有机粘土矿物及土壤改性在污染防治和环境修复中的应用

土壤粘土矿物中天然存在的无机阳离子可通过简单的离子交换反应被有机阳离子(如阳离子季铵盐表面活性剂)置换而生成有机粘土矿物。有机粘土矿物有效地吸附水中的有机污染物,可应用于工业废水处理、作为土地填埋防渗材料添加剂等。现场土壤改性可吸附地下水中的有机污染物,并结合微生物降解提供一项崭新的综合技术,以改善污染的地下水环境。

表层土壤改性法预防有机物对地下水的污染

西北黄土高原地区因油田开发造成大范围的土壤有机物污染,并对浅层潜水的水质构成威胁,为防止石油类污染物淋滤到潜水含水层,用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA-Br)和阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对表层黄土进行改性处理,并制备了一系列土壤样品.比较了有机物在天然黄土和改性土中的不同吸附特性和分配规律,并探讨了它们不同的吸附机理.通过比较甲苯在两类土壤中的吸附特性可以发现,等温吸附曲线均符合弗德里希方程式,但改性黄土的吸附能力为天然黄土的2～10倍.当同时用阴-阳离子表面活性剂进行黄土改性时,会使吸附能力比单独使用阳离子表面活性剂改性的增强15%～20%.可见用表面活性剂对黄土改性能有效地在包气带滞留污染物,在一定程度上延缓或防止地面石油泄漏对含水层的污染.

土壤改性剂在机场道路建设中的应用

在基于南京禄口国际机场土壤进行最佳含水量测试后,研究分析生石灰、水泥、土壤固化剂含量对土壤抗压强度影响,确认在3.5%的生石灰、4.5%的水泥、0.1%土壤固化剂条件下,土壤的无侧限抗压强度达到5.6MPa,达到道路建设应用需求。

土壤改性剂

土壤改性剂道路、场地（运动场、游戏场、飞机场、停车场等）铺筑中，常常因施工地的土质不够稳定，尤其是粘性土壤，被雨淋水浸后膨胀变软、塑性增加，其抗压强度下降后而导致路面损坏。对于土壤的稳固处理一般有用石灰，水泥来稳定土壤地基，也可用硫酸、磷酸作为处理剂...

改性土壤的制备及其对Hg^(2+)的吸附性能研究

为了经济高效地脱除废水中的重金属汞离子,制备改性土壤作为Hg2+的优良吸附剂。利用5种酸性活化剂对土壤进行改性,发现用体积分数为0.3%的HNO3洗涤后改性土壤对Hg2+的吸附性能较好。Freundlich方程很好地描述了改性土壤对Hg2+的吸附等温线,改性土壤在进行Hg2+吸附时,最佳pH值为9。在动力学分析中发现,伪二阶动力学方程更加符合改性土壤对Hg2+的吸附过程。对改性土壤进行脱附再生实验后发现,HCl和乙醇分段式的脱附方式吸附效率最高,达到62.79%。

改性土壤净化污水污染物含量变化及净化机理研究

污水的土壤净化是使污水资源化的一种重要途径。采用砂石、锯末粉、凹凸棒土对土壤填料进行改性,室内土柱实验模拟污水的土壤净化过程,原位采集土壤水、土壤样品和重力出流水,测定COD_(Cr)、TP、TN的值。数据结果显示,改性土壤系统对总磷、总氮的去除率较好,均达到了90%以上;在土壤系统净化污水的初期,改性土壤对污染物吸附起主要作用,随着时间的延长,土壤系统中微生物对有机物的降解起主要作用。

浮游植物受改性当地土壤湖泊综合修复影响研究

改性当地土壤湖泊综合修复技术是一种创新的湖泊治理方法,它基于土壤改良和生态修复的原理向湖泊中投放经过特殊处理的当地土壤,改善湖泊底质环境,促进有益微生物的生长,从而抑制蓝藻等有害藻类的繁殖,恢复湖泊生态系统的平衡。本文探讨改性当地土壤湖泊综合修复技术(MLSRT)对湖泊中浮游植物群落变动的影响,通过连续监测和分析,发现在应用MLSRT后,湖泊内浮游植物的群落结构发生了显著变化,尤其是在蓝藻、硅藻和绿藻的种类与比例上表现出明显的差异。

改性土壤对模拟含油废水中油的吸附

研究季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子 ( TMA)和十六烷基三甲基铵离子 ( HDTMA)改性的土壤 (黑土、黄棕壤、红壤 )对水中油的吸附作用 .结果表明 :改性土壤和未改性土壤均可吸附水中的油 ,但改性土壤对水中油的吸附能力明显高于未改性土壤 .改性土壤吸附油能力的顺序依次为 :1 CEC- HDTMA黑土 >1 CEC- HDTMA黄棕壤 >1 CEC- HDTMA红壤 >1 CEC-TMA黑土 >1 CEC- TMA黄棕壤 >1 CEC- TMA红壤 .未改性土壤和 HDTMA改性土壤对油的吸附通过分配来进行 ,吸附等温线可由 Henry方程表示 ,得出 log KSOM为 2 .69,log KHDTMA为 3.35;TMA改性土壤对油的吸附符合 Langmuir方程 ,其对油的饱和吸附量分别为 1 1 50 mg/kg( TMA黑土 ) ,751 mg/kg( TMA黄棕壤 ) ,1 72 mg/kg( TMA红壤 )

改性当地土壤技术修复富营养化水体的综合效果研究:Ⅲ.模拟湖泛水体的应急治理效果

为了探索原位解决湖泛引起的水体感官和水质恶化问题,本研究在室内考察了改性当地土壤对湖泛黑物质的絮凝去除效果及土壤和沙子覆盖对絮体再悬浮的抑制作用,并在梅梁湾围隔实验中考察了改性当地土壤湖泊综合修复技术对模拟湖泛水体嗅味物质和营养盐的去除及水体溶解氧(DO)的改善效果.室内研究结果表明,壳聚糖改性土壤对湖泛水体黑物质的絮凝去除效果比聚合氯化铝更佳,在55 mg/L的壳聚糖改性土壤投加量时,水体浊度从对照的>2000NTU降低到5 NTU,土壤和沙子覆盖能够有效地减少湖泛水体黑物质絮凝去除后的再悬浮.现场研究结果表明,该技术处理30 min后总氮和总磷的去除率达到97.0%,嗅味物质DMTS和MIB的去除率达到75.0%以上,水体表层DO增加了75.0%,底层DO增加了183.5%.改性当地土壤湖泊综合修复技术对湖泛水体的感官和水质起到明显的应急改善效果.

非离子表面活性剂改性土壤的制备及其对水中有机污染物的吸附研究

采用室内实验方法,研究了用非离子表面活性剂烷基酚与环氧乙烷缩合物TX-7、TX-15制备有机粘土及其对水中芳香族化合物硝基苯、卤代烃1,2-二氯乙烷的吸附作用。结果表明,TX-7、TX-15均能与天然蒙脱土结合,TX-7在天然蒙脱土中的吸附量大于TX-15;改性土壤对水中有机污染物的吸附能力明显大于天然蒙脱土,TX-7改性土壤的吸附能力大于TX-15改性土壤;TX-7改性土壤和天然蒙脱土对有机物的吸附通过分配进行,吸附等温线可用Henry方程表示。

改性土壤对模拟含硝基苯废水的吸附

研究了季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子 (TMA)和十六烷基三甲基铵离子(HDTMA)改性的土壤 (黑土、黄棕壤、红壤 )对水中硝基苯的吸附作用 .结果表明 :改性土壤和未改性土壤均能吸附水中的硝基苯 .但改性土壤对水中硝基苯的吸附能力明显高于未改性土壤 .改性土壤吸附硝基苯能力的顺序为 1CEC HDTMA黑土>1CEC HDTMA黄棕壤 >0 7CEC HDTMA黄棕壤 >1CEC HDTMA红壤 >0 7CEC HDTMA红壤 >1CEC TMA黄棕壤 >1CEC TMA红壤 .未改性土壤和HDTMA改性土壤对硝基苯的吸附通过分配来进行 ,吸附等温线可用Henry方程表示 ,其lgKSOM 为2 2 7,lgKHDTMA为 2 87.

改性当地土壤技术修复富营养化水体综合效果研究:Ⅰ.水质改善的应急与长期效果与机制

2010年10月-2011年9月在太湖梅梁湾围隔内研究了改性当地土壤絮凝除藻及其对水质改善的应急和长期效果,并结合室内实验研究了该技术防控底泥再悬浮和减少底泥二次污染的长效机制.现场围隔实验结果表明,改性当地土壤除藻30 min后,TN、NO3--N、NH4+-N、TP、PO34--P和Chl.a的去除率分别为66%、57%、60%、93%、92%和98%;长期监测结果表明,与对照区域相比,围隔内的TN、NH4+-N、NO3--N、TP和PO34--P在处理后11个月内的平均值分别降低了39.83%、52.30%、48.53%、18.75%和60.00%.室内再悬浮实验结果表明,改性土壤和沙子抗再悬浮能力较未改性土壤分别提高了3和5倍.室内柱培养结果表明改性土壤絮凝除藻和沙土覆盖相结合可有效提高表层沉积物-水界面的氧化还原电位和溶解氧,使沉积物向水体的TP和TN通量从源逆转成汇,PO34--P和NH4+-N通量大幅度降低.改性土壤技术在利用絮凝除藻快速改善水质后,可通过改性沙/土分层底泥调控分别达到对藻絮体再悬浮的物理控制和营养盐再释放的化学控制,通过将亚表层底泥中的藻细胞分解并被沉水植物根系吸收,可实现对底泥中水华蓝藻复苏和水体富营养化的长效生态控制.

改性土壤处理生活污水的初步研究

以生活污水为研究对象,按一定比例混合土壤、粗砂、煤渣、脱水污泥、石灰石、凹土作为基质来构建复氧改性土壤净化系统对其进行处理,初步考察了不同的污泥含量对处理效果的影响。结果显示,当系统含30%土壤、30%砂石、15%污泥、15%的煤渣、5%腐木和5%石灰石(质量比)时处理效果较好,COD、NH4+-N、TP、TN的去除率分别为46.00%、75.86%、58.22%、18.94%,且具有较大的发展潜力。

改性当地土壤技术修复富营养化水体综合效果研究:Ⅱ.底栖动物群落结构和多样性的响应

从2010年10月开始在太湖梅梁湾围隔内实验区实施了改性当地土壤技术,在研究其对水体富营养化和蓝藻水华长效控制作用的同时,重点研究了底栖动物群落对此技术的响应.研究发现:经过11个月的处理,相比对照区,实验区内软体动物的平均密度和生物量分别增长了124%和33.8%,底栖动物Margalef和Shannon-Wiener多样性指数分别增长了41.1%和18.5%.环境因子和底栖动物群落的典范对应分析发现叶绿素a、温度、溶解氧和总磷对底栖动物群落有显著影响.本研究表明通过改性当地土壤技术降低水体营养盐含量和叶绿素a含量、增加底泥表层溶解氧含量,可以在一定程度上改善底栖动物生境,提高其物种多样性.

改性土壤对苯系物的吸附行为研究

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基铵离子 ( HDTMA)和四甲基铵离子 ( TMA)对土壤进行修饰 ,制得改性土壤。探讨了改性土壤对苯系物的适宜吸附条件 ,研究了它们对水中苯系物的吸附作用及相互影响行为及对苯系物的吸附性能及机理。结果表明 :HDTMA改性土壤可有效地吸附水中的污染物 ,吸附系数是原土的几十倍 ,对苯系物的吸附等温线呈近似线性 ,其机理为分配作用 ,被吸附物相对分子质量越大吸附愈大 ;TMA改性土壤对水中苯系物的吸附效果较前者差 ,但仍比原土壤好 ,对苯系物的吸附等温线呈非线性 ,主要以表面吸附为主。

季铵盐改性土壤对水中苯酚的吸附及机理研究

采用十六烷基三甲基溴化铵 ( HDTMA)对土壤进行了改性。结果表明 ,改性时最适温度为 50～ 55℃ ,最适p H为中性 ,最适 HDTMA浓度为 1 %。又考察了 p H、改性土壤用量及振荡时间对吸附效果的影响 ,通过测定吸附等温线探讨了吸附机理。结果表明 ,p H=3～ 1 0时 ,酚的吸附去除率基本不变 ,当 p H>1 0时 ,吸附效率随 p H增大而提高。随着改性土壤用量的增加和振荡时间的延长。酚的去除率升高。改性土壤对苯酚的等温吸附规律可用 Freundlich模式描述 ,在 p H=1 2时 ,亦可用 Langmuir模式模拟 ,但在 p H=5.83时 ,吸附规律不符合 Langmuir模式 ,而符合线性分配模式 ,这与吸附机理不同有关。

改性土壤对矸石溶出液中主要污染因子的吸附特征

主要通过静态试验研究了平煤集团十二矿矸石的静态溶出特征和改性土壤对矸石浸溶液中主要污染因子吸附特征;结果表明,煤矸石浸泡液中主要污染因子为SO42-、F-、重金属Mn;改性土壤对SO42-、F-及重金属Mn等污染因子的吸附等温式分别符合Temkin等温式、Freundlich等温式和Freundlich等温式,饱和吸附量分别为14.80 mg/g、0.085 mg/g和0.0087 mg/g;主要发生了配位吸附等专性吸附,吸附稳定性高,不易解吸。

纳米材料改性土壤力学性质的研究综述

近年来,纳米材料以其新特性被广泛应用于环境领域,在包括土壤改性和废物利用等方面有十足的潜力。回溯了纳米材料(包括纳米黏土、纳米氧化物、纳米碳等)在土壤中的应用历程,总结综述了近30 a来纳米颗粒对土壤力学性能改善方面的重要成果。针对不同类型的土壤,梳理了纳米材料对土壤的结构、强度、水力性能方面的影响,并从纳米颗粒的结构和改性土壤的结构出发,归纳了纳米材料提升土壤力学性质的机理。丰富了纳米材料改性土壤领域的研究成果,为改性土壤材料种类的选择、材料掺量的确定提供了参考和理论依据。

土壤生态改性膨胀土边坡研究

膨胀土的特殊物理性质是导致膨胀土地区路堑边坡破坏的主要原因,边坡坍塌和滑坡,不仅影响高速公路景观,同时还可能危及到正常的行车和安全。本文通过对膨胀土试验和对比分析,探讨了使用土壤生态改性剂对膨胀土路堑边坡治理的效果,并对土壤生态改性膨胀土施工及质量控制方法进行了总结,对高速公路膨胀土边坡防护有重要的借鉴和指导意义。

改性土壤对地下水中苯系污染物的吸附

研究了用阳离子表面活性剂改性的土壤对模拟地下水中的苯系污物苯、甲苯、二甲苯的吸附．获得了两种改性土壤对苯系污染物的吸附等温线，结果表明：用长链季胺盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（ＨＤＴＭＡ）改性后的土壤，吸附水中苯系污染物的能力明显高于未改性土壤．其改性后土壤的吸附能力主要取决于土壤的阳离子交换容量和有机阳离子的性质。