pH对土壤及其组分吸附和解吸镉的影响研究进展

综述pH对土壤和土壤组分吸附和解吸镉的影响研究进展。大量吸附实验研究结果表明,土壤及其组分对镉的吸附随pH增大而增加,pH通过影响Cd2+水解、Cd2+与H+交换作用、吸附表面类型和吸附表面电荷等影响镉的吸附,pH与镉的吸附量间存在密切关系。pH对土壤和土壤组分对镉解吸的影响因提取剂类型不同而呈现不同的趋势,单一无机盐或无机酸提取剂下镉的解吸随pH增大而降低,无机盐加有机酸提取剂下镉的解吸量变化趋势又因pH值和有机酸浓度以及有机酸与镉的络合能力不同而不同。

长期有机物循环对红壤稻田土壤磷吸附和解吸特性的影响

【目的】为揭示土壤磷素肥力的变化机制,对16年长期不同施肥模式处理后红壤稻田0～20cm和20～40cm土层的土壤磷吸附-解吸特性进行了研究。【方法】将4种施肥处理土样置于恒温摇床中连续振荡培养,定期测定不同处理土壤磷的各种吸附参数、累积解吸量和解吸率。【结果】长期不同施肥模式处理显著改变了土壤磷的吸附—解吸特性,其中对0～20cm土壤的影响尤为突出。长期有机物循环利用显著降低了0～20cm土壤磷吸附亲和力常数(k)、最大吸附量(Q)和吸附缓冲容量(MBC),同时也明显提高了该层土壤磷的累积解吸量和累积解吸率;与不施化肥基础上的有机物循环利用相比,NPK化肥配施基础上的有机物循环利用在降低0～20cm土层土壤磷吸附参数和提高该层土壤磷累积解吸量与累积解吸率方面的效果更为突出。长期NPK化肥配施与不施肥处理相比,对土壤磷吸附—解吸特性的影响不大。【结论】化肥与有机肥长期配施能显著降低红壤稻田耕层土壤对磷的吸附性,促进土壤磷的解吸,有效提高土壤磷素肥力水平。有机物循环利用对土壤磷吸附-解吸特性的影响并不会增加磷素对水环境的污染风险。

长江口泥沙与沉积物对磷酸盐的吸附和解吸研究

在长江口河段布点采样、实验室分析的基础上,从动力学、磷的等温吸附、pH值、盐度和泥沙含量对磷酸盐的吸附和解吸的影响诸方面,对长江口泥沙和沉积物对磷酸盐的吸附和解吸进行分析研究,确定了相应的关系式及变化规律,并计算得到磷酸盐的吸附—解吸平衡时间、泥沙的饱和吸附量、解吸量及细颗粒泥沙对磷的表观等量吸附热。实验分析结果有助于长江口及临近海域富营养问题的研究,对长江口水质管理、污染控制具有指导意义。

连作杨树人工林根际土壤中2种酚酸的吸附与解吸行为

采集不同代人工林林地杨树根际土壤样品,采用等温吸附和解吸试验结合HPLC定量测定,研究杨树根际土壤中2种主要酚酸(对羟基苯甲酸和苯甲酸)的吸附和解吸附特性,探讨2种酚酸在杨树根际土壤中的累积机制。结果表明:杨树根际土壤对对羟基苯甲酸和苯甲酸均具有较强的吸附能力,对羟基苯甲酸的平均吸附率63.39%～72.26%,苯甲酸的吸附率较对羟基苯甲酸低,平均吸附率39.53%～47.46%;Fruendlich等温吸附方程能很好地描述这2种酚酸在杨树根际土壤中的吸附过程,吸附平衡浓度Ce和吸附量Cs之间存在较好的线性关系。2种酚酸的吸附作用属于物理吸附,但解吸特性差异较大,对羟基苯甲酸在不同连作代数林地根际土壤吸附平衡液中的解吸能力均较强,平均解吸率46.62%～52.89%;而苯甲酸解吸能力较弱,尤其在高浓度吸附平衡体系中很难进行解吸附,此规律与2种酚酸的吸附常数基本吻合。2种酚酸的吸附和解吸特性一定程度上反映酚酸在杨树根际土壤中的环境行为学特征,并为进一步揭示其在杨树根际微域的累积机制提供理论依据。

铁(氢)氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究

铁(氢)氧化物对P的吸持和释放在一定程度上决定着P的生物有效性和水体富营养化。以两种环境中常见晶质铁氧化物(针铁矿和赤铁矿)为对照,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)和孔径分析以及动力学和吸附-解吸热力学平衡等技术方法,研究了弱晶质水铁矿对P吸附-解吸特性,并探讨了相关机制。实验表明,三种矿物对P的吸附分为起始的快速反应和随后的慢速反应,它们均符合准一级动力学过程,反应中OH–释放明显滞后于P吸附,P吸附经历了从外圈到内圈配位、单齿到多齿配位过渡的过程;与晶质氧化铁比,水铁矿吸附容量和OH–释放量更大、慢速吸附反应更快、存在缓慢扩散反应阶段,吸附容量依次是:水铁矿(4.36μmol/m2)>>针铁矿(2.62μmol/m2)>赤铁矿(2.28μmol/m2);针铁矿和赤铁矿吸附P符合L(Langmuir)模型,而水铁矿更符合F(Freundlich)模型。中性盐介质(KCl)中在最大吸附量时P的解吸率依次为:水铁矿(8.5%)<针铁矿(10%)<赤铁矿(12.5%);柠檬酸通过配体解吸和诱导溶解两种机制促进P的解吸,最大吸附量时解吸率依次是:针铁矿(25%)<水铁矿(32%)<赤铁矿(50%)。

模拟酸化下水稻土微团聚体Cu^(2+)吸附与解吸的影响

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区水稻土(黄泥土)微团聚体颗粒,用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究了它们在pH2～6范围内pH对Cu2+的静电吸附和专性吸附的影响。结果表明,不同粒径的微团聚体颗粒对Cu2+的吸附等温线可都用Freundlich模型来描述。Cu2+吸附量大小以下序递减,粘粒级、砂粒级、粉砂级、粗粉砂级;吸附量受其中游离氧化铁、氧化铝和有机质含量的控制。吸附量随pH升高而增加。低pH条件下利于静电吸附,吸附过程H+减少使平衡液pH上升;高pH条件下主要是专性吸附所控制,释放H+使平衡液pH下降。

江西省典型水稻土对铜、铅吸附解吸特性研究(英文)

[目的]研究江西省典型水稻土对铜、铅的吸附解吸特性。[方法]以江西省2种典型的水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究铜、铅在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对铜和铅在水稻土中的环境风险进行评估。[结果]等比例条件下两种水稻土对铜和铅离子的吸附量为铅大于铜,且潴育型水稻土的吸附能力明显大于潜育型,但两种水稻土对铜和铅离子的解吸量则为铜大于铅,且解吸能力为潜育型水稻土大于潴育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对铜和铅离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;水稻土中铜污染的潜在环境风险大于铅,铜和铅离子的环境风险随p H升高而减小,且铜和铅共存时明显增大。[结论]研究表明在铜和铅离子共存于水稻土时,与铅污染相比,应重视和尽量避免铜的污染。

江西省典型水稻土对镉、铅吸附解吸特性和环境风险评估（英文）

[目的]研究江西省典型水稻土对镉、铅的吸附解吸特性。[方法]以江西省2种典型水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究镉、铅在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对镉和铅在水稻土中的环境风险进行评估。[结果]等比例条件下两种水稻土对镉和铅离子的吸附量为铅大于镉,且潴育型水稻土的吸附能力明显大于潜育型,但两种水稻土对镉和铅离子的解吸量则为镉大于铅,且解吸能力为潜育型水稻土大于潴育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对镉和铅离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;水稻土中镉污染的潜在环境风险大于铅,镉和铅离子的环境风险随p H升高而减小,且镉和铅共存时明显增大。[结论]研究表明在镉和铅离子共存于水稻土时,与铅污染相比,应重视和尽量避免镉的污染。

江西省典型水稻土对铜、镉吸附解吸特性和环境风险评估

以江西省2种典型水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究铜、镉在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对铜和镉在水稻土中的环境风险进行评估。结果表明:等比例条件下水稻土对重金属离子的吸附亲和力为铜大于镉,吸附能力潴育型水稻土明显大于潜育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对重金属离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;铜和镉的环境风险随p H升高而减小,且铜和镉共存时明显增大。

长期不同施肥模式下稻田土壤磷吸附与解吸的动态研究

为了探讨土壤对磷素的固定与释放过程,研究了长期不同施肥模式下红壤稻田0～20 cm和20～40 cm土壤对磷的吸附和解吸动态.结果表明,0～20 cm土壤对磷的吸附量培养前期快速增大、后期趋于稳定,20～40 cm土壤对磷的吸附量呈培养前期快速增大、后期缓慢增大的态势.长期有机物循环配施化肥显著降低了0～20 cm土壤磷吸附量,与单施化肥相比,其对土壤磷的吸附量降低幅度达20.1％;无肥基础上的有机物循环利用效果次之,单施化肥无明显效果.各施肥模式对20～40 cm土壤磷的吸附特性影响较小.土壤对磷的解吸量主要集中在前几次浸提,且随浸提次数的增多而减小.长期有机物循环利用促进了0～20 cm土壤磷素的解吸,有机物循环利用配施化肥效果更佳,其对土壤磷的累积解吸率较单施化肥提高幅度达72.2％;单施化肥在一定程度上抑制了土壤对磷的解吸.长期有机物循环利用对20～40 cm土壤磷的解吸特性影响不大.0～20 cm土壤对磷的解吸量和累积解吸率均低于20～40 cm土壤.化肥基础上的有机物循环利用促进了土壤中磷素的活化,改善了磷素肥力水平.

香兰素在大孔吸附树脂上的吸附平衡、动力学及动态吸附过程

研究香兰素在大孔吸附树脂LX-02上的吸附平衡、动力学以及动态吸附和解吸过程。考察p H对香兰素吸附的影响,并测定不同温度条件下香兰素的吸附等温线。结果表明:树脂LX-02吸附香兰素的最适p H为4.5;Freundlich模型可以更好地拟合香兰素吸附等温线(R2=1),香兰素在LX-02树脂上的吸附为放热过程,最大吸附量为162.96 mg/g。吸附动力学结果表明,香兰素吸附动力学符合准二阶动力学模型。香兰素在树脂上的传质速率随着温度和浓度的增加而增加,且20 min内即可达到吸附平衡。动态吸附和解吸实验发现,温度升高会导致香兰素在树脂上的吸附量降低,而流量对树脂吸附香兰素的影响可忽略不计,因此,最佳上柱条件为温度298.15 K、流量2 m L/min,最适解吸剂为0.05 mol/L Na OH。

高州水库底泥磷吸附与解吸模拟研究

通过室内实验模拟高州水库底泥中磷的吸附与解吸过程,分别对比不同样点底泥和不同磷浓度上覆水对底泥磷释放和吸附的影响,研究了水库底泥中磷的吸附与解吸动态变化规律。结果表明:高州水库不同样点底泥对磷的吸附和解吸的动态平衡浓度为0.03 mg/L^0.05 mg/L,不同磷浓度上覆水底泥对磷的吸附和解析动态平衡浓度为0.05 mg/L。上覆水和底泥中磷含量的高低均会影响磷的吸附和解吸动态变化。底泥中磷含量与磷吸附速率成反比;上覆水中磷含量与磷吸附速率成正比关系。

牛蒡叶单宁提取工艺及大孔树脂吸附性能的研究

在单因素实验的基础上,利用响应面分析法优化牛蒡叶中单宁提取工艺,同时研究了大孔吸附树脂对牛蒡叶多酚的吸附和解吸性能.结果显示,牛蒡叶中单宁的最佳提取工艺条件为:料液比1∶70g·mL^(-1),提取温度60℃,提取时间150min.在此条件下,牛蒡叶中单宁的实际提取率为1.466%,与理论提取率相差0.006%.大孔吸附树脂对单宁的吸附实验表明,纯化单宁的最佳树脂是NK109型大孔树脂,其静态吸附率为76.27%,静态解吸率为46.87%,动态吸附率为74.76%,动态解析率为85.75%.

富营养化湖塘底泥氮磷吸附—解吸模拟研究

当外源营养盐负荷得到控制后,水体底泥中氮、磷等营养物质的释放成为诱发水体富营养化的重要内因。通过室内实验模拟富营养化湖塘底泥中氮、磷的吸附与解吸过程,对比分析不同氮、磷浓度条件下,上覆水-底泥间氮、磷吸附与解吸过程中的特点,探讨了影响氮、磷吸附和解吸关键因素,揭示了底泥氮、磷吸附和解吸平衡质量浓度,为制定科学的底泥内源氮、磷的控制措施提供科学依据。

高压注水对煤体瓦斯解吸特性影响的试验研究

为了研究高压水作用后的煤层瓦斯解吸特性,依据地面水力压裂煤层抽采煤层气的方案和工艺,设计一系列含瓦斯煤体注水后的解吸特性试验,说明实际状态下的含瓦斯煤体在受到高压水的长期作用后解吸能力及规律的变化。试验装置采用自主研制的吸附-注水-解吸成套设备,分阶段地进行吸附、高压注水和解吸试验,对于不同煤种同等吸附压力下、相同煤种不同吸附压力下的块状原煤进行自然解吸和不同压力下的高压注水解吸试验,以获得不同条件下试验煤体的瓦斯解吸规律。结果表明:(1)在相同吸附平衡压力下,试验用1-1#贫煤的自然解吸率为56.17%,略高于试验用2-1#无烟煤的51.50%,与矿井实际的条件相同;(2)水对含瓦斯煤体的解吸特性影响较大,等压注水后的1-1#,1-2#和2-1#煤体的瓦斯解吸率分别为40.15%,47.17%和27.09%,只有自然解吸时的50%～70%,无烟煤的影响最大,较高瓦斯吸附压力下的贫煤影响最小;(3)随着注水压力的增加,最终解吸率逐渐呈非线性的规律衰减,在注水压力达到一定极值后解吸率会保持稳定;(4)解吸的时间效应与注水有关,自然解吸在较快时间内可以达到平衡,而注水后的解吸达到平衡的时间有不同程度的增加。

煤层瓦斯解吸影响因素的试验研究

为了研究煤层瓦斯解吸影响因素,选用屯留矿的贫煤,设计了不同含水率下的含瓦斯块煤在自然状态下和高压注水之后的常温解吸和升温强化解吸试验。采用自制的吸附-解吸-注水成套试验设备,分4个阶段对煤样进行反复的吸附和解吸,将试验结果进行对比分析。结果表明:煤对瓦斯的吸附和解吸不是完全可逆的2个过程,含水率是0和1%的煤样在常温自然状态下的解吸率分别是62.3%和67.9%,水对瓦斯的解吸影响较大;在高压注水之后,含水率为0和1%的煤样在常温自然状态下的解吸率分别为11.5%和27.5%;升温可以促使残余瓦斯的解吸,50℃时含水率为0和1%的未注水煤样,解吸率分别是常温下的1.5和1.4倍,注水后的解吸率分别是常温下的2.5和1.7倍。

废旧棉花纤维改性水凝胶的合成及其对重金属离子的吸附研究

成功开发了一种用于废水处理的高吸附容量、高力学性能及可循环使用的重金属离子吸附复合凝胶,通过将旧棉花水解得到的纤维对聚丙烯酸-丙烯酰胺/聚乙烯醇复合凝胶进行掺杂改性,有效提高了材料的重金属离子吸附容量.该凝胶对污水中普遍存在的几种重金属离子(Cu^(2+),Cd^(2+),Ni^(2+)和Pb^(2+))具有优异的吸附和解吸附能力.本研究解决了凝胶因力学性能差而无法循环使用的问题,有望应用于工业废水中重金属离子的富集和移除.

基于固态胺的CO_2和湿度综合控制装置性能试验研究

目的研制一套以固态胺作为吸附剂的CO_2和湿度吸附去除装置,实现载人登月飞行器中CO_2和湿度的综合控制。方法通过监测舱内CO_2浓度变化、反应装置吸附、解吸前后重量变化、反应装置进出口温度变化,考察不同试验条件下装置吸附、解吸CO_2和水的性能,以及影响装置吸附性能的因素。结果该装置能够同时去除舱内的CO_2和水蒸气,温度对装置的吸附性能有显著影响,降低入口气流以及反应装置内部的温度有利于CO_2的吸附,水的存在影响固态胺材料对CO_2的吸附。结论后续装置优化改进的方向为吸附时及时将热量导出,解吸时提高热能利用率,节省能耗。

注热瓦斯抽放数学模型及解法研究

煤层瓦斯抽放既能解决煤矿瓦斯灾害,又能使抽放出的瓦斯用于工业及民用、变废为宝。通过煤层注热技术增加吸附态瓦斯的解吸,增加瓦斯在渗流通道中的运移压力梯度,增大瓦斯抽放量。结合注热瓦斯抽放理论规律,运用瓦斯渗流方程、煤岩体导热方程建立了注热瓦斯抽放的数学模型,对模型中的瓦斯方程进行了线性近似,对瓦斯渗流方程和煤岩导热微分方程的泛函及离散过程进行了详细分析,并列出了注热瓦斯抽放数学模型的数值解算程序框图。

大孔树脂纯化山竹果壳废弃物色素的研究

以大孔树脂为吸附材料分离纯化山竹果壳中的天然色素,并对其纯化工艺条件进行探究。实验选择了FL-1,FL-2,FL-3,AB-8,NKA-9,D-101,X-5,DA-101,DA-201九种大孔树脂,比较了其对该色素的吸附率和解吸率,并对静态(吸附率×解吸率)柱形图比较进行考察,筛选出最好的树脂。结果表明,AB-8大孔树脂对该色素的吸附和解吸效果较好。在动态吸附中,当上样液吸光度为0.100～0.300,pH 4,上样液流速为3BV/h时,AB-8树脂对山竹果壳色素吸附量大;以90%的乙醇为洗脱剂,流速为2BV/h时,解吸效果最好;山竹果壳色素纯化后,色价提高了5倍左右。这项研究为山竹果壳色素的工业化生产提供了理论基础。