SOLID-LIQUID INTERFACE PROCESS OF HEAVY METALS IN THE CHANGJIANG ESTUARYKINETICS OF ADSORPTION OF Pb, Cu AND Cd ON HFO

The adsorption kinetics of Pb, Cu and Cd on hydrous ferrk oxide (HFO) has been approached in tthe simulated environmental conditions of the Changjiang Estuary. The forward adsorption rate constants of different systems under different temperatures have been determined, and the activation energies of the adsorption for Pb and Cu evaluated (Pb=7 kcal/mol, Cu= 11 kcal/mol). The results show that Pb and Cu are strongly adsorbed by HFO; the order of their adsorption rate is found to be Pb≥Cu≥Cd, which follows thte order of their theonody-namic equilibrium constants. It has been demonstrated that the surface exchange-adsorption is the determining step of the solid-liquid interface process. The field investigation results are theoretically explained by the kinetic mechanism.     

长江口重金属固液界面过程Ⅲ.水合氧化铁吸附Pb、Cu、Cd的动力学

本文模拟长江口某些环境条件,研究了水含氧化铁吸附Pb、Cu、Cd的动力学,测定了不同体系、不同温度下的正向速率常数,估算了Pb、Cu的吸附活化能分别约为7和11千卡/克分子.结果表明:水合氧化铁对Pb、Cu的吸附能力较强,对Pb、Cu、Cd三元素的吸附速率次序为Pb>Cu>Cd,与热力学平衡常数的次序相一致.论证了表面交换吸附反应是此固液界面过程的控制步骤的动力学机理,从而可对长江口现场调查结果予以理论上的解释.此外,本文探讨了界面吸附的正向速率常数和活化能的估算方法.     

九龙江口沉积物中腐殖酸对金属的作用

从现场采集的表层沉积物中提取腐殖酸,测定其腐殖酸结合态中及沉积相、稀酸可溶相中Cu,Pb,Zn,Cd,Co,Ni,Fe,Mn的含量和间隙水中的Cd,Cu,Pb含量;进行了腐殖酸与金属间络合反应的模拟研究,测定其络合反应与pH和腐殖酸浓度间的关系;统计了沉积物中有机质与金属含量间的相互关系。     

海洋沉积物间隙水中Cd、Pb、Cu的差示脉冲溶出测定

海洋沉积物间隙水是联系水和沉积物的桥梁,它对于元素在沉积物和水相间的迁移、沉积和成岩作用都具有重要的意义。目前文献[1-5]中已报道的侧重于间隙水的主要成分(常量元素和营养盐)分析,且较多地采用原子吸收方法。对于间隙水中的痕量元素研究不多,在国内就更少见。     

SOLID-LIQUID INTERFACE PROCESS OF HEAVY METAL IN THE CHANGJIANG ESTUARYADSORPTION THERMODYNAMIC MODEL OF Pb, Cu AND Cd BY HYDROUS FERRIC OXIDE

The adsorption of Pb, Cu and Cd on synthetic hydrous ferric oxide (HFO) has been performed under simulated environmental conditions of the Changjiang Estuary. An improved M2 - H exchange-adsorption model is proposed to explain the adsorption processes. The adsorption of these elements falls in the order: Pb ≥ Cu > Cd and has a good coincidence with the field results obtaimed from the Estuary. It has been concluded that the adsorption processes of Pb and Cu on HFO are mainly chemical actions, whereas static-electrical action dominates in the case of Cd.     

厦门港湾表层沉积物中腐殖酸铜铅络合物的表观稳定常数

从现场采集的厦门港湾表层沉积物中提取了腐殖酸,在近于该港湾表层沉积物腐殖酸含量、pH、痕量金属离子浓度和盐度等现场条件下,采用差示脉冲阳极溶出伏安法,测定了所提取的腐殖酸每个分子中可键合金属位置的平均数,并根据所测定的总酸性基当量浓度估算其平均分子量(约为850)。根据实验获得的平均意义上的化学计量式,估算出厦门港湾表层沉积物中腐殖酸的铜、铅络合物的表观稳定常数分别为2.0×10~(10)和4.5×10~(10)。     

东山湾表层沉积物Cd,Pb,Cu含量的分布

据1984年福建海岸带调查资料,报道了东山湾表层沉积物及其稀酸可溶部分和间隙水中Cd,Pb,Cu含量的分布特征,井探讨了这三个要素含量与沉积物中水合氧化铁和有机质含量的关系。     

长江口重金属元素固-液界面的过程——Ⅱ.水合氧化铁对Pb、Cu和Cd吸附的热力学模式

模拟长江口某些环境条件,用制备的水合氧化铁对Pb、Cu和Cd进行吸附实验,不同温度下的数据均符合Langmuir等温式.测定了各元素的饱和吸附量、吸附热、平衡常数及其他热力学参数.溶液pH对吸附有明显的影响,各元素均在一定的pH区间产生吸附突跃,吸附过程可用改进的M2+-H+表面化学交换模式说明.初步确定:水含氧化铁对Pb、Cu的吸附以化学作用为主;Cd的吸附则以静电作用为主.模拟结果与现场调查结果基本一致,进一步对吸附过程的热力学性质给予定量的描述.     

长江口底质腐殖酸铜铅络合物的表观稳定常数

采用差示脉冲阳极溶出极谱法测定了长江口底质腐殖酸每个分子中可键合金属位置的平均数,计算其平均分子量约为800,并估算出长江口底质腐殖酸-铜、铅络合物的表现稳定常数高达10~(11)-10~(12)数量级。     

近海营养盐和微量元素的大气沉降

受气候变化和人类活动的影响,传输和沉降到全球近海的大气污染物急剧增加.1997年后对近海营养盐和微量元素大气沉降的众多研究表明,通过大气沉降至近海的氮和磷分别为13～73 mmol N/(m2·a)和0.11～1.6 mmol P/(m2·a),微量元素的沉降通量具有显著的时空变化特征,在不同海区最高可相差3个数量级.对于很多近海包括东海(East China Sea)和黄海(Yellow Sea),大气沉降的营养盐和部分微量元素可能超出了其河流输入量.大气沉降除了对近海富营养化有重要贡献之外,其事件性特征可使初级生产力在短期内大幅度增加,从而影响赤潮发生.微量元素沉降还可能抑制某些藻类生长,对初级生产力和生态系统结构产生更为复杂的影响.未来研究重点是准确估算近海各物质的大气沉降通量,了解其对浮游植物生长的影响机制.