不同热解温度牛骨生物炭特征及对Cd^(2+)的吸附

本文研究了不同热解温度条件下牛骨生物炭理化性质及对Cd^(2+)的吸附特性,采用限氧控温慢速热裂解的方式,在300、350、400、500、700℃和900℃条件下制备牛骨生物炭。分别采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱以及扫描电镜能谱仪等设备对牛骨生物炭进行表征,并通过批量吸附实验分析其对Cd^(2+)的吸附特性。结果表明:牛骨生物炭pH值、灰分含量随热解温度提高而增加,芳构度逐渐增强,孔径与比表面积增大,而挥发分、有机碳含量与全氮含量减少;准二级动力学模型可以准确拟合5种牛骨生物炭对Cd^(2+)的吸附动力学过程(R2>0.999),在接近吸附平衡时,吸附速率由颗粒内扩散主导;牛骨生物炭对Cd^(2+)等温吸附过程更符合Langmuir模型,700℃条件下制备的牛骨生物炭对Cd^(2+)的吸附效果最好,最大平衡吸附量为44.32 mg·g^(-1);随着热解温度增加,牛骨生物炭对Cd^(2+)吸附机制中官能团络合作用减弱,表面吸附、阳离子交换以及π电子配位作用增大。在实际规模化制备牛骨生物炭过程中应充分考虑能耗成本以及尾气收集问题。

化学老化后稻壳生物炭理化性质的改变及微观结构表征

为研究化学老化对生物炭理化性质与微观结构的影响,本研究采用H2O2、HNO3老化不同温度(350℃和550℃)下制备的稻壳生物炭,并利用元素分析、扫描电镜、漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等测定比较生物炭老化前后表面理化性质及微观结构的变化.结果表明,经两种氧化剂老化后两种生物炭中O元素含量及O/C原子比均增加.与老化前生物炭相比,老化后两种生物炭中羟基、羧基、酮羰基、脂肪醚、酯基等含氧官能团的含量均发生不同程度的变化.通过漫反射红外与X射线光电子能谱分析相结合,发现两种稻壳生物炭经H2O2、HNO3老化后均生成了羟基、羧基等含氧官能团,从而使得生物炭极性增加.此外,经HNO3老化后稻壳炭表面生成硝基、硝酸盐等含氮基团,N元素含量亦显著增加.但氧化剂对两种温度下制备的生物炭中炭元素含量影响存在差异:经H2O2、HNO3氧化后550℃制备的生物炭(R550)中C元素含量与芳香性降低;而经H2O2氧化后,350℃制备的生物炭(R350)中C元素含量与芳香性均上升.

基于GeoModeller的新疆阿舍勒铜锌矿三维地质模型及地质空间信息解译

新疆阿尔泰阿舍勒大型铜锌矿主矿体的产状、形态复杂,用传统的方法很难准确、直观地了解矿体在三维空间的赋存状态。基于GeoModeller平台,利用阿舍勒铜锌矿多元信息构建了矿区三维地质动态模型,该模型能直观、快捷、形象地显示矿体的空间赋存状态,并结合地质体的空间信息认为:在今后的地质找矿工作中,不能放弃齐也组中较好物探重力异常的验证工作,同时在北部追索Ⅰ号主矿体时,部署的钻孔可考虑适当向已有钻孔的西侧倾斜。

腐解稻草DOM提取液洗脱六价铬污染土壤试验研究

工矿企业产生的铬渣、含铬废水由于管理不善导致土壤铬污染严重,迫切需要寻求低成本铬污染土壤修复技术。提出腐解稻草中溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)提取液洗脱铬污染土壤的技术,通过实验室模拟试验,以2种铬污染土壤(总铬含量为分别为121.54、941.90 mg/kg,六价铬含量分别为119.90、856.90 mg/kg)为研究目标,采用振荡淋洗法考察了固液比、淋洗时间、淋洗次数等因素对土壤中总铬、六价铬洗脱效果的影响,并探讨了淋洗前后铬形态变化及淋洗后土壤残留六价铬的持续钝化能力。结果表明:稻草经35 d腐解后的DOM提取液洗脱土壤中铬效果最佳,确定为最佳淋洗剂;固液比1∶15、淋洗4 h/次、淋洗2次为最佳淋洗工艺条件,该条件下,2种铬污染土壤总铬分别洗脱了47.79%、85.92%,六价铬含量分别削减了51.76%、95.09%;DOM提取液呈弱碱性,含大量羧基、羟基及酚类物质,对水溶态、弱酸提取态和残渣态铬有较好的洗脱效果,有效降低了土壤环境风险,且能持续钝化淋洗后土壤中残余的六价铬。

石油烃污染土壤活性碳增强微波热修复及菌剂深度降解试验研究

利用活性碳增强微波热效应对某石油化工厂区石油烃污染土壤进行修复研究,在微波处理最佳条件下,考察场地石油烃污染土壤的处理效果,通过三维荧光(3D-EEM)和气相色谱(GC)分析了石油烃污染物的组分和去除特性,并采用菌剂强化法对修复后的土壤进行深度生物降解试验。结果表明:活性碳增强微波热修复技术对石油烃污染土壤具有较好的去除效果,在微波功率700 W、辐照15 min、土壤含水率10%、添加5%活性碳的试验条件下,可将土壤中的石油烃含量由5700 mg/kg降至2800 mg/kg,去除率达50.9%;GC分析表明:土壤中污染组分主要为TPH(C 6—C 9)、TPH(C 15—C 28)和TPH(C 29—C 36),经微波热修复后,土壤中TPH(C 15—C 28)去除率较高,达到70.4%;3D-EEM解析表明:微波热消解对土壤中三环芳烃及其同系物去除效果较好;对微波热修复后的土壤进行工程菌剂深度生物降解14 d后,污染土壤中石油烃含量降至716.8 mg/kg,去除率提升至74.4%,达到《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)中的第一类用地筛选值。

Organic structure and possible origin of ancient charred paddies at Chuodun Site in southern China

A number of ancient charred paddies with a 14C dating of about 5900 a BP were recovered in the sixth excavation at Chuodun Site and are assigned to the Majiabang culture(7-6 ka BP).To understand their formation mechanism,the ancient charred paddies were compared to modern paddies using FT-IR spectrum and thermaogravimetric analysis.At the same time,modern charred paddies were made in helium by the laboratory method,and the structural characteristics of them and the ancient ones were revealed using CP/MAS-13C-NMR.Our results show there are more aromatic moieties in ancient charred paddies compared to modern paddies.The aliphatic components of modern charred paddies decrease continuously,accompanied by the accumulation of aromatic components,when the duration and temperature of oxidation increase,and the structure buildings of modern charred paddies are more similar to ancient ones.Given the planting manner of paddies during Majiabang culture period,these ancient charred paddies might be a result of the original farming mode involving fire.