公众液态途径辐射剂量对吸附分配系数的响应研究

针对辐射剂量计算的不确定性,运用放射性核素浓度计算模式和公众个人照射剂量计算模式,计算了我国某核电厂正常运行下某子区代表居民液态途径的辐射剂量,分析了公众液态途径辐射剂量对核素悬浮物吸附分配系数的响应。结果表明:当核素^(60)Co和^(137)Cs的悬浮物吸附分配系数降低一个数量级时或升高一个数量级时,岸边沉积外照射剂量响应较为明显。特别是^(137)Cs,其悬浮物吸附分配系数降低或升高一个数量级,该核素岸边沉积剂量贡献占其液态途径剂量比值和占总岸边沉积剂量比值都有明显变化。

静态批示法研究铯在新疆托克逊粘土上的吸附分配比

采用静态批示法研究了Cs在新疆托克逊粘土上的吸附行为,分析了平衡时间、pH、固液比和粘土粒度对Cs在粘土上吸附性能的影响。结果表明,Cs在粘土上约7天达到吸附平衡,吸附分配系数Rd为487 mL·g-1,Cs的吸附分配比随固液比、粘土粒度、液相铯浓度的增大而减小,随pH增大而增大,计算得Cs在粘土层中迁移速率为0.214 m·a-1。结果表明,粘土对铯的吸附能力较强,粘土是核废物处置的较好的备选回填材料。

天然有机质疏水性定量方法及吸附预测模型

天然有机质是有机污染物在土壤和水环境中的重要赋存相,显著影响有机污染物的传输、归趋和生物有效性.有机污染物的有机碳-水分配系数是污染物迁移积累模型的核心参数.如何准确、快速地评估有机污染物在天然有机质上的吸附行为是环境科学研究的一个重要科学问题.该方向的研究内容主要包括有机污染物和天然有机质性质定量描述、有机污染物-天然有机质作用机制解析和吸附预测模型构建三个环节.学界在有机污染物-天然有机质作用机制解析方向取得了丰硕的成果,在天然有机质性质定量描述和吸附预测模型构建方向仍有广阔的发展空间.本文系统评估了现有的天然有机质疏水性定量方法和天然有机质吸附预测模型.通过对方法和模型优缺点和适用范围的系统分析,揭示了现有研究的不足,展望了未来研究的主要方向.

pH值对U、Pu的吸附影响

以西南某极低放废物处置库预选场址为研究对象,通过静态模拟实验研究水相pH值对U、Pu在土壤中的吸附影响,结合PHREEQC软件模拟了该地下水溶液中不同pH值下的种态和主要成分。结果表明,水相环境中土壤对U、Pu的吸附约在第13d达到吸附平衡。pH值对土壤吸附能力有较大影响,酸性溶液吸附能力较弱,碱性溶液吸附能力较强。U、Pu在水溶液中的化学种态和主要成分对土壤吸附有一定影响,带电荷的UO_2(CO_3)_2^(2-)、UO_2(CO_3)_3^(4-)和不带电的Pu(OH)_4易与土壤表面的≡Si—OH、Al—OH等表面羟基官能团形成新的络合物,使得土壤的吸附能力增强。

西辽河不同粒级沉积物对磷的吸附特征

采用平衡吸附法研究了西辽河不同粒级沉积物对磷的吸附特征.结果表明,不同粒级沉积物对磷的吸附特征圴符合Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式;黏粒级和粉粒级的磷饱和吸附量较大,分别为3791.12,2323.33mg/kg,分别相当于粗砂的6.68和4.09倍;黏粒级和粉粒级沉积物吸附的磷是磷素循环的重要组成部分,西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒所携载的吸附态磷的理论入海通量分别为3791.12,2323.33mg/kg冲泻质泥沙.占沉积物磷吸附总量的28.30%.沉积物对磷的比表面积标化吸附分配系数与松结态腐殖质相关性最大,比表面积标化饱和吸附量与稳结态腐殖质相关性最大,在稳结态和紧结态腐殖质所形成的团聚体结构沉积物中存在孔隙填充方式的磷吸附.

沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响

为估算沉积物不同天然有机组分吸附态氨氮携载量,采用平衡吸附法研究西辽河沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响。结果表明,去除有机质后的沉积物对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量(Гmoc)和吸附分配系数(Koc)分别为重组的55.30%和69.49%,说明有机质是影响氨氮在沉积物上吸附特征的主要因素。氨氮在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主(Koc=85.57);稳结态和紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质,氨氮在重组有机组分上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮吸附起关键作用(Гmoc=5 857.78 mg·kg-1)。轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态氨氮可分别按重组(Гmoc=3 477.81 mg·kg-1)的0.32、1.21和1.68倍估算。

Sr,Cs在不同产地黏土中的吸附

采用批式法对不同产地的18种黏土材料进行了^90Sr，^137Cs的吸附分配系数测定，比较了不同材料的吸附性能。结果表明，在吸附达平衡时，浙江沸石对Sr的吸附分配系数为2112．0mL／g；内蒙古赤峰沸石对Cs的吸附分配系数为3495．0mL／g;均位于所有样品之首。产地不同的黏土样品其吸附分配系数差异很大，Sr的吸附分配系数分布在22．4～2112．0mL／g，Cs的吸附分配系数分布在43．5～3495．0mL／g；大部分样品对Cs的吸附大于对Sr的吸附；相同样品对Sr，Cs的吸附性能趋势基本一致。

西辽河流域沙土对磷的吸附行为

采用小型回填式土柱动态吸附试验研究了西辽河流域沙土对磷的吸附行为.结果表明:沙土对磷的吸附行为符合Freundlich吸附方程和Langmuir吸附方程,且前者更优.吸附分配系数(k)平均值为31.55,磷饱和吸附量平均值为312.55mg/kg.沙土对磷的吸附方式以物理吸附为主,易淋失,仍存在一定的环境风险.固定沙土中的微团聚体因存在以孔隙填充方式的磷吸附,所以其对磷的吸附能力最强,磷淋失的环境风险最小;而流动沙土对磷的吸附能力最弱,磷淋失的环境风险最大.农田和林地沙土对磷的吸附能力最强,磷淋失的环境风险最小,是沙土的最佳利用方式.沙土对磷的吸附分配系数及饱和吸附量与土壤w(粗黏粒),w(黏粒)和w(有机质)呈极显著正相关.

风沙土不同有机组分对氨氮的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对氨氮的吸附特征影响。结果表明,去除腐殖质后的风沙土对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量Гmoc和吸附分配系数Koc分别只能达到原样的68.58%和28.24%,说明腐殖质是影响氨氮在风沙土上吸附特征的主要因素;轻组有机质是一类橡胶态胶体,氨氮在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为81.58;重组有机质对氨氮的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为3350.55mg.kg-1;重组有机质是一类玻璃态胶体,氨氮在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量可达6626.30mg.kg-1,影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机-无机复合体中存在着孔隙填充方式的氨氮吸附。考查土壤对氨氮的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对氨氮吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载吸附态氨氮可分别按重组的0.59、1.05倍和2.50倍估算。

西辽河沉积物有机组分对磷的吸附影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机组分对磷的吸附影响.结果表明,西辽河沉积物对磷的饱和吸附量Гm值为953.64mg/kg.吸附分配系数K值为40.50;去除有机质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,碳标化饱和吸附量Гmoc值和吸附分配系数Koc值分别只能达到原样的12.07%和27.49%,说明有机质是影响磷在沉积物上吸附的主要因素;沉积物有机组分中的轻组有机质是一类橡胶态胶体,磷在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为77.13;沉积物有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为1225.63mg/kg;重组有机质是一类玻璃态胶体,磷在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量为3546.69mg/kg.影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质.

沉积物不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响.结果表明,去除腐殖质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,其饱和吸附量(Гm)和吸附分配系数(k)分别只能达到原样的35.62%和9.93%,有机矿质复合体是影响磷在沉积物上吸附特征的主要因素;沉积物中的钙键有机矿质复合体对磷具有孔隙填充方式的吸附,其碳标化饱和吸附量为1157.05mg/kg,相当于原样的1.27倍;沉积物中的铁铝键有机矿质复合体在对磷吸附中发挥重要作用,其碳标化饱和吸附量可达1736.82mg/kg,相当于原样的1.88倍.其吸附机制除孔隙填充方式外,还存在配位吸附;考查沉积物对磷的吸附能力不但要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响沉积物对磷吸附特征的重要因素.以原样为基准,钙键有机矿质复合体、铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷可分别按1.27和1.88倍进行估算.

西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为研究

采用小型回填式土柱动态吸附实验方法研究了西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为。结果表明,西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为符合Freundlich吸附等温式和Langmuir吸附等温式,最优模型为Langmuir吸附方程;西辽河流域沙土对氨氮的饱和吸附量在573.81～3 666.16 mg/kg之间,平均为1 733.83 mg/kg。吸附分配系数k在3.13～524.55之间,平均为93.47;沙土对氨氮的吸附方式以化学吸附为主,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮饱和吸附量与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著正相关,影响程度顺序为:有机质含量>粘粒含量>粗粘粒含量;不同利用结构沙土的氨氮饱和吸附量:林地(2 053.87 mg/kg)>农田(1 990.40 mg/kg)>草地(1 356.37 mg/kg)>沙荒地(813.30 mg/kg);农田、林地和草地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,对氨氮的固持能力较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构对氨氮的固持能力最弱。氨氮流失的环境风险最大。

风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响,可为有机组分吸附态磷携载量估算提供依据。结果表明:去除有机质后的风沙土对磷的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量(Гmo)c和吸附分配系数(ko)c分别只能达到重组的27.76%和8.45%,说明有机质是影响磷在风沙土上吸附特征的重要因素;磷在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主(koc=51.02);风沙土有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用(Гmoc=388.35mg.kg-1),重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用(Гmoc=1007.96mg.kg-1),影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机矿质复合体中除分配作用吸附外,还存在着孔隙填充方式的磷吸附;考查土壤对磷的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对磷吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机组分以及重组有机组分中稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态磷分别可按0.69倍以及1.37、2.75倍估算。

微量镭在海泡石矿物上的吸附行为

研究了海泡石粘土矿物对水中微量镭的吸附行为 ,讨论了海泡石吸附镭的影响因素及吸附机理 .结果表明 ,天然海泡石矿物对镭有一定吸附作用 ,其吸附分配系数 Kd 值为 9.1× 10 3 m L/ g.

西辽河不同粒级沉积物的氨氮吸附-解吸特征

为估算辽河吸附态氨氮入海通量,采用平衡吸附-解吸法研究了西辽河不同粒级沉积物对氨氮的吸附-解吸特征.结果表明:不同粒级沉积物对氨氮的吸附-解吸特征均符合Langmuir和Freundlich吸附-解吸等温式;黏粒级和粉粒级沉积物的氨氮饱和吸附量较大,分别为3 643.82和2 693.71 mg/kg,相当于粗砂的8.04和5.94倍;西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒所携载的吸附态氨氮的入海通量分别为170.10和164.52 mg/kg.占沉积物氨氮吸附总量的14.99%;黏粒级和粉粒级沉积物的氨氮解吸比例较小,分别为30.66%和42.04%,入海后可分别为上覆水提供氨氮52.15和69.16 mg/kg;黏粒级和粉粒级沉积物所吸附的氨氮是氮素循环的重要组成部分;黏粒和粉粒级沉积物的腐殖质含量远远高于粗沙,在其所形成的团聚体结构中存在的孔隙填充方式——氨氮吸附是导致黏粒和粉粒级沉积物饱和吸附量较大、解吸比例较低的根本原因.

水相环境中高岭土对U(Ⅵ)的吸附行为

以黏土岩矿物组成中的高岭土为研究对象,通过批量吸附实验,探讨其接触时间、高岭土的投加量、U(Ⅵ)的初始质量浓度、水相pH和共存阴阳离子等因素对U(Ⅵ)在高岭土中吸附行为的影响。研究表明:高岭土对溶液中U(Ⅵ)的吸附在12 h达到平衡;高岭土的最佳投加量为0. 03 g; U(Ⅵ)的最佳初始质量浓度为5μg/mL;当pH <9时,Kd值随着pH值的增加而增大,在pH=9时Kd达到最大值; 9种类型的阳、阴离子均对U(Ⅵ)在高岭土中的吸附有抑制作用,其中Ca^(2+),CO_3^(2-)和SO_4^(2-)离子抑制效果最为明显。吸附动力学分析表明:高岭土对U(Ⅵ)的动态吸附平衡遵循准二级动力学模型,其相关系数R2高达0. 999。

铀、钚等在某岩土介质上的吸附及其动力学

选择甘肃嘉峪关地区细砂、强风化花岗岩、粉质粘土三种具有代表性岩土介质,通过静态批式实验获得U、^(239) Pu、^(241) Am和^(244) Cm在三种岩土介质上的吸附动力学过程,采用准二级动力学模型及动边界模型对实验结果进行了拟合,结果表明:U、^(239) Pu、^(241) Am和^(244)Cm在三种岩土介质上的吸附均符合准二级动力学模型。动边界模型拟合结果表明:U在细砂以及粉质粘土介质上的吸附主要受膜扩散控制,在强风化花岗岩介质上的吸附主要受化学反应控制;^(239)Pu在细砂以及强风化花岗岩介质上的吸附主要受膜扩散控制,在粉质粘土上的吸附主要受化学反应控制;^(241)Am在三种岩土介质上的吸附主要受膜扩散控制;^(244)Cm在三种岩土介质上的吸附主要受颗粒扩散控制。

季铵盐与双子季铵盐表面活性剂有机蒙脱土的制备及性能研究

测定了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和双子表面活性剂1,2-亚乙基-双(十六烷基二甲基溴化铵)(16-2-16)在蒙脱土上的吸附等温线;分别以上述2种表面活性剂为插层试剂,制备了有机蒙脱土,并采用FTIR,XRD和SEM等技术对2种有机蒙脱土层间和表面结构进行了表征;对比研究了2种有机蒙脱土在水溶液中吸附苯酚的性能。实验结果表明:16-2-16和CTAB在蒙脱土上的最大吸附量相当,但吸附层结构有显著差异;水溶液中2种有机蒙脱土对苯酚的吸附存在表面吸附和分配吸附2种机制,16-2-16有机蒙脱土分配吸附作用显著大于CTAB有机蒙脱土。

风沙土不同粒径微团聚体对氨氮的富集特征

风沙土是易发生溅蚀和水土流失严重的土类,为估算风沙土吸附态氨氮流失量,采用平衡吸附法研究了风沙土不同粒径微团聚体对氨氮的富集特征。结果表明,风沙土中微团聚体对氨氮具有富集作用。其原因有二:细粒级微团聚体中腐殖质含量高于粗粒级;细粒级微团聚体中有机质是通过可溶有机质与黏土矿物相互结合形成复合体而富集。黏粒和粉粒中的稳结态腐殖质占Ht比例相对高于其他粒级,稳结态腐殖质是形成复合体团聚结构的重要胶结物质,在复合体团聚结构中存在的孔隙填充方式氨氮吸附是导致黏粒级和粉粒级微团聚体对氨氮产生富集作用的原因;团聚体对氨氮的富集系数与腐殖质总量呈极显著正相关(R2=0.909),与稳结态腐殖质含量呈极显著正相关(R2=0.902);西辽河流域风沙土在暴雨径流中黏粒级和粉粒级冲泻质泥沙所携载的吸附态氨氮质量分数可分别按3 641.49、2 617.52 mg·kg-1估算,黏粒和粉粒级微团聚体的富集系数可分别按1.65和1.18计算。

四溴双酚A在煤胶体上的表面吸附和分配作用特征

以采自内蒙古霍林河煤矿的煤样为研究对象,通过模拟实验研究了四溴双酚A在煤胶体上的吸附行为,重点探讨了温度、p H值和离子强度对四溴双酚A在煤胶体上表面吸附和分配作用的影响.结果表明:煤胶体对四溴双酚A的吸附过程可由Freundlich表面吸附-分配复合模型很好地描述.随着温度的升高,四溴双酚A在煤胶体上吸附的分配作用和表面吸附同样都有所下降,但温度的升高对分配作用的影响程度较大.p H值主要影响四溴双酚A在煤胶体上的分配作用,在p H值为9时,四溴双酚A在煤胶体上的吸附以表面吸附为主,其对总吸附量的贡献率为97.5%;而在p H值为6~8时,则以分配作用为主,其对总吸附量的贡献率为64.0%~78.9%.Ca^(2+)浓度为0.001~0.1 mol·L^(-1)时,离子强度对于四溴双酚A在煤胶体上的表面吸附和分配作用均影响较小.