铅冶炼水淬渣中金属源释放特征及影响因素

固废中金属源释放机理和特征研究对于环境管理和环境风险防控具有重要意义。采用连续浸出和渗流释放方法,分析了铅冶炼水淬渣中金属元素在不同pH、液固比以及溶解性有机质(DOM)条件下的释放特征。结果表明,铅冶炼水淬渣中含有Cr、Co、Cd、Ni、Mo、Zn等重金属,Al、Li含量也较高。液固比影响金属释放率,总体上液固比越大释放率越大。金属种类和释放率受pH影响显著,在pH=4.5时有Cd、Zn、Mo和Ni溶出;而在pH=7.0时只有Mo溶出,累积释放率也低于pH=4.5时。在相同pH下DOM促进了Mo释放。在实际场景中,应加强含金属类固废全生命周期的风险管控。

黄金尾砂重金属淋溶释放规律

为探究黄金尾砂中重金属释放规律及其环境影响,通过动态淋溶实验研究了某地黄金矿山尾砂中重金属淋溶释放特征.配制初始pH值分别为3.0、4.5和6.0的人工模拟酸雨淋溶液,使用柱式淋溶装置开展黄金尾砂中重金属淋出动力学实验.实验结果表明:尾砂中重金属Mn属于轻度污染,Zn和Cu属于中度至严重污染,Pb为严重污染,而As为严重至极度污染;随着淋溶时间的增加,不同初始pH值组尾砂淋出液的pH值均逐渐升高,而后稳定在7.9~8.2之间,表明该尾砂碱性矿物含量较高,具有一定的酸缓冲能力,而淋出液电导率值均呈现先急剧减小随后趋于稳定的趋势;重金属Zn和Mn从尾砂中的释放率高于As、Cu和Pb,而Pb和Zn对酸性淋溶液的敏感程度相对较高;一级动力学方程和双常数速率方程可较好地描述尾砂中As、Pb、Cu、Mn和Zn淋出的动力学过程,抛物线方程也能较好地描述Cu、Mn淋出的动力学过程;尾砂中重金属淋溶释放是由多种因素协同控制的复杂过程.

混凝土中微波型主动控释胶囊的制备及释放行为

设计并制备了一种混凝土主动控释胶囊,该胶囊能够在微波信号刺激下主动控制释放内部装载的芯材外加剂。采用扫描电镜、X-射线断层扫描仪、电位滴定仪对胶囊及其释放行为进行表征,通过释放动力学模型拟合和极差与方差分析,探讨了胶囊的释放机制和释放率的影响因素。结果表明:胶囊的平均装载能力为34.71%;施加微波后产生响应可缓慢持续释放芯材,释放机制主要为芯材分布于多孔载体孔隙中的Fick扩散机制;各影响因素对释放率的影响程度为:微波功率>微波处理时间>石蜡厚度>Fe_(3)O_(4)掺量;初步证明了胶囊在砂浆中具有微波主动控制释放的性能。该胶囊的应用有望解决直掺外加剂产生的负面效果以及混凝土硬化后其性能难以改善等问题。

负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜的表征及其pH响应释放

为提高活性物质的利用率,选取壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮作为基材,以甘油为增塑剂、戊二醛为交联剂、茶多酚为抗氧化剂制备了具有pH响应的负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜。通过SEM、FTIR表征薄膜的微观结构,测试了薄膜的水蒸气透过率、力学性能、溶胀度、凝胶含量及抗氧化能力,进而通过测定不同pH值环境下水凝胶膜中茶多酚的释放速率,探究其pH响应性,构建动力学模型确定茶多酚的释放规律。结果表明:交联剂与壳聚糖之间的相互作用形成了稳定的水凝胶结构,而茶多酚的加入使各组分之间的交联强度进一步提高,结构更加稳定;交联剂和茶多酚的加入在整体上改善了薄膜的理化性质,水凝胶膜水蒸气透过率为(0.159±0.010)g·mm/(m^(2)·h·kPa)、抗拉强度为(40.58±2.11)MPa、断裂伸长率为62.32%±3.50%、溶胀平衡时的溶胀度为346.27%±3.16%、凝胶含量为87.94%±0.50%,抗氧化活性相对于传统薄膜提高了近5倍;负载茶多酚的水凝胶膜能够对pH变化有效响应,当pH值越小,茶多酚的累积释放率越大,相对于Higuchi、Ritger-Peppas模型,茶多酚的释放规律与一级动力学模型相吻合。负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜能够有效实现茶多酚等活性物质的pH响应释放,有潜力应用于食品包装领域。

铅锌矿区土壤重金属的淋溶试验研究

为揭示铅锌矿区土壤重金属在淋溶条件下的环境行为,通过试验确定了淋溶条件下土壤中重金属的累积释放特征,利用一级动力学方程、修正的Elovich方程、双常数速率方程及抛物线扩散方程进行拟合,建立了淋溶条件下土壤中重金属的释放动力学模型。结果表明:各重金属浸出浓度基本符合先升高后缓慢降低的趋势,其与淋溶体积及pH值之间存在一定负相关性,与电导率存在一定正相关性;土壤中各重金属残渣态比例明显提升,酸可提取态比例有所降低;各重金属的累积释放量增加速度逐渐缓慢。进行动力学方程拟合发现,除一级动力学方程外,其他3种方程对土壤中重金属淋滤过程的拟合结果均较好,说明模拟淋溶条件下土壤中重金属的释放过程不是简单的一级反应,而是一个由多因素综合控制的过程。