(pH=7.26)中DCF的峰面积相比,样品在pH=2.01的酸性介质中测得的峰面积减少73.14%,因此在碱性条件下DCF定量更为准确。     

Biosorption of mercury(II), cadmium(II) and lead(II) ions from aqueous system by microalgae Chlamydomonas reinhardtii immobilized in alginate beads

The potential use of the immobilized microalgae (in Ca-alginate) of Chlamydomonas reinhardtii to remove Hg(II), Cd(II) and Pb(II) ions from aqueous solutions was evaluated using bare Ca-alginate bead as a control system. Ca-alginate beads containing immobilized microalgae were incubated for the uniform growth at 22 °C for 5 days. Effects of pH, temperature, initial concentration of metal ions and biosorbent dosages on the adsorption of Hg(II), Cd(II) and Pb(II) ions were studied. Adsorption of Hg(II), Cd(II) and Pb(II) ions on the immobilized microalgae showed highest values at around pH 5.0 to 6.0. The adsorption equilibrium was represented with Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The adsorption of these ions on the immobilized microalgae followed second-order kinetics and equilibrium was established in about 60 min. The temperature change in the range of 5–40 °C did not affect the adsorption capacities of the immobilized microalgae. The immobilized-algal systems can be regenerated using 2 M NaCl for Hg(II), Cd(II) and Pb(II) ions.