铁氧化物对土壤解吸阿特拉津的影响

阿特拉津是一种典型的环境激素, 铁氧化物是土壤矿物质的主要成分之一, 研究铁氧化物对阿特拉津的吸附行为有助于深入了解环境激素在环境中的行为.在研究阿特拉津的污染土壤与铁氧化物的混合物对阿特拉津吸附与解吸作用机理的基础上, 通过采用不同配比的土壤与铁氧化物的混合物对农药阿特拉津进行解吸行为过程的模拟, 并改变解吸时间、温度、pH值等因素, 研究影响解吸行为的主要因素.结果表明: 温度、pH值、铁氧化物与土壤的不同配比等因素均会对阿特拉津的解吸作用产生不同程度的影响.混合物对阿特拉津的解吸一般在4h左右便可达到动态平衡, 酸性或碱性环境以及适当的温度条件均会在一定程度上增强解吸作用, 且发现混合物比原土壤的解吸效果更明显.      

蒙脱石与滑石矿物对菲吸附-解吸行为的对比研究

采用批量处理平衡实验,考察蒙脱石与滑石矿物对菲的吸附解吸行为。采用Henry和Freundlich方程对其吸附等温线进行分析比较,并着重考察软阳离子K+对上述两种矿物吸附菲的影响机制。研究结果表明:蒙脱石对菲的吸附等温线表现出明显的非线性,吸附/解吸有滞后现象,Freundlich方程最符合其吸附/解吸曲线;滑石吸附菲的能力较之蒙脱石的强,且吸附呈线性,其吸附曲线与Henry方程吻合程度最好。此外,随着溶液中K+离子浓度增加,蒙脱石吸附菲的能力增强,而滑石吸附菲的能力减弱,说明软阳离子K+对蒙脱石吸附菲有明显的强化作用,而对滑石吸附菲却有抑制作用。说明黏土矿物内部结构与表面理化性质控制着污染物的吸附-解吸环境行为,从而影响着PAHs等污染物的迁移转化。     

表面活性剂强化空气扰动修复氯苯污染含水层

通过一维砂柱实验研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对空气扰动技术(air sparging,AS)修复氯苯污染地下水的强化效果.结果表明,SDBS的加入降低了地下水的表面张力,减小了水气两相毛细压力,从而提高了地下水中的空气饱和度.当曝气量为100 mL/min,地下水的表面张力由72.2 mN/m降至49.5 mN/m时,地下水中空气饱和度由13.2%提高至50.1%,而后随着表面张力的进一步降低,空气饱和度不再提高,反而有小幅下降.通过污染物的去除实验发现,SDBS的加入大大提高了氯苯的去除率,且去除率的变化与空气饱和度的变化趋势基本相符.因此,表面活性剂的加入可以作为空气扰动技术一种十分有效的强化手段.      

高、低阶煤润湿性对甲烷吸附/解吸的影响

为研究不同煤阶煤体润湿性对煤层气吸附/解吸的影响,采集寺河煤矿3号煤与大佛寺煤矿4号煤样品进行接触角测量及吸附/解吸实验,通过热力学计算分析等量吸附热特征。结果表明,大佛寺4号煤水润湿性远好于寺河3号煤,原因在于大佛寺4号煤为低变质长焰煤,其所含羧基、羟基等含氧官能团数量较多,同时具有物质组分亲水性好及孔裂隙较发育的优势。煤体润湿性影响煤自身含水率大小,间接影响煤层气吸附/解吸特征。大佛寺4号煤与寺河3号煤润湿性、含水率、解吸率及采收率间关系复杂,受临界含水量制约,存在温度临界点。等量吸附热对比发现煤体亲水性不利于煤层气的吸附。煤层气吸附放热远小于解吸吸热,存在解吸滞后,且解吸滞后程度随着吸附/解吸量增加而逐渐减弱,低阶煤的减弱趋势更加明显。     

针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为与热力学研究

采用批量振荡吸附平衡法设计针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸试验,对比研究了针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为,并考察了不同K＋浓度的溶液对蒙脱石吸附菲的影响,比较分析了线性吸附模型和Freundlich吸附模型描述矿物吸附等温线的准确性,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理。结果表明：针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸均表现出明显的非线性和解吸滞后现象;相对于线性吸附模型来说,针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸更符合Freundiich吸附模型;与蒙脱石相比,针铁矿对菲的吸附更为显著,且具有更好的稳定性;溶液中软阳离子K＋的存在使蒙脱石对菲的吸附能力得到显著提高;菲在蒙脱石和针铁矿上的吸附过程是一个自发放热,同时伴随着熵值减小的过程;随着温度的升高,蒙脱石和针铁矿对菲的吸附能力均减弱。     

CBs在沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量平衡实验,研究了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯4种氯苯类化合物（CBs）在含不同特性的自然有机质（NOM）的5种沉积物上的吸附．解吸行为。研究结果表明,所有吸附等温线均表现出明显的非线性和吸附-解吸滞后现象。1,2,4-三氯苯在不同沉积物上吸附等温线的非线性程度以及在沉积物上解吸滞后效应都随着沉积物NON聚合度的增加而增大。另外,CBs溶质分子本身的性质也影响着其在沉积物上的吸附．解吸性能。4种CBs在同一种沉积物上吸附等温线的非线性程度及其解吸滞后系数按氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯的顺序依次减弱,说明CBs的分子尺寸越大,其在沉积物上的吸附非线性程度和解吸滞后现象也越弱。     

超临界状态下煤岩吸附/解吸二氧化碳的实验

查明超临界状态下煤岩对CO₂的吸附/解吸特征,能为煤层气开采现场注CO₂的注入参数选取提供理论依据。以山西屯留矿的瘦煤和寺河矿的无烟煤为研究对象,借助ISO-300型等温吸附实验仪分别进行了不同温度(35℃、45℃、55℃)、最高压力达到CO₂临界压力以上时的吸附/解吸实验。结果表明：超临界状态下,随着压力升高,容量法测得的吸附量存在最大值,不代表煤样的绝对吸附量,而是Gibbs吸附量;根据煤岩在高压下吸附CO₂的本质,计算出超临界状态下煤岩吸附/解吸CO₂的真实量。超临界状态下煤岩吸附CO₂的真实量与压力之间符合langmuir吸附曲线,随着吸附压力的升高,Gibbs吸附量与绝对吸附量之间的差值越来越大;随着温度的升高,煤样的饱和吸附量降低;同样条件下,高变质程度的无烟煤对CO₂的饱和吸附量大于瘦煤;超临界状态下煤样对CO₂的绝对吸附等温线和绝对解吸等温线是可逆的。     

斜发沸石对钾离子的吸附/解吸动力学研究

以KCl为钾源、新疆某地所产斜发沸石为吸附剂,研究斜发沸石对K+的动力吸附与解吸效果,并探讨吸附时间、K+初始浓度与吸附量的关系。用pH=5的HCl溶液和(Ca2++Mg2+)浓度/(mmol.L-1)为1.6,3.2,6.4,12.8,19.2,25.6的混合溶液对饱和吸附了K+的斜发沸石进行解吸,实验结果表明:沸石对K+的吸附在4min能达到最大吸附率的96%,30min内达到平衡。Langmuir吸附等温式能对吸附曲线进行很好的描述。单位质量沸石对K+的最大吸附量为44.53×10-3,以阳离子交换吸附为主。pH=5的HCl溶液对K+的解吸量最小,随解吸溶液中(Ca2++Mg2+)浓度增加,解吸滞后系数减小,解吸速率远小于吸附速率。解吸量的自然对数与解吸时间的自然对数呈现明显的线性关系,用指数方程对(Ca2++Mg2+)浓度为25.6mmol/L的解吸曲线进行拟合,R=0.998,拟合方程为qt=3.890t0.210。理论上将吸附的K+全部解吸出来需要74.4d。     

Effects of Increased Salinity and Inundation on Inorganic Nitrogen Exchange and Phosphorus Sorption by Tidal Freshwater Floodplain Forest Soils, Georgia (USA)

We investigated the effects of increasing salinity and inundation on inorganic N exchange and P sorption/precipitation in soils of tidal freshwater floodplain forests (TFFF) of coastal Georgia, USA. Our objectives were to better understand how sea level rise, increasing inundation, and saltwater intrusion will affect the ability of TFFFs to retain nitrogen (N) and phosphorus (P). We collected soil cores (0–5 cm) from three TFFFs that do not currently experience saltwater intrusion and from one TFFF currently experiencing saltwater intrusion and measured NH₄-N exchange and PO₄-P removal over five simulated 6-h tidal cycles using nutrient-enriched freshwater (30 μM NH₄-N and 5 μM PO₄-P). In a second experiment, we exposed soil cores to three salinities (0, 2, and 5) and two inundation depths (5 and 10 cm) using the same nutrient enrichment. When flooded with nutrient-enriched freshwater, soils from the three TFFFs that do not experience saltwater intrusion removed inorganic N and P in amounts ranging from 5.2 to 10.7 and 2.3 to 4.4 mg/m², respectively, and the TFFF soils experiencing saltwater intrusion removed 2.1 to 3.8 mg P/m². However, TFFF soils experiencing saltwater intrusion released inorganic N to the water column in amounts ranging from 7.1 to 67.5 mg/m². In the second experiment, soils from TFFFs not experiencing saltwater intrusion released NH₄-N to the water column when exposed to 2 and 5 salinity, and the amount of N released increased with salinity and number of tidal cycles. In contrast, the same TFFF soils sorbed two and three times more PO₄-P when exposed to 2 and 5 salinity than when exposed to 0 salinity. P removal on a mass basis was greater under 10 cm of inundation, but the efficiency of removal was greater under the 5 cm flooding depth. Our findings suggest that saltwater intrusion caused by sea level rise will promote N release into the water column through organic matter mineralization and/or ion exchange and may promote P sorption, or precipitation of P with metal cations. In addition, release of N and resulting increased N/P could exacerbate eutrophication of estuaries in the future.     

Effects of Particle Size and Chain Length on Flotation and Adsorption of Quaternary Ammonium Salts onto Kaolinite

Effects of particle size and chain length on flotation of quaternary ammonium salts (QAS) onto kaolinite have been investigated by mico-flotation tests. The two kinds of quaternary ammonium salts [RN(CH3)3] with different chain lengths, dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC) and cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) were used as collectors for kaolinite in different particle size fractions (0.075–0.01 mm, 0.045–0.075 mm, 0–0.045 mm). The anomalous flotation behavior of kaolinite have been further explained based on crystal structure considerations by adsorption tests and molecular dynamics (MD) simulation. The results show that the flotation recovery of kaolinite in all different particle size fractions decreases with an increase in pH when DTAC and CTAC are used as collectors. As the concentration of collectors increases, the flotation recovery increases. The longer the carbon chain of QAS is, the higher the recoveries of coarse kaolinite (0.075–0.01 mm and 0.045–0.075 mm) are. But the flotation recovery of the finest kaolinite (0–0.045 mm) decreases with chain lengths of QAS collectors increasing, which is consistent with the flotation results of unsifted kaolinite (0–0.075 mm). It is explained by the froth stability related to the residual concentration of QAS collector. In lower residual concentration, the froth stability becomes worse. Within the range of flotation collector concentration, it's easy of CTAC to be completely adsorbed by kaolinite in the particle size fraction (0–0.045 mm), which led to lower flotation recovery. Moreover, it is interesting that the particle size of kaolinite is coarser, the flotation recovery is higher. The anomalous flotation behavior of kaolinite is rationalized based on crystal structure considerations. The results of MD simulations show that the (001) kaolinite surface has the strongest interaction with DTAC, compared with the (001), (010) and (110) surfaces. On the other hand, when particle size of kaolinite is altered, the number of basal planes and edge planes is changed. It is observed that the finer kaolinite particles size become, the greater relative surface area of edges is, and the more the number of edges is. It means that fine kaolinite particles have more edges to adsorb less cationic colletors than that of coarse kaolinite particles, which is responsible for the poorer floatability of fine kaolinite.     

北京地区潮土对土霉素的吸附特性研究

北京近1/4区域土壤属于潮土,潮土对四环素类抗生素的吸附特性还鲜有报道。采用OECD Guideline 106的方法,研究土霉素在北京地区潮土上的吸附特性。结果表明,土霉素在潮土中的吸附动力学过程符合Elovich方程,土霉素初始浓度会影响吸附速率,2 mg/L时最大,10 mg/L时最小。吸附百分比随着初始浓度的升高,先增大后减小。温度和平均吸附速率呈负相关。实验浓度下,吸附等温线符合线性等温方程和Freundlich方程,吸附是自发的吸热反应。潮土对土霉素的吸附量和粉粒及黏粒含量之和呈正相关。土霉素在潮土中的吸附受初始浓度、温度、土壤性质等因素的影响,深入了解其作用机理,有助于防治土霉素污染,保护土壤安全。     

纤维水镁石在无机铵盐中的溶解行为研究

纤维水镁石在水中可放出自由基,其在酸性环境中呈现化学活性,在体液环境中有细胞毒性。在水体环境中,它与一切释放出铵离子的物质反应并使自身发生溶解,其机理是可溶性铵盐在溶液中可离解出铵离子并放出质子,而水镁石在水中可电离出羟基。二价铁的存在使氧化还原反应常常伴生,最终形成三价铁铵盐复盐。因此,人体内的可溶性铵盐和体液中存在的铵离子可与水镁石粉尘作用并使之部分溶解。粒度增大和温度升高有利于镁元素在平衡体     

有机污染物(菲)在弱透水层中的越流迁移特征

采用高渗透压渗流试验装置,模拟已被污染的浅层地下水越流通过弱透水层污染深层地下水的过程,研究不同矿化度、不同pH条件下有机污染物（菲）通过饱和黏性土弱透水层时的质量浓度变化特征。结果表明：矿化度的增加有利于弱透水层吸附截留渗滤液中的菲;高矿化度水中的Na+交替土层中的Ca²⁺、Mg²⁺,使水中的Ca²⁺、Mg²⁺质量浓度增加,与HCO^-₃、菲组合形成络合物;不同pH条件下,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO^-₃对菲的迁移有阻滞作用,SO^2-₄参与还原反应并可与菲形成络合物,对菲迁移有促进作用。菲在弱透水层中的迁移能力很弱,衰减率达82％～96％,高渗透压下菲的污染锋面迁移速度为0.714 m/d,pH=8时菲通过弱透水层的迁移质量浓度最小。控制渗滤液的pH、组分可有效阻止菲在弱透水层中的迁移。     

无机盐类对天然矿物低温催化混合酯生烃反应的影响

脂肪酸酯是一类重要的生烃母质。选择了十四烷酸甲酯、十六烷酸甲酯和十八烷酸甲酯的混合酯为模型反应物,以方解石、白云石、伊利石、钙蒙脱石和黄铁矿为催化剂,分别考察了氯化钾、氯化镁、氯化钠、硫酸钠以及混合盐对天然矿物低温催化混合酯生烃反应的影响。结果表明,无机盐类对矿物催化下混合酯的生烃反应均有不同程度的影响,硫酸钠具有反催化作用,其它盐类具有正催化作用。且在各无机盐存在下,不同的矿物表现出不同的催化活性。     

城市土壤中有机和无机组分相关性研究初探

以我国东部某城市城区表层土壤环境指标为研究对象，采用一元线性回归和主成分分析的方法研究了城市土壤中六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）、多环芳烃（PAHs）、有机质含量，含水量，重金属含量，土壤pH值等指标间的相关性，确认长期的工业活动是导致土壤重金属和多环芳烃污染的主要来源，城市绿地施用农药是土壤六六六和滴滴涕污染的主要来源。     

土壤对可溶性油的吸附作用及其影响因素分析

在沈(阳) 抚(顺) 灌区土-水-作物系统石油污染调查的基础上, 根据土壤非饱和带的结构和组成, 选择代表性的土壤剖面分别采集表土和底土, 分析土样的主要物理和化学性质, 系统测定不同土样对可溶性油吸附的动力学曲线和吸附等温线, 并分析了有机质、粘粒含量和含盐量对吸附作用的影响.结果表明, 土壤对可溶性油的吸附平衡时间为20~24h, 而且不同土样的吸附等温线均为直线型理想吸附.另外, 通过试验发现, 当水相中可溶性油低于一定浓度时, 不但不产生吸附, 反而使土壤中的残留油分释放出来.      

汞和镉在土壤中的吸附和运移研究进展

介绍了国内外近年来对重要的污染元素汞和镉在土壤中吸附和运移方面的研究成果。评价土壤吸附重金属离子多运用Langmuir、Freundlich及Temkin三种等温吸附曲线。影响土壤吸附汞和镉的因素主要有pH值、有机质、氯离子、土壤组分、土壤类型、竞争吸附离子的参与等。汞的活动性较差，其迁移性质缺乏研究；土壤中镉的二价离子在粘土衬层内的迁移过程中，可生成难溶性沉淀物质，阻碍了液体的渗透，因而导致渗透系数比纯水还低。引用参考文献45篇。     

北京城近郊区土壤对镉的吸附特征研究

在0．1～1200mg／L不同Cd^2＋浓度条件下，进行了五个地区土壤对重金属Cd^2＋的静态吸附实验。土壤分别采自于北京城近郊丰台区北天堂村、大兴区庑殿村、通州区永乐店镇、海淀区四季青乡和朝阳区来广营乡五个地区。实验结果表明：常温常压下，土壤对Cd^2＋的吸附量与加入到土壤中的Cd^2＋总量呈现出一定的正相关。四季青、永乐店的重粉质壤土、庑殿的中粉质壤土及北天堂的轻壤土对Cd^2＋的吸附量S与土壤溶液中的平衡浓度C都基本满足直线拟合。在相同外源Cd^2＋浓度下，土壤对Cd^2＋的吸附量为：庑殿的中粉质壤土〉四季青的重粉质壤土〉永乐店的重粉质壤土〉来广营的重粉质壤土〉北天堂的轻壤土。在所拟实验条件下，土壤对镉的吸附很大程度上受到土壤有机质含量、土壤的粘粒和粉粒所占比例的控制，而酸碱度pH和氧化还原电位Eh对类型不同的土壤的吸附影响效应不很明显。