Biosorption studies on shelled Moringa oleifera Lamarck seed powder: Removal and recovery of arsenic from aqueous system

The present study explores the unexploited sorption property of the shelled Moringa oleifera seeds (SMOS) for decontamination of arsenic from water bodies. Sorption studies (batch experiments) result into the standardization of optimum conditions for removal of 60.21% As(III) and 85.60% As(V) as follows: biomass dosage (2.0 g), metal concentration (25 mg/L), contact time (60 min) and volume of the test solution (200 ml) at pH 7.5 and 2.5, respectively. The adsorption data are fitted with Langmuir isotherm. Surface area has been measured using BET surface area analyzer. Morphological changes observed in scanning electron micrograph of native and treated SMOS indicates the existence of biosorption process. Fourier transform infrared spectrometry of exhausted seed biomass highlights protein/amino acid–arsenic interactions responsible for sorption phenomenon. Regeneration has also been attempted for several cycles with a view to restore the sorbent to its original state. The sorption capacity of the regenerated biomass remained almost constant after three cycles of sorption process, suggesting that the lifetime cycle was sufficient for continuous application. The findings open up new avenues in the decontamination of arsenic using SMOS from arsenic contaminated water, as domestic and environment-friendly safe technology.     

煤层甲烷解吸—扩散—渗流过程的影响因素分析

从煤层甲烷产出机理入手,分析了影响煤层甲烷解吸、扩散和渗流过程的因素。结果表明:影响解吸的因素主要是压力、含气量、煤的水分含量、基块尺寸、温度等;影响甲烷扩散的因素主要是甲烷浓度、扩散距离、平均自由程和煤岩孔隙分布;而影响渗流的因素有渗透率、裂隙发育状况、压差、储层损害等。进而指出,解吸、扩散和渗流3个环节紧密相连,相互影响,相互制约,三者的最佳匹配将是煤层气经济开发的必要条件。      

基于不同方向模量损失率的含瓦斯煤各向异性渗透模型

煤是自然界中一种常见的沉积岩,它具有显著的各向异性特征。然而目前针对煤体渗透特性研究,多数学者为了简化问题,多假设煤体为各向同性材料,提出了相应的各向同性渗透模型。这类模型并不能完全反映含瓦斯煤气-固耦合真实工程和室内试验的实际情况。假设煤体为横观各向同性,推导出以不同方向模量损失率为关键参数的煤体各向异性渗透模型,在此基础上,推导出含瓦斯煤的气-固耦合控制方程,并植入Comsol计算平台,系统研究煤体各向异性对气体扩散和渗透的影响。理论和数值研究结果表明：不同方向的模量损失率 反映出煤体结构各向异性变化程度,若 不同,其煤体各方向渗透特性也不相同;煤体渗透率的改变主要受解吸附效应和有效应力作用双重影响, 反映了这两种效应对于渗透率的影响程度;单轴应变或位移控制边界条件下,水平方向的模量损失率 对于垂直方向的煤体渗透率改变量 的影响程度大于对水平方向的煤体渗透率改变量 的影响程度,垂直方向模量损失率 对 的影响则弱于对于 的影响。     

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。     

膨润土、高岭石对锌的吸附和解吸

本文研究了膨润土和高岭石对Zn~(2+)的吸附和解吸。结果表明,所得到的吸附Zn~(2+)量的资料适合Freudlich和Langmuir方程,与CEC(阳离子交换量)呈正相关,Mg质粘土矿物略高于Ca质。这是由于阳离子水化度不同所致。从Ca质的膨润土和高岭石解吸Zn~(2+)状况看,粘粒表面解吸下来的Zn~(2+)数量与其吸附量呈正相关。经连续解吸后,高岭石粘粒表面吸持的Zn~(2+)量占解吸量的百分数高于膨润土。表明高岭石与Zn~(2+)亲和力高于膨润土。     

咸水环境下沉积物中镭的解吸特点

海底沉积物向上覆水体扩散的镭是海洋水体中镭同位素的重要来源之一。为了研究沉积物中镭同位素的解吸和扩散特点,进行了不同盐度和不同粒度条件下224Ra和226Ra解吸的模拟实验,并通过多个时间段的沉积物培养实验获取224Ra和226Ra的扩散通量。实验结果表明:随着水体盐度增大,沉积物中224Ra、226Ra的解吸量随之增加,在盐度为25时,解吸量基本达到最大值;在同一咸水环境条件下,4个粒级(2000~1000μm、1000~500μm、500~250μm、250~125μm)的沉积物的224Ra、226Ra解吸量比较接近,粒级2000μm的224Ra、226Ra解吸量略高于上述4个粒级,而粒级125μm的224Ra、226Ra解吸量远大于上述5个粒级;胶州湾沉积物中224Ra和226Ra的平均扩散通量分别为0.85 Bq·m–2·d–1和0.022 Bq·m–2·d–1。     

新疆页岩气调查井准页2井钻井施工技术及问题探讨

准页2井是新疆国土资源系统首批施工的页岩气调查井之一。该井设计井深1700 m,实际完钻井深1617.18 m,取心井段岩心采取率达到100%,工程质量完全满足地质要求。该井出气情况良好,钻井施工技术较为成功。从钻井设备的选择依据,井身结构,取心钻具、钻头的选择使用情况,钻进技术参数,钻井液的使用情况等方面详细介绍了准页2井的钻井施工技术。同时,对施工中存在的技术和安全施工的问题进行了必要的分析探讨。     

有机质对城市污染河道沉积物铵态氮吸附-解吸的影响

采集污染程度不同的城市河道沉积物(通吕运河、濠河和通甲河),在分析H2O2对沉积物有机质和铵态氮影响的基础上,分析沉积物在去除有机质前后铵态氮释放动力学和吸附热力学过程,研究城市污染河道沉积物有机质对铵态氮吸附-解吸的影响.结果表明:单位体积H2O2对有机质去除率随H2O2使用量增多而降低;去除有机质后,沉积物铵态氮含量显著增加,通吕运河、濠河和通甲河铵态氮最大含量分别是有机质去除前的4.16、3.55和2.85倍;沉积物对铵态氮的饱和吸附量随有机质含量减少而下降;沉积物铵态氮释放过程均表现为先快速释放,后减缓至平衡过程;去除有机质后,随着有机质含量的减少,沉积物铵态氮的最大释放量呈增大趋势;沉积物有机质和铵态氮含量是影响沉积物铵态氮释放的主要因素.     

黄河三角洲新生湿地磷分布特征及吸附解吸规律

采用改进的 Hedley 磷分级方法研究了黄河三角洲新生湿地由河向海过渡带表层土壤磷形态变化和分布特征,并通过等温吸附解吸实验阐明了沿程土壤对外源磷的持留能力和释放风险。结果表明,各样点无机磷占总磷93%以上,是磷的主要存在形态。土壤中有机磷含量较低,可能与较低的有机质含量有关。无机磷中稀盐酸磷是最主要存在形态,与各样点Ca/Al含量密切相关。有效磷含量在18.6~33.4 mg/kg之间,仅占总磷的3.2%~5.9%,可能会限制湿地植物的生长。覆有植被的土壤中有效磷含量显著高于河滩和海滩土壤,说明植被存在对有效磷的积累有一定促进作用。由吸附解吸实验可知,加入较低浓度（0.05~5 mg/L）的外源磷时,随着初始磷浓度的升高,土壤对磷的吸附量增加,吸附率为70%~99%,解吸率小于7%,这说明各样点土壤的除磷能力较强,且流失风险较低。