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 .     

土壤中添加生物炭对Cr(Ⅵ)的迁移锁定作用研究

生物炭应用在土壤中具有CO₂减排、改善土壤性质等作用,研究表明生物炭土壤有助于农作物产量和质量的提高,同时对污染物有较好的吸附效果,能控制其迁移,但对于近年关注的土壤中Cr(Ⅵ)和生物炭的作用研究却很少。通过土柱淋滤实验,研究土壤中添加生物炭后对Cr(Ⅵ)的迁移影响,特别是对其进行模拟酸雨淋滤实验,进一步研究了生物炭土壤对Cr(Ⅵ)的锁定效果。结果表明：仅施加1%的生物炭,就能够大幅度提高土壤系统固定Cr(Ⅵ)的能力,小粒径生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附固定能力更加明显,在一定条件下是大粒径的固定吸附量的3倍,在酸雨淋滤作用下也不易解吸,说明生物炭的添加能有效抑制Cr(Ⅵ)在土壤中的迁移,起到原位锁定的作用,这对农田土壤开发治理提供了重要手段和依据。     

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。     

阴-阳离子有机膨润土制备及其吸附Cr(Ⅵ)的影响因素研究

本文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对辽宁黑山膨润土进行不同工艺的阴-阳离子有机膨润土制备,探讨了阴-阳离子有机膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附机理,并利用正交实验分析了各实验因子对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,为污染地下水修复技术PRB提供一种新的反应介质和技术参数。研究结果表明:阴-阳离子有机膨润土(Na-R-ACOMMT)吸附Cr(Ⅵ)是物理吸附和化学吸附联合作用的结果;pH值和投加量是影响Na-R-ACOMMT对Cr(Ⅵ)吸附效果的2个最主要的因素,尤其是pH值;Na-R-ACOMMT吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件是投加10g/l 60~80目的样品,在40℃、pH值等于2、150r/min的环境下振荡60min,Cr(Ⅵ)去除率高达93.55%,且吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程。     

微生物还原Cr(Ⅵ)过程中的Cr同位素分馏

<正>微生物作用下Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)的过程是Cr在生物地球化学循环中最重要的过程之一。研究微生物作用下的Cr(Ⅵ)的还原过程不仅对理解Cr在地表环境中的地球化学行为和Cr的活动性具有重要意义,而且,由于Cr(Ⅵ)的毒性远高于Cr(Ⅲ),利用微生物对环境中Cr(Ⅵ)污染进行原位修复是高效、廉价且不易产生次一级污染物的方法。Cr(Ⅵ)的还原过程会引起显著的Cr同位素分馏,该分馏不受稀释、吸附、解附、     

岩土介质中锰的吸附、解吸行为研究

通过吸附、物理解吸及化学解吸试验,模拟地下水污染特征,进而研究地下水重金属污染作用机理.结果表明,供试土壤对锰具有较强吸附能力,其吸附以化学吸附为主,占总吸附量的 90.94%.供试土壤对其吸持能力较强,不易于其迁移,但很容易造成土壤富集,通过植被进入生态系统,危害人体健康.     

β-FeOOH的水热法合成及其去除Cr(Ⅵ)实验研究

采用水热法成功合成四方纤铁矿(β-FeOOH),并结合XRD、SEM、zeta电位分析等对合成物进行系列表征。重点考察Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及不同光照条件等因素下,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。实验结果表明:合成得到的β-FeOOH为纺锤形晶体,长径200nm~250nm,端面直径30nm~50nm。Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及光照条件对β-FeOOH去除Cr(Ⅵ)均存在重要影响。随着Cr(Ⅵ)初始浓度的升高,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量呈先递增后降低的趋势,当Cr(Ⅵ)初始浓度为50.07 mg/L时,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量达到最大值12.05mg/g,且吸附特征符合Langmuir方程吸附模型,饱和吸附量为16.35mg/g;β-FeOOH宜在弱酸性环境下去除Cr(Ⅵ),随着污染液pH的升高,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除率呈现先增加后减小的趋势,在pH为6.24时去除率达到最大,为96.67%;光照条件会影响β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除效率呈现出黑暗环境自然环境紫外光照射。     

西南表层岩溶带土壤中砷的迁移规律实验与模拟

岩溶地下河是我国西南地区的重要水源,工业生产过程中产生的砷污染物,除通过落水洞等直接进入并污染地下水外,还会在表层岩溶带溶缝、溶隙内吸附、滞留及富集,并在特定条件下再次迁移,成为"稳定次生污染源".以广西某砷污染事件为例,采用窄缝槽物理模型装置进行砷的动态吸附、解吸实验,并结合地球化学模拟研究砷污染物在表层岩溶带土壤中的迁移规律.实验结果显示表层岩溶带对砷的吸附以物理吸附（扩散过程）为主,相比吸附过程而言解吸速率则显得缓慢,而酸溶液相比去离子水可促进砷的解吸过程.地球化学模拟结果表明土壤矿物中以针铁矿对砷的吸附贡献最大,而酸溶液通过溶蚀针铁矿等矿物削弱对砷的吸附能力.因此在西南岩溶地区,表层岩溶带系统一旦纳入砷污染物,则解吸过程缓慢,易形成砷污染物的滞留、富集;而酸雨作用下砷的解吸、迁移过程加快,则会提高地下水系统的污染风险.      

膨润土负载纳米铁镍同步修复地下水中三氯乙烯和六价铬复合污染

纳米零价铁原位注射修复地下水污染是近年发展的新技术,以往研究多侧重于单一目标污染物的去除效果及作用机理,但是地下水多种污染物共存问题不容忽视。本文针对典型污染物三氯乙烯TCE和六价铬Cr(Ⅵ),运用合成的活性高、稳定性强的膨润土负载纳米铁镍(B-Fe/Ni)开展修复实验,研究B-Fe/Ni对TCE和Cr(Ⅵ)共存复合污染的修复效果及其作用机制。通过一步法合成B-Fe/Ni,对TCE和不同浓度Cr(Ⅵ)混合污染的去除进行试验研究,对反应前后的样品B-Fe/Ni进行表征,并跟踪反应过程中TCE和Cr(Ⅵ)的浓度变化。结果表明:B-Fe/Ni同步去除水中TCE和Cr(Ⅵ)快速高效,50 mg/L Cr(Ⅵ)在2 h内能被B-Fe/Ni (1 g/L)完全去除而不受共存TCE(0. 1 mmol/L)的影响,然而TCE降解速率会随共存Cr(Ⅵ)的浓度(0、10、30、50 mg/L)增大而降低。经透射电镜-电子能谱及X射线光电子能谱表征验证,这是由于B-Fe/Ni与Cr(Ⅵ)快速反应,生成部分Fe-Cr共沉淀会覆盖B-Fe/Ni表面的活性位点,抑制了TCE的降解,但通过分析TCE降解产物可知,B-Fe/Ni同样能对TCE完全脱氯。因此,B-Fe/Ni适用于地下水复合污染修复,实际应用时需考虑多种污染物共存的相互影响,选择适宜试剂用量和注射方式,这对纳米零价铁修复技术的发展具有重要理论意义和应用参考价值。     

羟基氧化铁改性硅藻土对六价铬的吸附性能

利用羟基氧化铁对硅藻土进行改性制备复合吸附剂,然后用一次平衡法研究了复合吸附剂对水体中铬酸根的吸附性能。实验结果表明:pH值为1.0,废水中Cr(VI)质量浓度不大于100 mg/L,吸附剂用量为0.5 g,吸附平衡时间为30min左右时,对六价铬的去除率达85%。动力学研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附动力学可以利用拟二级动力学方程较好的描述。吸附平衡研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附既可以利用Langmuir模型又可以利用Freundlich模型加以描述,这可能是由于复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附既有单层吸附又有多层吸附。     

原位吸附技术修复六价铬污染土壤

常见六价铬Cr(Ⅵ)污染场地修复技术如客土法、还原法、固化法、生物法等存在成本高、效率低及Cr(Ⅵ)被二次氧化等缺点。理想修复技术应能快速、低成本地将铬元素(Cr)从土壤中彻底去除。本文将聚吡咯(PPy)通过原位聚合的方式负载在凹凸棒土(ATP)表面,制备了以PPy为“壳”和以ATP为“核”的ATP/PPy复合材料,ATP/PPy对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量为185.19mg/g,吸附机理包括静电引力、螯合、还原与离子交换等。将ATP/PPy嵌入土壤中,利用Cr(Ⅵ)在土壤中的纵向迁移及横向浓度差渗透,可实现对土壤中Cr(Ⅵ)的原位吸附。实验考察了模拟降雨量、土壤pH、土壤容重、土壤有机质含量等因素对土壤中Cr(Ⅵ)去除效率的影响。结果表明,当供试土壤中Cr(Ⅵ)浓度为30mg/kg,模拟降雨量为6mL/天,土壤有机质含量为7.6g/kg,土壤容重为1.22g/cm³,土壤p H为5.86时,第35天时土壤滤液中Cr(Ⅵ)去除率为58.51%,土壤中Cr(Ⅵ)含量降低至2.97mg/kg,低于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—20...     

陕西省渭河扩建电厂粉煤灰处理场土壤对Cr（Ⅵ）的吸附作用

粉煤灰处理区的环境地质调查表明:由于受地面排放的粉煤灰的影响,地下水中Cr（Ⅵ）浓度高出背景值4⁵倍.野外现场试验对Cr（Ⅵ）监测结果显示:在2m厚的灰体底部,下渗水中的Cr（Ⅵ）浓度已高达0.701ppm,超标14倍.很明显,Cr（Ⅵ）是粉煤灰中的主要污染质之一.老灰场的环境地质调查还发现:土壤对Cr（Ⅵ）的迁移有很大的阻滞作用.作者对此进行一系列野外及室内试验来研究粉煤灰中Cr（Ⅵ）的解吸,迁移及其与土壤之间的相互作用和有关的化学机理,并且评价了渭河扩建电厂新灰场区土壤包气带对粉煤灰中Cr（Ⅵ）的净化能力.     

硫化纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的过程与机制

以连二亚硫酸钠为硫源,七水合硫酸亚铁为铁源,利用一步硫化法制备硫化纳米零价铁(S-nZVI),并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等,研究S-nZVI表面形貌及元素化学形态等关键特性;以Cr(Ⅵ)为目标污染物,考察溶液初始pH值、材料投加量和Cr(Ⅵ)的初始浓度对去除效果的影响,分析S-nZVI去除Cr(Ⅵ)的机理。表征结果表明,S-nZVI是Fe(0)和FeS共存的材料,且以Fe(0)为主,其饱和磁场强度为83.5 emu/g。溶液初始pH值、材料投加量能影响S-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除。当投加量为0.5 g/L、pH值为2、Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg/L时,在5 min内可以达到反应平衡,去除率可达98%。S-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除符合准二级动力学方程,去除机理包括吸附、还原与共沉淀等作用。     

膨润土尾矿复合陶粒制备与Cr(Ⅵ)吸附性能

膨润土提纯后的尾矿主要含石英、斜绿泥石和白云母等矿物,以尾矿为主原料制备了复合陶瓷颗粒,采用XRD,IR和SEM探讨了烧结工艺对结构变化的影响,研究了复合陶瓷颗粒的组分变化、烧结温度、pH、初始浓度、吸附时间和温度对Cr(Ⅵ)离子吸附效果的影响,探讨了动力学和热力学变化。结果表明,烧结温度对吸附影响不大,烧结适宜温度为1000℃,陶瓷颗粒的主晶相为石英和硅灰石,表面为不均匀多孔结构。吸附的最佳吸附条件是pH值1、陶瓷颗粒用量1 g、吸附时间12 h及铬离子初始浓度100 mg/L,吸附率达96.33%。吸附行为符合准二级动力学方程,属于单分子层化学吸附;热力学数据说明,吸附反应为自发吸热反应。     

出芽短梗霉吸附水体中共存r(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)重金属离子研究

利用出芽短梗霉进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)共存离子实验, Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)毒性浓度均为300 mg/L时,菌种生长良好.吸附性能实验结果表明:出芽短梗霉吸附水中Cr(Ⅵ)的最佳条件是pH值为3.0、时间为2 h、温度为30℃,吸附量为8.575 mg/g;吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件是pH为5.0、时间为30 min、温度为30℃,吸附量为15.49 mg/g.     

无烟煤对甲烷等温吸附解吸特性实验研究

研究空气干燥基无烟煤对甲烷(CH4)的等温吸附/解吸特性,发现其对甲烷的解吸残余率达56%。为了对其进行深入探讨,特设计了原煤样的炭化和活化实验,扩大了原料的比表面积,进而在等温条件下研究了两个改性样品对甲烷的吸附/解吸特性。对比发现,比表面积的增大能显著增加样品对甲烷的吸附总量,但对解吸残余率没有明显的影响。考虑到影响甲烷吸附/解吸的因素,又在等温条件下对主控因素——水分作了平行实验,结果显示,水分对活化样解吸残余率有明显影响。     

甘肃省白银市土壤重金属污染地球化学特征及其表生地球化学成因

基于以土壤为主的多介质地球化学测量,对生态环境问题严重的白银市进行土壤环境质量评价,得出研究区重金属元素在全区呈综合表生富集性污染、中度以上农田生态化学污染及潜在生态风险,重金属元素的表生富集是农田生态化学污染及潜在生态风险的主要原因。污染性重金属元素输入源及污染方式为:白银市区工矿企业、机动车辆产生的废气和烟雾形成的干湿沉降;矿渣及岩矿石水岩反应产生重金属物质的水化学迁移分散;工矿企业污水在渠系径流中的重金属元素沉淀。重金属元素经历氧化还原、水解、络合(螯合)、吸附-解吸、溶胶聚沉等土壤和水化学反应,主要经水化学迁移和大气飘移等空间分散过程,并经沉淀、吸附等表生作用而在区内土壤局部集中形成污染。     

利用δ53Cr定量评价Cr(VI)还原程度的实验研究

地下水污染的原位修复是当今国际上净化地下水最具发展前景的新技术,但对铬污染地下水原位修复尚未有科学有效的评价方法。定量评价地下水中Cr(Ⅵ)的被还原程度成为保护与修复铬污染地下水的关键问题。通过室内Cr(Ⅵ)的还原实验,分析Cr(Ⅵ)在还原过程中铬稳定同位素变化规律,研究其分馏机理,探索利用铬同位素定量评价地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的可行性。研究结果表明:Cr(Ⅵ)在被还原成Cr(Ⅲ)过程中,发生明显的同位素分馏,即反应物中53Cr逐渐富集,同时生成物中52Cr逐渐富集;分馏过程可用瑞利分馏模型描述,分馏系数α为常数0.99842。表明δ53Cr能够定量评价水体中Cr(Ⅵ)的还原程度,为评价地下水铬污染修复提供了新途径。     

焦作地区浅层地下水铬(Ⅵ)污染机理及迁移预测

通过对焦作地区浅层地下水中铬(Ⅵ)污染物分布特征进行调查,分析了研究区浅层地下水中铬(Ⅵ)的污染机理,并运用Visual MODFLOW建立地下水流模型及溶质运移模型,模拟预测了浅层地下水中铬(Ⅵ)的迁移规律。结果表明:研究区浅层地下水铬(Ⅵ)污染严重,污染源是位于老君庙西南方向的焦作某电厂堆灰场,主要原因是露天堆放的粉煤灰中的铬(Ⅵ)污染物在长期淋滤作用下下渗污染含水层。气候条件、包气带岩性、地下水化学环境以及人为因素等也间接使浅层地下水铬(Ⅵ)浓度升高;模拟结果显示在未来的五年时间内,受地形和地下水动力场的影响,浅层地下水中铬(Ⅵ)的迁移方向与地下径流方向一致,沿大沙河水流方向上扩散速度更快,污染区域面积逐渐增大。      

Preparation of Mg/Al Layered Double Hydroxides by Buffer Solution Method and Cr（Ⅵ） Adsorption Characteristics

利用氨水-氯化铵体系在pH 9～10时具有缓冲能力的特点,以其作为沉淀剂成功合成了镁铝水滑石（Mg3Al-Cl-LDHs）,采用XRD、FT-IR、TG-DTA等手段对材料结构进行表征,并测试了合成Mg3Al-Cl-LDHs样品对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能。研究结果表明,缓冲溶液法制备的Mg3Al-Cl-LDHs材料晶相单一,晶面生长的有序程度较高,结晶度较好。晶胞参数a=0.3106 nm,c=2.367 nm,粒子尺寸约为36.44 nm。其热分解过程包括水滑石层间结构水脱除和层板羟基脱水、氯离子分解两个步骤。Mg3Al-Cl-LDHs对Cr（Ⅵ）的吸附主要发生在0～1 h内,随着时间的增长吸附量先增加后趋于平缓;温度对Cr（Ⅵ）吸附量影响不大,在常温下即可进行;随着pH值的减小,饱和吸附量先增大后减小,在pH 6时吸附效果较好;2价与3价竞争阴离子比1价阴离子对吸附性能的影响更大。在最佳吸附条件下,Mg3Al-Cl-LDHs对Cr（Ⅵ）的饱和吸附量可达58.73 mg/g,有望应用于实际Cr（Ⅵ）废水处理。