黑土腐殖酸对全氟辛酸的吸附特征研究

研究全氟辛酸(Perfluorooctanoic Acid, PFOA)在黑土腐殖酸(Humic Acid, HA)中的吸附特征,有助于更好地理解和管理这种新兴污染物对人类健康和生态系统的潜在危险。研究以PFOA作为目标污染物,探讨其在黑土腐殖酸中的吸附动力学和等温吸附特征,并通过傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)和核磁共振碳谱(13C Nuclear Magnetic Resonance, NMR)揭示其分子作用机理。研究结果显示:黑土腐殖酸对PFOA的吸附过程可分为3个阶段:开始为快速吸附阶段,且吸附量占总吸附量的78.8%,之后为慢速吸附阶段,直至48 h后达到吸附平衡。吸附动力学采用拉格朗日准一级动力学、准二级动力学和颗粒扩散模型对数据进行拟合,结果显示拉格朗日准二级动力学模型拟合较好(R^(2)> 0.998);吸附等温线用Henry、Freundlich和Langmuir模型对试验数据进行拟合,结果显示Freundlich和Langmuir模型拟合效果较好;吸附量随温度升高而升高,当温度为298.15 K时,其值为1.717 mg/g。此外,ΔH^(0)=30.81 kJ/mol,ΔS^(0)=168.72 J/(mol·K),ΔG^(0)在-19.49~-16.11 kJ/mol,表明腐殖酸对PFOA的吸附属于易自发过程,吸附自由能的减少是腐殖酸吸附PFOA的主要驱动力,吸附过程中的驱动力主要是氢键。通过对比吸附前后FT-IR和NMR图谱可知,腐殖酸对PFOA的吸附过程中存在离子交换和氢键作用,PFOA与腐殖酸的主要结合位点为芳香碳和脂肪碳,且PFOA会与HA发生原位化学反应并产生羧酸类物质。

生物炭改良风沙土对植物生长及养分的影响

为探究经不同浓度和不同种类生物炭改良后的风沙土中植物生长状况及养分含量变化情况,以辽宁省彰武台风沙地改良利用研究所试验基地风沙土为试验对象,进行了田间试验。以燕麦草为供试植物,分别施加秸秆炭、木炭、草炭,且每种生物炭设置5个不同的浓度梯度,均匀的施加到风沙土中,燕麦草经12周生长后,采集样品进行室内试验。主要通过分析燕麦草在不同改良条件下的株高、产量、叶绿素及氮磷钾含量,从而了解添加不同因素水平的生物炭对风沙土中植物生长及养分的影响。结果表明:不同生物炭与风沙土中燕麦草生长及养分含量均呈现极显著相关性(p<0.05),且施加浓度为4 kg·m^(-2)的秸秆炭对燕麦草株高、产量及养分含量均有明显提高,株高为109.242 cm,产量为229.25 kg·hm^(-2),叶绿素a和叶绿素b分别达到2.941 mg·g^(-1)和0.991 mg·g^(-1),氮磷钾含量分别为3.411,0.927,28.766 g·kg^(-1)。因此,施加合适的生物炭,不仅可以对土壤进行改良,还可有效提高植物产量与养分含量,实现土壤有效利用的同时提高作物产量。

多环芳烃菲在不同土壤及其组分中的吸附特征研究

选择江西红壤、北京潮土、黑龙江黑土、新疆灰漠土及从这些土壤样品中提取的胡敏酸与矿物质为吸附剂,研究其对多环芳烃菲的吸附,并对这些胡敏酸及矿物质进行了红外光谱分析。结果表明,吸附等温线经拟合后均符合Freundlich模型,说明这些吸附属多种吸附点同时作用,每种吸附位点表现不同的吸附自由能及位点总剩余度。在试验条件下,几种土壤对菲的吸附能力大小排序为:黑龙江黑土>江西红壤>新疆灰漠土>北京潮土,吸附能力与土壤有机质含量成正相关关系;不同来源胡敏酸吸附能力不同,其大小排序为:灰漠土胡敏酸>潮土胡敏酸>红壤胡敏酸>黑土胡敏酸,吸附能力可能与其中某些基团的含量不同有关,也有可能与胡敏酸的骨架有关,如骨架中的苯环可能会与菲中的平面苯环π电子重迭而形成共轭;土壤矿物质吸附能力大小顺序为:红壤矿物质>黑土矿物质>潮土矿物质>灰漠土矿物质。经红外谱图分析,江西红壤矿物质为高岭石型,北京潮土、黑龙江黑土及新疆灰漠土矿物质属蒙脱土型,说明高岭石型土壤矿物质吸附能力大于蒙脱土型土壤矿物质。

有机酸对土壤中Pb和Cd淋洗动力学特征及去除机理

采集辽宁葫芦岛锌厂周边农田耕作层（0~20 cm）土样,以酒石酸、柠檬酸和草酸为淋洗剂,研究其对土壤中Pb和Cd的淋洗动力学及去除机理。结果表明,对Pb和Cd的解吸量从大到小的有机酸均为酒石酸、柠檬酸、草酸,而动力学过程均可以用Elovich方程描述（R2=0.9698~0.9968）,表明该淋洗解吸过程为非均相扩散过程。试验条件下（pH值为2、3、4、5和6）,pH值降低,3种有机酸对Pb和Cd的淋洗量均增加,表明有机酸分子中的质子活化了土壤中的重金属,促使其解吸。温度升高（25~45℃）,3种有机酸对Pb和Cd的淋洗量也增加,表明温度升高加速了重金属离子的扩散,促使其解吸。3种有机酸对Pb和Cd4种形态的淋洗去除效果不同,对Pb,去除率从高到低的不同形态为弱酸可溶态、可氧化态、可还原态、残渣态;对Cd为弱酸可溶态、可还原态、可氧化态、残渣态。

典型土壤组分及其与丁草胺除草剂作用的红外光谱研究

运用红外光谱法对3种典型土壤(红壤、潮土和黑土)的矿物质、胡敏酸及其与丁草胺的吸附附着物进行了研究。结果表明,江西红壤为高岭石型矿物质,在3703,3628,1089,1035,914,696及471cm-1处有特征吸收峰。北京潮土和黑龙江黑土为蒙脱土型矿物质,在1432和872cm-1处有特征吸收峰,而在3703和3628cm-1处吸收较弱或微弱。不同土壤中胡敏酸的组成基本相同,均在3420,2935,2847,1724,1660及1035cm-1处有明显吸收,表明其含有缔合羟基、芳烃、羰基、醇、酚及酸等。丁草胺与土壤胡敏酸的吸附机理主要是在胡敏酸的羰基及酚醇羟基上形成氢键。

热解吸修复污染土壤过程中DDTs的去除动力学

采用热解吸修复技术对北京某农药厂旧址的DDTs(滴滴涕)污染土壤进行修复试验,优化了土壤中DDTs的热解吸温度,对DDTs热解吸动力学过程以及土壤水分对热解吸修复效果的影响进行了研究.结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中DDTs,在340℃时土壤中∑DDTs的去除率达到99%,此时土壤中的w(∑DDTs)为0.598 mg/kg,低于HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(1.0 mg/kg),但继续升温∑DDTs去除率的变化不明显.土壤中∑DDTs的热解吸动力学符合二级动力学方程(R2为0.991 4),热解吸过程受土壤中w(∑DDTs)的影响较大,即随时间的增加,w(∑DDTs)下降,热解吸速率会迅速降低.土壤含水率对热解吸效果有一定的影响,特别是当土壤含水率超过16%时p,p-DDE的去除率明显降低,而土壤含水率对其他组分的影响较小.

单一及复合淋洗剂淋洗修复污染土壤实验研究

以辽宁省某锌厂附近农田耕作层(0~20 cm)土壤为研究对象,分别以柠檬酸(CA)、柠檬酸-十二烷基苯磺酸钠复合剂(CA-SDBS)作为淋洗剂,采用振荡淋洗法研究在不同实验条件下两种淋洗剂对Pb的去除效果及动力学特征。结果表明,随液固比增大、淋洗剂浓度增大、pH降低和温度升高,两种淋洗剂对Pb的去除率均增大,且在各个条件下CA均比CA-SDBS的淋洗效果好,说明CA与SDBS的复合表现出拮抗作用;CA和SDBS-CA淋洗修复污染土壤中Pb时,最佳的环境条件为水土比20∶1 m L/g,淋洗剂浓度0.2 mol/L,温度45℃,pH=3,此时CA、CASDBS的Pb去除率分别为55%,27%;该淋洗过程符合准二级动力学。

玉米秸秆生物质炭对铅的吸附动力学特征

选用玉米秸秆为原材料,采用限氧裂解法制备生物质炭。研究了其对Pb^(2+)的吸附动力学特征,并探讨了不同温度、pH值、离子强度对吸附效果的影响。结果表明,生物质炭对Pb^(2+)的吸附过程均表现一致,0~4 h内为快速吸附阶段,吸附速率较快,此后呈现为慢速吸附阶段,直至30 h基本达到吸附平衡。随着温度(25~55℃)和pH值(3~6)的升高,生物质炭对Pb^(2+)的饱和吸附量增加。而随着离子强度(CaCl_20.005~0.05 mol/L)的增大,生物质炭对Pb^(2+)的饱和吸附量降低。拉格朗日准二级动力学方程能更好的拟合生物质炭对Pb^(2+)的吸附过程。说明该吸附过程为化学吸附。且内扩散模型对吸附初始阶段的数据拟合效果也较好,这表明Pb^(2+)在生物质炭上吸附速率同时受颗粒内扩散过程和外扩散过程的控制。

不同环境条件下的煤基胶体稳定性

为了揭示不同环境条件下煤基胶体的稳定性,实验采集辽宁省阜新市五龙煤矿选矿厂煤山底层煤粉,并用离心法提取胶体,研究p H值(p H=4~9)和电解质(Na+,Ca2+,Al3+,Mg2+,Cu2+和Zn2+)对胶体稳定性的影响,并对不同条件下煤基胶体悬液体系ζ电位进行测定。研究结果表明,煤基胶体稳定性随p H值的增加而增加,随着阳离子价数的升高而降低,同价态非重金属离子对其影响相似,同价态重金属离子比非重金属离子更易导致体系趋向不稳定状态;体系ζ电位绝对值随p H值的升高而增大,随阳离子价数的升高而降低,重金属离子<非重金属离子;不同p H值条件下的CFC值和ζ电位具有显著负相关性,且均达到0.01水平,Na+,Ca2+,Mg2+和Al3+存在时体系CFC值和ζ电位具有显著负相关性,且均达到0.01水平,Cu2+和Zn2+存在时体系CFC值和ζ电位不存在显著相关性。

煤基胶体特征及其在多孔介质中的运移行为

采集了长焰煤粉并提取其中的胶体,用激光粒度仪、红外光谱仪、扫描电镜和Zeta电位仪对煤基胶体的特征进行了定性和定量表征,研究了煤基胶体在石英砂的多孔介质柱中的运移特征及p H值、阳离子等环境因子的影响。结果表明,该方法提取煤基胶体的实测粒径与理论计算粒径基本吻合,煤基胶体表面具有丰富的褶皱和极其丰富的孔隙结构并呈片状,煤基胶体的化学组成以芳香烃为主,在试验范围内,煤基胶体的Zeta电位在-34.0^-21.2 e V,随p H值升高而下降。溶液p H=7时,煤基胶体在多孔介质中的运移能力最强,c/c0为0.664,增加p H值或降低p H值,运移能力下降。Ca离子对煤基在多孔介质中的运移具有明显的抑制作用,当离子强度IS(Ca Cl2)由0.001 mmol/L增加到0.1 mmol/L时,胶体悬液c/c0从0.569降至0.129。

玉米秸秆生物炭对铅离子的等温吸附特征研究

选用采自沈阳的玉米秸秆,采用控温热分解法,在400℃下制备生物炭。在不同温度(298.15,308.15,318.15,328.15 K)、不同pH(3,4,5,6)、不同浓度的Ca^(2+)离子(0.002 5,0.005,0.01,0.02 mmol/L)的条件下进行实验,使用Langmuir、Freundlich和D-R等温方程分别对等温吸附实验数据进行拟合,并讨论吸附机理。结果表明,玉米秸秆生物质炭在不同温度下更好地符合Langmuir模式(R^2=0.989 1~0.995 6)。由Langmuir模式中的a值可以得出,随温度的升高,吸附量增加;在不同pH值下玉米秸秆生物质炭对铅离子的吸附等温式同样可以使用Langmuir模式(R^2=0.989 9~0.999 6)进行表征。而且,随pH的降低,吸附量减少;在不同Ca^(2+)离子浓度下,可用Langmuir等温吸附式拟合(R^2=0.986 6~0.996 0)。通过Langmuir等温吸附式推算出的最大吸附量随Ca^(2+)离子浓度的增加而减少。

不同离子对黑土胶体在土壤中运移的影响

黑土样品采自于黑龙江海伦市,提取胶体并对其主要理化性质进行定性定量表征,通过淋滤实验研究胶体在土柱中的运移特征以及不同离子及其强度对胶体运移的影响。结果显示：所提取胶体粒径与理论计算基本吻合,粒径主要分布在2-5μm;当pH由4上升到9时,胶体的zeta电位则由-26.43mV降低到-34.52mV;红外光谱显示胶体颗粒的有机机团主要为-OH、CH-、C=O、多糖;X射线衍射表明其主要矿物组成是石英（56.9%）。不同离子及其强度对胶体的在土壤中的运移有较为明显的影响,当pH由4增加到9时,k值由6.020×10^-4降低至3.858×10^-4,Ca2＋、K＋、Na＋当离子强度由0.5mmol/L变化到0.001mmol/L时,k值分别由6.087×10^-4降低至4.024×10^-4、5.518×10^-4降低至3.818×10^-4、5.401×10^-4降低至4.109×10^-4。

煤基胶体对草甘膦的吸附特征研究

采集内蒙古霍林河矿区的煤粉样品,过筛后采用离心法提取煤基胶体,并研究所提取胶体对草甘膦的吸附动力学特征、等温吸附特征,以及温度（35℃、25℃和15℃）和pH（4、6和9）对吸附作用的影响。结果表明煤基胶体对草甘膦的吸附可划分为快速阶段（120min之前）和慢速阶段（120min之后）,360min可达吸附平衡。吸附过程符合准一级动力学方程。吸附等温式符合Langmuir和Freundlich方程,最大单分子层吸附量为40.91-48.08mg/g。温度和pH对吸附作用有明显的影响,温度升高,吸附能力和吸附速率提高;pH升高,吸附能力和吸附速度均降低。该吸附机理为化学吸附。

富里酸在多孔介质中的运移特征及对重金属运移的影响

由辽宁省彰武县的草炭土壤提取富里酸(FA),研究在不同流速、pH、离子强度和非离子型表面活性剂条件下,富里酸的运移特征及对重金属运移的影响。结果表明,不同流速下,富里酸的峰值C/C_0变化不大,对富里酸在多孔介质中的运移影响不大;p H=7时,C/C_0值和回收率MR值最大,运移效果最好,而在碱性和酸性条件下不利于富里酸的迁移;富里酸随离子强度的升高,穿透曲线的C/C_0值降低,表面活性剂对富里酸的运移影响较大,浓度越大,C/C_0值和MR值越小;FA与重金属(Cu、Cd和Pb)穿透曲线的MR值与重金属单独运移实验的MR值均有所改变,可知FA对重金属的运移影响比较大。

絮状腐殖酸对废水中活性艳红的吸附研究

选用絮状腐殖酸作为吸附剂脱除废水中的活性艳红X-3B。研究了絮状腐殖酸对废水中活性艳红X-3B的吸附动力学、等温吸附模式以及pH、腐殖酸投加量对吸附效果的影响。结果表明,其吸附动力学符合准二级速率方程;吸附等温式满足Langmuir方程,最大单分子层吸附量为526.32 mg/g;废水中染料的去除率随溶液pH的减小而增加,随腐殖酸投加量的增加而增加。说明絮状腐殖酸可以作为一种廉价吸附材料,用于处理含染料废水。

有机螯合剂对污染土壤中Pb和Cd淋洗修复研究

以辽宁省某锌厂附近农田耕作层土壤为研究对象,采用酒石酸、柠檬酸和草酸为淋洗剂,在不同实验条件下进行振荡淋洗实验,研究三种有机螯合剂淋洗土壤中Pb和Cd的最佳环境条件以及淋洗机理。结果表明:酒石酸、柠檬酸和草酸在液固比为20,淋洗液浓度为0.2 mol·L^(-1),温度为30℃,pH为3的实验条件下,对Pb和Cd的淋洗效果最好;温度升高,导致重金属离子的扩散速率相应提高,从而提高重金属的淋洗率;pH降低,有机酸中所含质子数越多,对重金属的活化能力越大,提高重金属化合物的可溶性,从而提高重金属淋洗率;酒石酸、柠檬酸和草酸对酸可提取态的Pb和Cd均有很好的去除效果,对可还原态和可氧化态有一定程度的去除效果。

阻燃用氢氧化镁微胶囊技术与应用

采用脲醛树脂作为壁材对氢氧化镁进行微胶囊技术表面改性试验 ,并将其作为阻燃剂添加入聚乙烯 ,检测其阻燃性能及对聚乙烯机械力学性能的影响。由此得出结论

褐煤对废水中酸性红B的结合吸附作用研究

将褐煤样品加入含染料酸性红B的模拟废水中并加碱,褐煤中的腐殖酸溶解,而后加盐酸使腐殖酸絮凝。利用溶解的腐殖酸结合与褐煤颗粒表面的吸附作用,达到去除废水中该染料的目的。结果显示,褐煤对酸性红B具有很好地去除效果,但受到作用时间、溶液pH值、离子强度等因素的影响。要达到最佳去除效果,结合过程最少需要120 min,吸附过程需要480 min。初始质量浓度越高,废水中酸性红B的去除率越低,但当初始质量浓度在250～500 mg/L时,去除率最小,但变化不大。结合过程pH值升高与吸附过程pH值降低均有利于该染料的去除。褐煤投加量增加,去除率提高,当初始质量浓度为250 mg/L,褐煤投加量达到4 mg/mL时的去除率达99%。离子强度的增加有利于褐煤对酸性红B的去除作用。

阻燃用Mg(OH)_2微胶囊技术

介绍通过微胶囊技术对Mg(OH) 2 进行表面处理 ,提高其与高分子材料的相容性及在高分子材料中的分散性 ,达到提高其阻燃效果 。

土壤中石油烃类污染物对高粱玉米生长的影响研究

通过盆栽试验,研究了土壤中的石油类污染物对高粱、玉米生长的影响,当土壤中石油烃含量小于1mg/kg时,石油烃对植物的生长有促进作用;当土壤中的石油烃含量较高时,对植物的生长有抑制作用。为石油污染土壤的风险评价以及修复等提供了理论依据。