南沙群岛海区表层沉积物吸附铜离子的实验研究

通过对南沙群岛海区表层沉积物与铜离子交换吸附作用的实验研究发现:(1)铜离子在海水条件下与沉积物的交换吸附为一价阳离子交换;(2)不同站位的沉积物对铜离子的交换吸附能力不同;(3)铜离子在沉积物上的吸着行为存在着分级离子/配位子交换反应。     

胶州湾沉积物表面酸碱性质及对铜的吸附

选取胶州湾海域2个站点的沉积物进行了表面酸碱电位滴定实验,并考察了人工海水介质中对铜离子的吸附性能,比较了介质的盐度和温度等对吸附动力学曲线和吸附等温线的影响.结果发现:2个站点的沉积物随pH值由3增大到10表面质子电荷密度的值由正转负,零净质子电荷点pHPZNPC均在4.0～4.5之间,表面位浓度Hs在1.34×104～1.90×10-4 mol·L-1之间;沉积物对铜离子的动力学吸附曲线可用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、Elovich方程、双常数速率方程拟合,其中伪二级动力学方程符合较好,吸附在2h左右达到平衡;吸附等温线可用Langmuir等温式拟合.零净质子电荷点低、表面位浓度大的沉积物对铜离子的吸附能力较强.蒸馏水介质中,沉积物对铜离子的饱和吸附量小于在稀释人工海水中和人工海水中的结果;较高的温度使饱和吸附量增大.     

氨基酸在粘土高岭石上吸附等温线的研究

研究了4种氨基酸（甘氨酸，赖氨酸，天冬氨酸，谷氨酸）在粘土高岭石上的吸附等温线以及金属铜离子对其等温线的影响。研究表明，氨基酸在高岭石上的吸附等温线以及金属铜离子存在时的吸附等温线均属Langmuir型等温线；铜离子浓度增加时，其等温线斜率也增加，并认为体系可形成Ⅰ型三元表面络合物，铜离子对氨基酸在高岭石上等温线影响的规律和在相同体系中它对氨基酸在高岭石上交换吸附百分率E（%）-pH曲线的影响规律相一致。     

胶州湾沉积物表面酸碱性质及对铜的吸附

选取胶州湾海域2个站点的沉积物进行了表面酸碱电位滴定实验,并考察了人工海水介质中对铜离子的吸附性能,比较了介质的盐度和温度等对吸附动力学曲线和吸附等温线的影响。结果发现:2个站点的沉积物随pH值由3增大到10表面质子电荷密度的值由正转负,零净质子电荷点pHPZNPC均在4.0～4.5之间,表面位浓度HS在1.34×10-4～1.90×10-4mol.L-1之间;沉积物对铜离子的动力学吸附曲线可用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、Elovich方程、双常数速率方程拟合,其中伪二级动力学方程符合较好,吸附在2 h左右达到平衡;吸附等温线可用Langmuir等温式拟合。零净质子电荷点低、表面位浓度大的沉积物对铜离子的吸附能力较强。蒸馏水介质中,沉积物对铜离子的饱和吸附量小于在稀释人工海水中和人工海水中的结果;较高的温度使饱和吸附量增大。     

黄河口海域沉积物对重金属的吸附

以黄河口海域表层沉积物为研究对象,研究沉积物对重金属Cu、Pb的吸附特性,将沉积物筛分为4种粒级,探讨粒度、pH值、吸附时间和吸附剂初始浓度对重金属吸附的影响。结果表明:沉积物粒径越小,对重金属的吸附量越大;吸附平衡时间有所差异,但在1.5h均能达到吸附平衡;吸附量均随pH值升高而逐渐增加,但铜的吸附较铅的吸附速度快;铜的吸附量与吸附剂初始浓度呈线性关系,而铅的吸附量在初始浓度较低时变化明显,随初始浓度增加吸附量增加减小;沉积物对铜吸附等温线符合Langmuir型,铅吸附等温线符合Freundlich型,吸附类型存在差异。重金属在沉积物中的吸附规律研究为黄河口海域污染调查及治理提供了科学依据。     

胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率及其影响因素探讨

采用实验室培养法在原位温度和溶氧条件下测定了胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率,并探讨了相关环境因子对界面交换速率的影响机制。结果表明,胶州湾沉积物-海水界面硅的交换表现为从沉积物向水体释放,其交换速率在947~4 889 μmol/（m2·d）范围内,平均速率为1 819 μmol/（m2·d）。表层沉积物中叶绿素a（Chl a）和总有机碳（TOC）是影响胶州湾沉积物-海水界面硅交换速率的主要环境因子,同时表层沉积物的含水率（φ）、生源硅（BSi）和粘土含量以及间隙水中溶解硅酸盐（DSi）对沉积物-海水界面硅的交换也有重要影响。由此可推知,胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率主要受生物活动和溶解-扩散双重过程调控,而表层沉积物粒度与底层水体中DSi对胶州湾硅的释放影响较小。     

海水中液－固界面上负离子分级交换吸附研究──Ⅰ．E（％）－pH关系曲线和新的N－型曲线

本文研究了海水中钼（Ⅵ）与粘土矿物（高岭石、蒙脱石）、水合氧化铁（赤铁矿、无定形氧化铁）和水合氧化锰（水锰矿、相互作用的交换百分率Ｅ（％）－ｐＨ曲线．钼在这三类固体粒子上的Ｅ（％）－ｐＨ曲线分别为新发现的Ｎ－型曲线，以及峰型和反Ｓ型曲线．其中Ｎ－型曲线在负离子交换吸附文献中尚未见报道，本文提出用＂静电交换和分级离子／配位子交换共同作用＂的观点作理论解释．峰型和反Ｓ型Ｅ（％）－ｐＨ曲线可用固－液界面上负离子交换吸附作用解释．钼（Ⅵ）在这三类粒子上的交换能力顺序为：水合氧化锰＞水合氧化铁＞粘土矿物．     

砷酸根的液—固界面交换吸附研究——pH和Ca(Ⅱ)的影响

研究ｐＨ和Ｃａ（Ⅱ）对砷酸根在海水与ＮａＣｌ介质中对水合氧化物和粘土矿物上交换吸附的影响：（１）在酸性条件下和海水及ＮａＣｌ介质中，砷酸根在针铁矿上的交换率Ｅ（％）—ｐＨ曲线呈平顶峰型、在δ－ＭｎＯ呈峰型、在粘土上分别呈双峰型和肩峰型。这是砷酸根存在多种形式与固体表面发生离子／配位子交换以及介质中阴离子竞争交换吸附共同作用的结果。（２）在碱性条件下的海水介质中，砷酸根与水合氧化物和粘土矿物的Ｅ（％）—ｐＨ曲线都呈Ｖ型，这是因为生成了具有一定结构的液—固界面三元络合物之故。（３）在ＮａＣｌ介质中，Ｃａ加入起促进作用，再次证明液—固界面三元络合物生成机理与Ｖ型曲线的内在关系     

去除有机质前后海底沉积物对稀土元素吸附能力的变化研究

为更好地了解有机质对沉积物吸附稀土元素能力的影响,对珠江口和南海沉积物在去除有机质之前和之后进行了稀土元素吸附实验研究。结果表明,同一种沉积物在去除有机质前后对稀土元素的吸附呈现基本相同的规律,只是吸附量有所不同。沉积物在去除有机质之后对稀土离子的吸附能力比去除有机质之前大大降低;沉积物对各种稀土元素吸附量降低的百分比为:珠江口沉积物对Yb的吸附量减少了47.24%,对La的吸附量减少了75.50%,对其它元素的吸附量减少介于47.24%—75.50%之间;南海沉积物对Sm的吸附量减少了35.93%,对Ho的吸附量减少了45.41%,对其它元素的吸附量减少介于35.93%—45.41%之间。     

不同海域沉积物对尿素吸附的实验模拟研究

本文对采自渤海、黄海和东海3个典型海域的沉积物进行了尿素吸附/解吸的实验室模拟研究,用Freundlich吸附模型和Henry吸附模型分析了不同沉积物对尿素吸附的热力学特性,并研究了温度、沉积物粒径、有机质含量等因素对尿素在沉积物表面吸附的影响。结果表明,沉积物对尿素的吸附/解吸过程总体呈现3个阶段:快速吸附阶段（0~5 h）—慢速吸附阶段（5~12 h）—平衡阶段（12 h之后）。当水体中的尿素浓度较低时,沉积物解吸释放尿素,随着上覆水中尿素浓度逐渐增加,沉积物对上覆水中的尿素产生吸附行为,各海区沉积物对尿素的吸附能力由强至弱依次为渤海、东海、黄海,这可能与沉积物的类型有关。Freundlich方程和Henry方程均可模拟沉积物对尿素的吸附,温度、粒径以及沉积物中有机质含量等因素均对尿素在沉积物上的吸附产生影响,随着温度升高,尿素在沉积物上的吸附量变小,沉积物粒径越小,有机质含量越高,吸附尿素的能力越强,因此,揭示尿素在沉积物表面的环境行为时,必须考虑以上因素的影响。     

两种铁氧化物对无机磷的吸附特征分析

沉积物是海洋生态系统磷循环的载体之一,铁氧化物作为海洋沉积物活性组分的重要部分,对磷在沉积物上的吸附解吸有着重要贡献,进而影响着磷在沉积物-水界面的交换。本文利用自行合成的α-Fe_2O_3和无定形氧化铁,研究了无机磷(以KH_2PO_4为例)在其上的吸附特征,并考察了离子强度等对该吸附过程的影响。结果表明,无定形氧化铁对无机磷的吸附平衡时间较短且吸附量较大,这与其较差的结晶度,较大的比表面积有关。无机磷在氧化铁上的吸附等温线符合Freundlich吸附等温式,研究发现两种铁氧化物的吸附热力学函数均为ΔH~θ0,ΔG~θ0,ΔS~θ0,说明整个吸附过程是吸热、自发、熵增加的过程;随着离子强度的增大,无机磷在两种铁氧化物上的平衡吸附量增加,吸附pH边曲线实验发现,无定形氧化铁对无机磷的吸附量随着pH的升高而减小。     

中国东海陆架海域柱状沉积物对磷的吸附行为

通过研究磷在海洋柱状沉积物上的吸附动力学曲线和吸附等温线,并结合沉积物表面电荷性质以及磷形态分析,考察了我国东部陆架海域沉积物对磷的吸附特征。结果表明,所研究海域沉积物对磷的吸附过程明显分为快慢两段,48h后吸附可达到平衡;吸附后的磷主要为可交换态磷,吸附过程以物理作用为主;吸附等温线可用Langmuir交叉型模式描述,在磷初始浓度较低时,沉积物对磷存在解吸现象;沉积物对磷吸附参数的垂直分布较为复杂,受自身性质影响较大;盐度增大,沉积物对磷的吸附能力呈下降趋势。     

固定化海藻对金属离子吸附效果的研究

研究了固定化海带吸附含铜、镉溶液的过程,结果表明:非活性海带吸附水溶液中铜、镉离子的动力学过程可以用班厄姆吸附速率方程描述,铜和镉的吸附速率常数分别为0.1078和0.03028min-1;生物吸附过程符合Langmuir模型,根据Langmuir吸附等温模型的计算结果,得到固定化海带对铜和镉离子的最大吸附量分别为83.3和112.4mg/g,海带对铜离子的亲和性比对镉离子强.     

从有机碳／矿物表面积比值识别阿拉伯海东南部缺氧带的有机质保存

已公开出版了许多验证沉积物中有机物保存和局部海洋学条件之间关系的研究。然而缺少对不同局部参数［底部水氧（ＢＷＯ）、初始生产力、水柱深度、沉积速率等］重要性的研究。本文尝试通过测定受和不受缺氧水团影响的沉积物中有机碳／矿物表面积比值（ＯＣ／ＳＡ）确定缺氧底部水的存在和沉积物底部有机质量增加之间的一般关系。沿海岸边缘 ,沉积物粒度和有机质百分含量之间为负相关。该关系取决于细粒沉积物对扩散交换的阻抗、细粒沉积物和有机质颗粒间的相似水动力搬运特性或具较高表面细粒沉积物对有机质的吸附。此观察结果已用于解释缺…     

Tween20在海洋沉积物上的吸附行为

研究非离子表面活性剂Tween20在海洋沉积物上的吸附行为.发现沉积物中有机质和粘土矿物的含量对其吸附起主要作用.在实验浓度范围内,Tween20在HCl和H2O处理沉积物上的吸附行为可用线性等温式描述,而在H2O2处理样上的吸附行为可用Freundlich等温式来描述.海水的离子强度和温度都影响其吸附行为:离子强度增加,温度降低,会使沉积物的吸附能力增加.根据热力学函数关系计算出吸附焓ΔHθ为-32.98 kJ/mol,吉布斯自由能ΔGθ为-16.01～-16.99 kJ/mol,吸附熵ΔSθ＜0.Tween20在海洋沉积物上的吸附是一自发放热的过程.     

表面活性剂对辛基酚在海洋沉积物上吸附行为的影响

本文系统地研究人工海水(ASW)中,3种不同类型表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,CTAB,阳离子表面活性剂;十二烷基苯磺酸钠,SDBS,阴离子表面活性剂;吐温20,Tween20,非离子表面活性剂)存在时辛基酚(OP)在海洋沉积物上的吸附行为.结果表明海洋沉积物中的有机质含量与海洋沉积物吸附OP的能力有着显著的正相关性.在表面活性剂浓度为0～10 mg· L-1时,3种表面活性剂对OP在海洋沉积物上的吸附都有促进作用,其促进作用由强到弱顺序依次为:CTAB＞T ween20＞ SDBS.在表面活性剂浓度从0增加到120 mg·L-1,相同浓度的OP(4mg·L -1)在海洋沉积物上的吸附行为变化中,CTAB使OP的吸附量增加较快,当CTAB浓度大于40 mg·L-1时溶液中未吸附的OP浓度低于检测限;SDBS使OP在海洋沉积物上的吸附量先快速增加、后趋于平稳;Tween20使OP在海洋沉积物上的吸附量先增加后减小,吸附量达到最大值时Tween20的浓度与其临界角束浓度浓度(CMC)相接近.     

夏季珠江口外近海沉积物/水界面营养盐的交换通量

基于2002年夏季(7月)对珠江口外近海的生态环境调查,获取了该海域沉积物间隙水的营养盐剖面资料,估算了沉积物/水界面的营养盐交换通量,并且与实验测定的沉积物/水界面交换通量进行了对比。结果表明,沉积有机质在厌氧环境下降解大大提高了间隙水中的铵盐、磷酸盐和硅酸盐含量,导致这些营养盐总体上从沉积物内部向沉积物/水界面转移。但在该界面附近,铵盐被不同程度地硝化,所形成的硝酸盐又被不同程度地反硝化;磷酸盐和硅酸盐交换通量则受到自生矿物沉淀与溶解、吸附与解吸作用的影响,因此营养盐的净交换通量是各种物理、化学和生物作用的综合结果。模拟实验研究显示,该海区NH4+、NO3-、NO2-、PO43-和SiO44-的沉积物/水界面交换通量分别为-0.197—1.93、-0.558—0.178、-0.064—-0.009、-0.079—0.126和-6.89—7.00 mmol.(m2.d)-1。根据营养盐剖面资料计算的交换通量不仅很小,交换通量方向也往往与实验结果不符。     

南海沉积物吸附等温线的定量处理

THEQUANTITATIVETREATMENTOFEXCHANGEADSORPTIONISOTHERMSOFSURFACELAYERSEDIMENTFROMTHESOUTHCHINASEA海水中液-固界面间的交换吸附对微量元素的存在形式和分布及生物可给性起着决定作用,具有广大表面的海底沉积物对微量金属的交换吸附已被广泛认为是使微量金属在海水中保持痕量浓度的主要原因。国内外也有不少对沉积物界面特性的研究报道[1~9]。但大多从人工混合物、河流湖泊沉积物、河口及港湾沉积物对微量元素的交换反应总结得到,有关深海大洋的沉积物的化学研究还较少,尤其对于南沙海域这样…     

夏季珠江口沉积物?水界面重金属分布特征及其影响因子研究

珠江口受复杂径?潮动力耦合作用的影响,河口重金属迁移转化机制复杂多变。本文基于2018年夏季珠江口及其邻近海域海水和沉积物的调查资料,研究了珠江口多动力因子驱动下7种重金属元素汞、砷、锌、镉、铅、铜和铬的沉积、迁移和积累机制。结果表明:相比于溶解态重金属（水体中）的赋存状况,吸附态重金属（沉积物中）更稳定,污染也更严重;采用皮尔逊相关分析和主成分分析计算出重金属元素与环境因子之间的响应关系,溶解态重金属主要以稀释混合过程为主,吸附态重金属受有机碳和氧化还原作用的影响较大;沉积物?水界面重金属的分配系数显示出铅和铬易被吸附在颗粒物上,而镉和汞易溶解在水体中,揭示了河口复杂动力影响下元素在不同介质的形态转换特征;除了镉?铬、镉?铜和铬?砷这3组元素间不显著相关,其他元素间的显著相关性表明了重金属元素具有相似的来源,并采用主成分分析探讨了重金属元素的潜在来源,主要来源为工业废水,农业和大气沉降次之。研究结果可为有效控制重金属的排放和河口污染治理提供重要支撑。     

潮滩环境沉积物吸附多环芳烃的粒径因素影响

为了研究粒径因素对于潮间带沉积物吸附多环芳烃（PAHs）的影响,基于索氏提取法、比值法、统计分析法和室内等温吸附实验以及0～31、32～64 μm和大于64 μm这三种不同粒径的沉积物对于16种多环芳烃各自吸附参数的反演计算,研究盐城潮滩沉积物PAHs赋存状态以及沉积物粒径对PAHs的吸附能力。结果表明,研究地点的潮滩沉积物中PAHs含量为49.67～141.90 ng·g−1,平均为74.92 ng·g−1。沉积物中的PAHs主要以3环、4环和5环为主, 其主要来源为高温燃烧源。在沉积物有机质含量极低时, 粒径对PAHs的吸附起主导作用。