乡村振兴下农村的生态环境初探——广西蒙山县

农村环境质量关乎乡村振兴的可持续发展,以广西梧州蒙山县为例,初探乡村的生态环境。总体来说,附近村落的地表水符合Ⅲ类水质标准。农村磷肥的施用、农田排水、农田降雨径流及其灌溉水是造成磷含量增加的原因,而农村生活方式使附近水体中有机、无机可氧化物质污染含量变多。农用地具有随土壤的容重越大,其孔隙度、渗透能力以及含水率越小的特点。乡村的绿色振兴,需要新农民发挥主力军作用,推广农村生活污水小型治理设施,发展绿色农业。

磷酸盐对土壤吸附一硫代砷的影响

通过设计批实验和表征分析,探究不同浓度的磷酸盐影响下,一硫代砷酸盐(MTA)在土壤上的吸附特征和机理.结果发现,Elovich动力学模型和Langmuir等温吸附模型可较好地拟合MTA在土壤中的吸附过程,相关系数R^(2)分别为0.983和0.994,表明土壤吸附MTA发生在局部位置,吸附过程主要以非均相扩散为主,拟合所得最大单层吸附量为254.214mg/kg.MTA与磷酸盐共存时,随着溶液中磷酸盐初始浓度的增大,土壤对MTA的平衡吸附量逐渐下降,对磷酸盐的吸附量逐渐增大;SEM-EDS结果表明无论是否添加磷酸盐,反应后的土壤表面都能检测到少量As,但添加磷酸盐条件下土壤表面的As含量则相对较低,证实磷酸盐的存在降低了土壤对MTA的吸附;XRD结果表明MTA能与土壤中的铁铝矿物发生络合反应生成内球络合物-[2Al(H_(2)AsO_(4))_(3)]、≡Al_(2)O_(2)AsO(SH)和-[2Fe(H_(2)AsO_(4))_(3)],而磷酸盐会与土壤表面的羟基形成内球络合物,导致土壤对MTA的吸附能力减弱.

一硫代砷在针铁矿上的吸附及影响因素

以一硫代砷酸盐(monothioarsenate, MTA)为研究对象,查明其在针铁矿上的吸附特征,分析砷酸盐、亚砷酸盐、胡敏酸(humic acid,HA)、硝酸盐和磷酸盐对针铁矿吸附MTA的影响并识别作用机制.结果发现:①当溶液中仅有一种砷形态时,MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的吸附平衡时间分别为8、 2和4 h,吸附过程均符合假二级动力学模型,平衡吸附量(qe)分别为2 129.851、 3 291.838和1 788.767mg·kg-1;当溶液中两种砷形态(砷酸盐与MTA,或亚砷酸盐与MTA)共存时,MTA在针铁矿上的吸附过程仍符合假二级动力学模型,但qe显著减少,分别为1 236.941mg·kg-1和1 532.287mg·kg-1,主要原因是砷酸盐和亚砷酸盐均能与MTA竞争吸附位点.②MTA在针铁矿上的qe随着HA浓度(10~50 mg·L-1)的增加而逐渐降低,因为HA大量的官能团抢占了针铁矿表面吸附点位,从而抑制了MTA的吸附;③当溶液中添加磷酸盐时, MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的qe显著降低,分别为492.802、 815.782和303.714mg·kg-1,这是因为P与As存在竞争性吸附;当添加硝酸盐时,溶液中电子受体数量和Eh增加从而使得3种砷形态的qe均增大,分别为2 211.030、 3 444.023和1 835.537mg·kg-1.

一硫代砷酸盐在介质上的吸附特征及机制

在实验室条件下合成纯度> 99%的MTA,开展不同pH和固液比条件下MTA在细砂、土壤沉积物和针铁矿这3种介质上的吸附实验,分析其吸附特征和作用机制.结果发现:①MTA质量浓度分别在0. 14~23. 59、0. 19~41. 27和0. 27~32. 02mg·L-1范围时,其在细砂、土壤沉积物和针铁矿的最大平衡吸附量(Qm)分别为21. 54、277. 98和2 607. 42 mg·kg-1.值得注意的是,当MTA在3种介质上达到吸附平衡后,溶液中部分MTA开始转化形成亚砷酸盐和砷酸盐.②随着pH的增加(4~10),MTA在细砂上的平衡吸附量(Qe)逐渐减少,在土壤沉积物和针铁矿上的Qe先减少后增加;随着固液比的增加,MTA在3种介质上的Qe均呈现出逐渐减小趋势.③XRD、SEM和BET测试结果揭示出3种介质吸附MTA的主要控制因素不同,分别是细砂的低孔容特征、土壤沉积物的高结晶程度以及针铁矿上大量的羟基官能团(-OH).

不同水化学因素对砷在河砂上的吸附影响研究

河岸带作为一种常见的地下水和地表水相互作用带,砷在其主要含水层介质中的行为特征及其影响因素较少有研究报道.基于此,采集河岸带河砂开展室内实验,查明砷在河砂上的吸附动力学和等温吸附特征,重点探究不同pH、氧化还原条件和共存离子对砷与河砂相互作用的影响.结果发现:As(III)和As(V)在河砂上的吸附过程符合准二级动力学模型,均能很好地用Langmuir和Freundlich模型拟合(R^(2)>0.99);随着pH值(3~11)的增大,河砂对As(III)和As(V)的平衡吸附量(q_(e))逐渐减小;相对于有氧环境,缺氧环境下q_e较低且随着初始S^(2-)含量的增加而逐渐减小;整体上,共存阴离子对河砂吸附砷存在抑制作用,顺序为:PO_(4)^(3-)>SiO_(3)^(2-)>S^(2-)>HCO^(-)_(3)>SO_(4)^(2-)>NO^(-)_(3),共存阳离子对河砂吸附砷具有促进作用,顺序为:Fe^(3+)>Fe^(2+).