腐殖酸和pH对典型轮胎磨损颗粒迁移行为的影响机制

轮胎磨损颗粒(Tire wear particles,TWPs)作为微塑料(Microplastics,MPs)的重要种类之一,当下其生态风险已受到生态学家的高度重视。通常,颗粒型污染物的环境行为过程是其生态风险的重要影响因素。然而,TWPs在土壤等多孔介质中的迁移过程及影响机制至今尚未见报道。选择冷冻破碎制备的冷冻破碎轮胎磨损颗粒(C-TWPs)以及道路磨损产生的滚动摩擦轮胎磨损颗粒(R-TWPs)和滑动摩擦轮胎磨损颗粒(S-TWPs)为典型研究对象,以石英砂柱来模拟研究TWPs在土壤等环境多孔介质中的迁移行为,并探究天然有机物腐殖酸(HA)及不同pH(4、7和10)环境对以上三种类型TWPs迁移行为的影响。结果显示:HA(50 mg·L^(-1))能够显著增强三种类型TWPs的迁移性,并且在HA(50 mg·L^(-1))存在下,不同pH(4、7和10)对TWPs迁移行为影响不同,中碱性环境(pH=7/10)更有利于TWPs的迁移。主要原因在于,HA存在或(和)中碱性环境有利于(同时)增大TWPs和石英砂颗粒表面的Zeta电位值(绝对值),此时,一方面TWPs的分散性得到改善,有较小的粒径分布,另一方面增加了TWPs和石英砂颗粒间的静电排斥力,有助于TWPs的迁移。值得注意的是,HA存在和不同pH环境条件下,低温破碎制备的C-TWPs的迁移性较R-TWPs和S-TWPs强,主要由于C-TWPs制备时携带有较多的负电荷、较小的等电点和较强的疏水性,上述性质也可促使其吸附更多的HA,从而加强其电负性;而R-TWPs和S-TWPs由于粘附了道路矿物、金属盐或灰尘而减弱以上性质,表面具有较小的电负性。研究结果揭示了不同类型TWPs在自然界中地球化学迁移行为的差异性,并暗示了研究源头性质(排放方式)以确定同种材质微塑料环境行为及生态风险内在差异的必要性。

南海钙质砂的动剪切模量与阻尼比试验研究

岩土体的动剪切模量和阻尼比是土工建筑物、近海场地动力稳定性分析中的主要动力学参数,为评价南海钙质砂的动力学特性,利用美国GCTS共振柱测试系统,对取自南海地区的钙质砂进行共振柱试验,研究固结压力、相对密实度对其动剪切模量和阻尼比的影响,并与石英砂进行对比分析。研究发现:相同的试验条件下,钙质砂的最大动剪切模量、阻尼比均大于石英砂;从总体而言,钙质砂的动剪切模量在剪应变小于0.1%时大于石英砂动剪切模量,在大于0.1%时两者趋于一致,其动剪切模量比G/Gmax随剪应变γ衰减的速度快于石英砂。根据试验结果建立钙质砂动剪切模量比G/Gmax、阻尼比D的数学模型,并结合现有的钙质砂动剪切模量比及阻尼比研究成果,给出钙质砂动剪切模量比和阻尼比的变化范围,为钙质砂场地工程建设中建筑物动力稳定性分析提供依据。

淋溶条件下石英砂柱中铁锰氧化物的形成特点

用不同浓度铁锰离子混合溶液对石英砂柱进行40次淋溶实验,研究砂柱中铁锰氧化物的形成状况。结果表明,淋出液中铁锰离子浓度与其pH值随着淋溶次数的增加呈现先降低后升高的趋势;各处理所形成的铁锰氧化物含量之间存在极显著差异,淋溶液中铁锰离子浓度越大,形成的铁锰氧化物含量越高,当淋溶液中铁锰摩尔浓度比即c(Fe2+)/c(Mn2+)为2:1时最有利于铁锰氧化物的形成;随着淋溶次数的增加,铁锰氧化物含量的增长逐渐减慢;不同层次铁锰氧化物含量差异显著,下层(20～30cm)含量明显高于其它层次;各阶段(每淋溶10次为一阶段)不同形态(非晶形态、晶形态)铁锰氧化物含量间的相关性存在差异,铁锰氧化物尤其是非晶形态的相对比例(Fe/Mn)随着淋溶次数的增加逐渐增大。

石英砂整体微柱的制备及其反相电色谱分离研究

在2.2 mm内径的石英管中,采用正硅酸四乙酯水解的溶胶-凝胶法合成了填充细石英砂的高比表面积电色谱整体柱,并用正辛基三乙氧基硅烷键合制备反相色谱固定相.填充细石英砂的电色谱整体柱抑制了大柱径引起的电流热效应,采用电渗流驱动流动相,分离了苯酚和苯,实验证明该整体微柱用于电色谱分离和改善浓度检出限的可行性.

五价锑在中国南方两类典型土壤中的迁移特征

通过土柱出流实验研究锑在我国南方的红壤和棕色石灰土中的迁移行为,对实验结束后的土柱进行分级提取,得出土壤中不同形态锑的百分比。为分析氧化还原电位对锑迁移的影响,探讨了不同p H条件下锑在覆铁石英砂中的迁移行为。实验结果表明,锑在棕色石灰土中迁移时穿透曲线的峰值(C/C0=0.88)比在红壤(C/C0=0.26)中的高,出流所需时间短;在红壤中迁移时穿透曲线的"拖尾"现象较明显。第二次出流的情况正好相反,锑在红壤中的穿透曲线峰值明显升高C/C0达到0.58,而锑在棕色石灰土中的穿透曲线峰值较第一次明显降低(C/C0=0.70),说明红壤第一次淋洗不彻底,棕色石灰土第一次淋洗比较彻底。土柱实验结束后的土壤中锑主要以铁铝氧化物结合态存在,非专性吸附态、专性吸附态和残渣态含量很少,棕色石灰土中的弱结合态锑含量较红壤中多。不同p H条件下锑在覆铁石英砂中迁移特征为,当p H为4时锑在覆铁石英砂中的穿透曲线对称性较好,"拖尾"现象不明显,随着p H变大穿透曲线对称性变差,"拖尾"现象变明显。