铬酸根离子在羟基铁离子-蒙脱石体系中的吸附行为研究

采矿、电镀、制革等行业废物排放及含Cr矿物风化可造成一些地区土壤和地下水的Cr污染 .Cr主要以三价和六价形式存在 ,其中Cr(Ⅵ )有强的迁移能力 ,对动植物均有很强的毒害性 .研究了在氧化、酸性条件下 ,土壤及土壤溶液中的蒙脱石和羟基铁离子共存时对铬酸根离子 (主要以HCrO2 - 4和CrO2 - 4等Cr(Ⅵ )形式存在 )的吸附行为 .进行了蒙脱石、羟基铁离子、Cr(Ⅵ )离子添加顺序不同的 3个系列的实验 ,重点研究了Cr的初始质量浓度、溶液 pH值、环境温度、吸附时间、溶液离子强度对 3个系列Cr吸附行为的影响 ,并与羟基铁离子体系进行了对比 .结果表明 ,蒙脱石 -羟基铁离子体系的Cr吸附能力明显强于蒙脱石而低于羟基铁离子 ,其Cr吸附率随Cr初始质量浓度、温度的升高和吸附时间的延长而降低 ,随离子强度的升高而升高 ,而pH值对不同系列的Cr吸附率有不尽相同的影响 .     

铬酸根离子在羟基铁离子一蒙脱石体系中的吸附行为研究

采矿，电镀，制革等行业废物排放及含Cr矿物风化可造成一些地区土壤和地下水的Cr污染，Cr主要以三价和六价形式存在，其中Cr(Ⅵ）有强的迁移能力，对动植物均有很强的毒害性。研究了在氧化，酸性条件下，土壤及土壤溶液中的蒙脱石和羟基铁离子共存时对铬酸根离子（主要以HCrO4^2-)和CrO4^2-等Cr(Ⅵ）形式存在）的吸附行为，进行了蒙脱石，羟基铁离子，Cr(Ⅵ）离子添加顺序不同的3个系列的实验，重点研究了Cr的初始质量浓度，溶液pH值，环境温度，吸附时间，溶液离子强度对3个系列Cr吸附行为的影响，并与羟基铁离子体系进行了对比。结果表明，蒙脱石－羟基铁离子体系的Cr吸附能力明显强于蒙脱石而低于羟基铁离子，其Cr吸附率随Cr初始质量浓度，温度的升高和吸附时间的延长而降低，随离子强度的升高而升高，而pH值对不同系列的Cr吸附率有不尽相同的影响。     

蒙脱石对盐酸四环素吸附特性的实验研究

基于当前发生的抗生素污染环境严峻问题,本文开展高活性粘土矿物蒙脱石吸附水中盐酸四环素(TC)的实验研究。采用批处理吸附实验方法,着重考查溶液初始TC浓度、初始pH值、电解质的阳离子类型及其浓度等对蒙脱石吸附性能的影响。结果显示,蒙脱石对TC的吸附行为可用Freundlich吸附等温线进行描述,并表现出显著的非线性特征;Langmuir方程确定其最大吸附量为625 mg/g;在较强酸性介质条件下(pH=2～4)蒙脱石对TC的吸附能力最强,其次为弱酸性-弱碱性环境(pH=5～9);不同阳离子类型也能显著影响蒙脱石对TC的吸附,表现为阳离子价态越高,对TC吸附的影响程度越明显。蒙脱石可被认为是一种TC的高效吸附剂,应用于盐酸四环素污染废水的处理过程。     

聚合羟基铁铝蒙脱石复合体对磷的吸附行为及其动力学

在一定条件下利用钠基化蒙脱石合成了聚合羟基铝-蒙脱石复合体(HyA1-Mt)、2个不同铁含量的聚合羟基铁-蒙脱石复合体(HyFe-Mt)和3个不同Fe:Al摩尔比的聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体(HyFeAl-Mt),研究了酸性和弱酸性条件下(pH=3.0～6.5)以上蒙脱石复合体对磷的吸附行为和动力学特征。结果表明,HyFeAl-Mt对磷的吸附容量大于HyA1-Mt和HyFe-Mt复合体,且随着Fe:Al摩尔比的增大,对磷的吸附容量依次增加。随pH升高,蒙脱石复合体对磷的吸附量容量变小。但随Fe:Al摩尔比增大,HyFeAl-Mt复合体零电荷点(pHZPC)升高,pH对磷的吸附的影响越来越小,HyFe-Mt对磷的吸附几乎不受pH的影响。随Fe:A1摩尔比的增大,HyFeAl-Mt对磷的吸附能力增强,铁含量是磷吸附量的重要控制因素。磷在各蒙脱石复合体上的吸附实验数据可很好地用Langmuir吸附等温方程拟合。磷在各蒙脱石复合体上的吸附动力学过程可分为快速和慢速两个过程,快速过程中的动力学受铁含量影响明显。动力学数据可同时用准二级动力学方程和Elovich方程拟合。     

蒙脱石降氟作用的实验研究

实验表明蒙脱石吸附氟的能力与溶液的PH值呈显著的负相关关系：在较低PH值条件下，蒙脱石的吸氟量较大，具有显著的降氟作用；而对中性—碱性溶液来说，蒙脱石对氟的吸附能力则大大降低，基本不具吸氟能力。蒙脱石的吸氟量还与其用量及含氟溶液的浓度有关。吸附原因一方面是由于体系PH值降低，导致其表面带正电荷而吸附F^-；另一方面，随着NaF浓度升高，蒙脱石的双电层变薄，体系ξ电势减少，发生絮凝作用，并携带F^-沉淀下来。另外，F^-与OH^-的离子交换作用也是酸性条件下蒙脱石吸氟的一个重要原因。     

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附磷和氟的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用，制备了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体。在实际土壤的酸度(pH=4～8)和温度(t=34～50℃)条件下，进行了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附P和F的实验，探讨了复合体的P和F吸附能力与pH值、温度、吸附时间、P和F的初始浓度、离子强度间的关系，并与蒙脱石和含水氧化铁的P和F吸附行为进行了对比。研究表明，在实验条件下，低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对磷具有明显的亲合力，对氟的亲合力较低，只略高于蒙脱石原样。低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对P和F的吸附，特别是对磷的吸附行为对该元素在土壤中的迁移过程有重要影响，成果对土壤学和环境学研究有参考价值。     

土壤菌与蒙脱石相互作用特性研究

为了探讨土壤菌与蒙脱石相互作用体系的特性,本文选取了11株吸附Sr2+效果较好的土壤菌株与提纯好的蒙脱石进行相互作用。通过对土壤菌与蒙脱石相互作用1d后培养液的pH值、葡萄糖(GLU)、Ca2+、Mg2+、Na+等的变化测试,比较了土壤菌株与蒙脱石作用后的特性变化;利用XRD分析,对土壤菌作用后的蒙脱石层间距变化进行了初步研究。结果表明吸附Sr2+效果较好的菌株大多数消耗GLU,阴性菌占大多数;与蒙脱石作用1 d后,GLU消耗率提高。与蒙脱石作用后,溶液pH有所上升。离子溶出比例趋势:Ca2+>Mg2+>Na+。蒙脱石与土壤菌相互作用1d后,层间距都有所增大,层间距的扩增与GLU消耗呈现一定的关系。与革兰氏阴性菌相比较,革兰氏阳性菌与蒙脱石相互作用1d后,蒙脱石层间距的扩增较大。     

低分子有机酸对聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体吸附磷的影响

在一定条件下,利用钠基化蒙脱石(Na-Mt)合成聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体(HyFeAl-Mt),M3+/Mt比为10mmol/g,Fe3+/Al3+摩尔比分别为0.1、0.2和0.5。研究了酸性和弱酸性条件下低分子有机酸(以柠檬酸、草酸和苹果酸为代表)及其添加顺序对HyFeAl-Mt复合体吸附磷的影响。结果表明,低分子有机酸对HyFeAl-Mt复合体吸附磷有抑制作用,且随着低分子有机酸浓度的增加愈加明显,酸性条件下的抑制作用比弱酸性条件下明显;低分子有机酸羧基个数越多、分子结构越大,对HyFeAl-Mt对吸附磷的影响越大;酸性环境中低分子有机酸与磷共存时,磷吸附曲线较好地符合Freundlich方程,且其对磷在HyFeAl-Mt0.2上的最大吸附量影响较小;磷与低分子有机酸的添加顺序不同也影响HyFeAl-Mt复合体对磷的吸附。     

改性蒙脱石吸附水中氟离子的实验研究

制备四种改性蒙脱石，并利用X射线衍射分布和化学成分分析方法对其进行了表征，选用其中两种对水中的氟离子进行了吸附试验，通过正交实验确定了它们吸附氟离子的适宜条件及吸附等温线（25℃）。结果表明，制备的改性蒙脱石具有很强的吸附氟离子的能力，在pH分别为5和4时的除氟效果最好，吸附等温线符合Freundlich型吸附等温线方程。     

酸化蒙脱石对挥发性有机物的吸附研究

通过对蒙脱石矿物表面与结构改性优化处理,增大其比表面积,扩大有效吸附孔洞,增强表面疏水性能,从而提高其对挥发性有机物(VOCs)的吸附能力。本研究通过酸化法对蒙脱石(Mt)进行活化,在固定活化的温度、时间、固液比和搅拌速率的条件下,探讨不同浓度硫酸活化对Mt结构的影响,并研究相应酸化产物对作为指示VOCs的甲苯、二氯甲烷的吸附效果,进而推断酸活化产物与VOCs的构-效关系。结果表明,Mt经过酸活化后,其BET比表面积达到373.8 m2/g,孔体积为0.52 cm3/g。酸活化产物对甲苯、二氯甲烷的饱和吸附容量最高分别达到156.6、119.7 mg/g,相比原土的吸附量分别提高了1.46和1.62倍。吸附容量与吸附剂的BET比表面积和孔体积并非简单线性正相关关系,VOC分子的尺寸也有一定的影响。     

The Boussinesq problem for soils with bounded non-homogeneity

The response of a compressible continuously non-homogeneous elastic soil to a static vertical point load on its surface is analytically investigated by using classical integral transform techniques and the extended power series method for obtaining the solution in the transform domain. The non-homogeneity is described by means of a depth-function which is non-zero at the surface and bounded at infinity and is capable in modelling both increasing and decreasing soil stiffness with depth. The influence of non-homogeneity on the displacements and stresses at the surface and in the interior is examined over a wide range on the governing parameters. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

二灰改良风积土动力特性试验

在一系列室内动三轴试验的基础上,研究了二灰(石灰、粉煤灰)改良风积土在不同固结围压、固结比、掺灰比和振动频率条件下的动强度特性。通过试验和计算分析,在力学性质较差的风积土中掺入石灰、粉煤灰,其动强度明显提高,且主要表现为动粘聚力增加。其中,尤以掺灰比(石灰∶粉煤灰∶风干土)10∶20∶70,13∶27∶60的石灰粉煤灰土改良效果更为明显,其饱水动强度相对于素土而言提高近2～3倍以上。随着振动频率的升高,二灰改良风积土动剪应力呈现下降的趋势。     

重塑石灰土的强度恢复方法与机制初探

石灰稳定土工程翻修改造后会产生大量的石灰土弃渣,为避免污染环境和节约工程投资,需重新利用破碎的石灰土进行填筑。但石灰土破碎后强度急剧降低,需要添加胶凝材料提升其力学性能。以重塑石灰土为研究对象,通过添加5%石灰或水泥进行再改良,对比分析两种再改良土的强度和压缩性等力学指标,结果表明,石灰再改良土的力学特性优于水泥再改良土。借助粒度分析、电镜扫描、X衍射和热重分析试验手段揭示了石灰再改良土性能优越的内在机制,发现石灰再改良土中的石灰和石灰土团粒能形成很好的胶结;但水泥未能和石灰土团粒形成有效胶结,自身形成了边-面和边-边接触的片状多孔架构。重塑石灰土残存的氢氧化钙是引起水泥再改良土性能劣于石灰再改良土的主要诱因。     

基于连续分形理论的土壤非饱和水力传导度的研究

土壤的孔隙是具有连续分形性质的物理结构,根据土壤孔隙分形结构建立了非饱和水力传导度模型。模型包括综合系数、分形维数和临界体积比3个参数,综合系数为不同土壤基质势对应的非饱和水力传导度与饱和传导度之间的水力联系,与土壤质地有关;分形维数反映土壤孔隙结构对于非饱和水力传导度的作用,土壤不同尺寸孔隙之间的连通性则通过临界体积加以描述。模型具有较为明确的物理解释。将模型应用于5种不同土壤的结果表明,所提出的非饱和水力传导度模型具有较好的模拟效果。     

吉林省西部退化草地土壤性状分析及评价因子的选择

对草地质量的评价和退化草地的重建，有一个很重要的内容就是建立起能够准确反映草地质量状况的指标体系，以决定采取何种复建措施，本文根据国内国际对草地退化研究的最新认识，初步构建了选择衡量草原退化程度的理化指标的原则，并通过对吉林省西部不同退化程度的草原土壤的理化性质的测试分析，研究了各理化指标的变异与草原退化相互放大作用，从而确定了吉林西部草地退化程度的评价因子。     

双层土壤系统中污染气体入侵建筑物流量的解析公式

加拿大阿尔伯塔省中部地区存在大量的上层是细颗粒土壤、下层是粗颗粒土壤的被石油烃（PHc）污染的双层土壤系统。针对这类土壤系统，本文构造出不同与J＆E模型的解析公式，以初步估计被石油烃污染的土壤或地下水挥发出的有机气体入侵建筑物的流量。应用ECCLIPSE-2003a软件对该区某污染场进行了数值模拟，以验证该公式。结果表明：在这类双层土壤系统中，该公式是有效的。     

原状土的抗剪强度研究

为了研究土的现场原位与室内试验抗剪强度指标的关系,根据饱和土固结理论,土的固结过程就是在某一压力作用下有效应力增大、孔隙水压力消散的过程。因此,随着有效应力增大土的孔隙比减小,而土的抗剪强度增大,土的压缩曲线与土的抗剪强度线之间有一一对应关系,从土的现场原位和室内压缩曲线出发,研究了加、卸载过程中土的抗剪强度的变化规律,然后根据土的卸载抗剪强度的计算方法推导出土的黏聚力和土的内摩擦角两者之间的相互关系,最后分析得到了原状土抗剪强度的计算方法     

田间覆盖保墒技术措施的应用与研究

介绍了国内外的田间覆盖技术措施应用及理论研究现状。目前,研究土壤水热运移模型大致可分为等温模型和非等温模型两大类。分析和论述了两类模型代表模式及其特点;详细论述了地面覆盖对土壤表面水、汽、热状况的影响,以及不同覆盖材料,不同覆盖方式对土壤水热运移的影响;简述了二维土壤水热耦合模型及数值模拟计算。在总结已有研究成果基础上,提出了需进一步探讨的问题。     

土力学理论的发展和面临的挑战

随着社会经济的不断发展,土力学所要分析和处理问题的范围越来越广,问题本身也越来越深入和复杂。这些问题主要是由于土与环境的相互作用而产生的。为了分析和处理这些问题,经典土力学需要拓宽和深入发展,它应该包含一些新的现象和新的变量以及相应的新理论。论述了土力学所面临的三大挑战,即①没有严格、统一和完备的土力学理论;②对更具一般意义的非饱和土的行为的研究不够充分,现有的认识也不完善;③没有在多种环境作用下土的统一和完备的多场耦合理论。还论及了其他一些超出经典土力学范围的问题。