改性煤矸石对废水中Pb^(2+)和Zn^(2+)的吸附性能

以辽宁阜新煤矸石为原料,采用正交实验方法,在优化的改性煤矸石制备条件下,通过酸、碱改性煤矸石制备吸附材料。采用动力学模型拟合煤矸石、改性煤矸石对Pb^(2+)和Zn^(2+)的吸附特性,并结合XRD、FTIR、BET分析表征手段,探讨其吸附机制。研究结果表明:碱改性条件下,当碱溶温度为75℃、加热时间为2h,质量分数为3%、液固比为20的改性煤矸石对Pb^(2+)和Zn^(2+)的去除率最大;碱改性煤矸石吸附效果优于酸改性煤矸石;碱、酸改性煤矸石对Pb^(2+)的吸附量可达175mg/g和140.2mg/g,对Zn^(2+)的吸附量可达138.18mg/g和75.6mg/g。改性煤矸石吸附Pb^(2+)和Zn^(2+)的特性均符合准二级动力学方程。

煤气化渣改性工艺及吸附Cd^(2+)性能

以固体废弃物煤气化渣(CGS)为材料,通过水热法制备改性煤气化渣(MCGS)吸附材料,并用于吸附Cd^(2+)。由于CGS吸附Cd^(2+)能力较低,利用Box-Behnken响应面模型方法优化改性条件,X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等表征CGS及制备的MCGS的物理化学性质。改性结果表明,MCGS最佳反应条件为碱度6.20%~8.10%、温度102~108℃和时间138~192 min,温度对MCGS吸附Cd^(2+)性能影响最大。改性后Si-O-Si键断裂,MCGS表面含有丰富的孔隙结构,比表面积、孔容和孔径分别为255.08 m^(2)/g,0.24 cm^(3)/g和3.72 nm;吸附结果表明,当Cd^(2+)浓度50 mg/L、MCGS投加量为0.10 g时,Cd^(2+)饱和吸附量为13.96 mg/g;当Cd^(2+)浓度40 mg/L、MCGS投加量为0.20 g时,Cd^(2+)去除率98.08%;MCGS对重金属Cd^(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。本研究可为CGS处理含Cd^(2+)废水提供理论依据。

阜新细河生态缓冲带阻控农田径流水中氮磷及除草剂的作用

生态缓冲带作为陆地生态系统和水生生态系统的交错地带,能够有效地拦截地表径流中氮、磷及除草剂等污染物质进入河流、湖泊。选取紫花苜蓿(Medicago sativa)、早熟禾(Poa annua)、高羊茅(Festuca elata)、黑麦草(Lolium perenne)和白花三叶草(Trifolium repens)等5种草本植物构建生态缓冲带。通过野外模拟径流实验,探究植被类型及缓冲带长度对生态缓冲带阻控地表径流、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、总磷(TP)、溶解磷(DP)、颗粒磷(PP)、乙草胺(AC)、阿特拉津(AT)等污染物质效果的影响。结果表明:5种生态缓冲带均显著提高径流及面源污染物的阻控效率,且随缓冲带长度的增加,其对污染物阻控效率逐渐增大。不同植被生态缓冲带可有效消减地表径流量,大小依次为:黑麦草>高羊茅>早熟禾>白花三叶草>紫花苜蓿。其中,4 m长的黑麦草缓冲带对NO_(3)^(-)-N、TP、DP、PP和AC的阻控效率最高,分别达72.2%、73.2%、68.8%、83.5%和70.8%;4 m长的高羊茅缓冲带对NH_(4)^(+)-N和AT的阻控效率最高,分别达88.0%和77.3%。

冶炼厂及周边农村地下水健康风险评价

以喀左烧锅杖子村、冶炼厂、万盛好、西杖子、腰杖子、北杖子、小梁前村为研究区域,对地下水中Al、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn进行测定和分析,采用美国健康风险评价模型对地下水健康风险进行评价。结果表明:在平水期、枯水期和丰水期,As、Hg、Ni、Pb均超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)规定的Ⅲ类水质标准,其中Hg、As浓度超标严重,健康风险评价总致癌风险在10-5—10-4之间,处于Ⅱ-Ⅴ级风险之间,经饮水摄入比皮肤接触引起的非致癌风险高3-4个数量级,Hg最大非致癌风险达到5.55。