某垃圾填埋场包气带砂土对NH4+-N的吸附研究

对某垃圾填埋场包气带砂土吸附氨氮的机理进行了研究,通过吸附等温实验主要探讨了其吸附过程、不同粒级土的吸附贡献和吸附氨氮的3种形态。结果表明:样品土对氨氮的等温吸附线符合Langmuir模式,原土的计算最大吸附量为435 mg/kg;中砂、细砂和实验原土的吸附能力大小顺序为:原土>细砂>中砂;在样品土中,粉质粘土随着初始铵溶液浓度的升高吸附绝对量和吸附贡献率都在上升,由50 mg/L时的43%贡献率上升到400 mg/L时70%的贡献率,成为原土吸附氨氮的主要贡献者;随着初始铵溶液浓度的升高,水溶态铵、可交换态铵和固定态铵的绝对量都大致呈上升趋势,它们的最大吸附量分别为112.3、97.5和214.0 mg/kg;铵溶液中的铵离子进入粘土中的大致顺序为:颗粒表面的扩散层(主要为水溶态铵)→吸附层(主要为可交换态铵)→矿物晶格内部和晶层空间(主要为固定态铵)。     

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附 ——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量(B)也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数(K)都大于Cd的健合能常数(K),混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

凹凸棒石粘土吸附铀的性能研究及应用

本文研究了凹凸棒石粘土吸铀的酸度,吸附速率、肿附反应热焓吸附容量等性能,确定了吸附铀的最佳条件,并采用动态法片处理了含铀废水,效果良好,钱的去除率在９９．９５％以上,排放液中的铀的残余浓度达到国家规定的０．０５ｍｇ／Ｌ排放标准。     

电流对钋青霉菌吸附和固定铅离子的响应机制

重金属铅污染是一种主要的环境污染类型,对生态以及人类健康存在着极大的威胁。如何修复铅污染是目前亟待解决的关键性问题。在众多的铅污染修复方法中,微生物修复法具有独特的优势。本实验中所使用的钋青霉菌是已被验证的对铅具有高耐受度和高吸附率的优秀菌种。在此基础上,本实验的主要研究目的在于进一步提高该菌种对铅的吸附、固定能力。实验采用双室电解池体系,分组设置0.5 V至1.5 V的梯度槽压,以观察不同电压下电流对钋青霉菌生长环境及对铅离子吸附作用的影响。实验结果表明,电流既可能促进也可能抑制钋青霉菌对铅离子的吸附和固定作用,其作用结果与外加电压的大小有关,在1.0~1.25 V的最适电压区间下,电流能增强钋青霉菌对铅离子的吸附和固定能力。     

Application of low-pressure gas adsorption to nanopore structure characterisation of organic-rich lower Cambrian shale in the Upper Yangtze Platform,South China

The pores in shales are mainly on a nanometer scale, and the pore-size distribution is vital with regard to the preservation and exploitation of shale gas. This study focuses on the organic-rich lower Cambrian black shale in the Upper Yangtze Platform, South China and investigates their TOC, mineralogical composition and nanopore structure. Low-pressure N₂ and CO₂ adsorption experiments were conducted at 77.35 K and 273.15 K, respectively, and the nanopore structures were characterised by the modified Brunauer–Emmett–Teller, Dubinin–Radushkevich, t-plot, Barrett–Joyner–Halenda and density functional theory (DFT) methods. The results indicate the following. (1) The lower Cambrian shale has a high TOC content (1.77–7.23 wt%) and a high quartz content (27.7–51.6 vol%). The total specific surface area varies from 12.02 to 28.87 m²/g. Both the total specific surface area and quartz content are positively associated with the TOC content. (2) Shale samples with a higher TOC content have a greater number of micropores, resulting in more complicated nanopore structures. Micropore volumes/surface areas and non-micropore surface areas all increase with increasing TOC content, indicating that TOC is the key factor determining the nanopore structure of the lower Cambrian shale. (3) A combination of N₂ and CO₂ adsorption provides the most suitable detection range (～0.3–60 nm) and is both highly reliable and accurate with regard to nanopore structure characterisation.     

铜在坡缕石中的吸附位置和吸附机理研究

对四个吸附铜的坡缕石的解吸附实验研究表明,被解吸附的铜来自于坡缕石的表面和纤维状晶体的网状空隙。吸附铜的坡缕石的X射线光电子能谱（XPS）上出现了932．5eV和933．7eV的光电子峰,表明坡缕石表面的铜以Cu^＋和Cu^2＋的形式存在;傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）上八面体离子的吸收峰出现规律性偏移,其中Mg3OH和Al2□OH吸收峰向高频方向移动了3～5cm^-1,部分铜离子进入到坡缕石的晶体结构的通道中;电子顺磁共振谱上（ESR）出现了g=2．34、2．12、2．08和2．05等4个信号：表明铜离子位于H^＋难以到达的位置。吸附铜的坡缕石的矿物学研究及其解吸附实验的结果均表明铜在坡缕石中以3种形式存在：①以Cu^＋和Cu^2＋的形式吸附在坡缕石纤维的表面,与坡缕石表面的悬空氧成键;②以ECu（H2O）4]^2＋的形式存在于坡缕石的晶体结构的微空腔中（通道）;③以Cu^2＋的形式存在于坡缕石晶体结构中的硅氧四面体六元环的底部或八面体位。     

Transport in a 2-D saturated porous medium: A new method for particle tracking

A new method for solving the transport equation based on the management of a large numbe of particles in a discretized 2-D domain is presented. The method uses numerical variables to represent the number of particles in a given mesh and is more complex than the 1-D problem. The first part of the paper focuses on the specific management of particles in a 2-D problem. The method also would be valid for three dimensions as long as the medium can be modeled similar to a layered system. As the particles are no longer tracked individually, the algorithm is fast and does not depend on the number of particles present. The numerical tests show that the method is nearly numerical dispersion free and permits accurate calculations even for simulations of low-concentration transport. Because each mesh is considered as a closed system between two successive time steps, it is easy to add adsorption phenomenon without any problem of numerical stability. The model is tested under conditions that are extremely demanding for its operating mode and gives a good fit to analytical solutions. The conditions in which it can be used to best advantage are discussed.     

泥页岩吸附气量随地层埋深变化趋势预测分析

泥页岩在地层温度和压力条件下的吸附气量对于资源评价、有利区优选具有重要意义。因此,有必要确定在温度和压力双变量因素影响下页岩的吸附气量及其变化规律。通过合理运用不同温度下的等温吸附实验数据,将温度和压力双变量因素转化为埋深这个单一因素。选取某A样品,进行不同温度下的等温吸附实验,合理利用不同温度点和实验测试压力点的吸附气量数据,并通过温度梯度、压力系数实现温度、压力、埋深之间的相互转换,预测出其它温度点对应的吸附气量,从而建立该样品吸附气量随着埋深变化的定量预测模型。通过该模型计算未测试温度点的吸附量,结果准确可靠,认为该方法可以作为一种计算页岩吸附气含量的新方法。研究表明吸附气量随着深度的变化存在一个深度转折点,在该深度以浅的范围,吸附气量随着深度的增大而增大,压力起决定作用;在该深度以深的范围,吸附气量随着深度的增大而减小,温度起决定作用。     

瓦斯压力对煤系页岩瓦斯吸附特性影响核磁共振谱试验研究

瓦斯压力是影响煤系页岩瓦斯吸附特性的关键因素。以阜新高瓦斯矿井清河门矿煤系页岩为研究对象,采用低场核磁共振（NMR）谱技术,通过向放有试样的夹持器中不断充入瓦斯,模拟煤系页岩瓦斯集聚赋存过程。以核磁共振T2谱幅值积分作为反映瓦斯吸附量定量化指标,从微细观角度定量研究瓦斯压力对吸附态和游离态瓦斯量影响规律。试验结果表明,（1）两个截止阈值确定了吸附态和游离态瓦斯T2谱曲线范围;（2）瓦斯压力对煤系页岩吸附态和游离态瓦斯增量均有显著影响。吸附态瓦斯增量变化受控于煤系页岩和瓦斯分子间作用力,而游离态瓦斯增量则主要与煤系页岩孔隙结构有关;（3）吸附态瓦斯量与瓦斯压力间关系符合朗格缪尔等温吸附方程,而游离态瓦斯与瓦斯压力呈3次函数关系;（4）以瓦斯T2谱均值变化幅度定量描述孔隙平均半径扩胀变形程度,随瓦斯压力增加,煤系页岩中～大孔隙结构均发生显著扩胀,平均半径增加1.47倍,而微孔隙结构尺寸未见明显变化。     

自然水体生物膜、悬浮颗粒物和沉积物吸附铅、镉的热力学参数比较

采用实验室模拟的方法研究了松花江自然水体生物膜、悬浮颗粒物和沉积物吸附铅、镉的热力学规律。根据吸附热力学参数（Γ_max、k和K_d）综合比较3种固相物质的吸附能力,并讨论吸附能力存在差异的原因。结果表明：Langmuir型及Freundlich等温式可以很好地描述3种固相物质吸附热力学规律,三者吸附铅、镉的能力为生物膜>悬浮颗粒物>沉积物,生物膜、悬浮颗粒物和沉积物对铅的吸附能力均明显高于对镉的吸附能力。