有机质对广西酸性富硒土中Se(Ⅳ)吸附解吸特性的影响

为探究有机质在酸性富硒土吸附Se(Ⅳ)过程中的作用,以广西典型富硒区的赤红壤为材料,研究了酸性富硒土去除有机质后,土壤硒的赋存形态、土壤对Se(Ⅳ)的吸附解吸特征及吸附前后土壤基团的变化。结果表明:①去除有机质后,土壤中有机结合态硒大幅度减少,铁锰结合态硒成为土壤硒的主要赋存形态。②吸附试验表明,土壤对Se(Ⅳ)吸附过程以多分子层的不均质表面吸附为主,吸附过程受控于化学反应与化学吸附;去除有机质后,土壤对Se(Ⅳ)吸附量和吸附强度均显著下降。③解吸试验表明,吸附以难解吸的专性吸附为主;去除有机质后,解吸量与解吸率下降,固液分配系数Kd值下降。④傅里叶变换红外光谱表明,土壤吸附Se(Ⅳ)与静电引力、络合反应和配位体交换有关;去除有机质减少了有机官能团的数量,导致吸附量减少。综上,有机质的存在,提升了酸性富硒土对Se(Ⅳ)的吸附容量和吸附强度,是造成酸性富硒土硒有效性较低的重要因素。

虾壳生物炭/纳米零价铁同步去除水体中Se(Ⅳ)和环丙沙星

针对富硒养殖业中潜在的硒与抗生素共存废水,以虾壳制备的氮掺杂多孔生物炭(NBC)为骨架,原位合成纳米零价铁(nZVI),构建具有NBC和nZVI活性功能成分的复合材料(NBC-nZVI),采用扫描电镜(SEM)、氮气吸附、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征样品。考察NBC-nZVI对Se(Ⅳ)和环丙沙星(CIP)的同步吸附行为。结果表明,NBC-nZVI对CIP和Se(Ⅳ)的去除性能优于NBC和nZVI;Se(Ⅳ)优先于CIP被吸附于NBC-nZVI表面,并介导CIP的吸附,提高NBC-nZVI对CIP的去除性能;CIP对NBC-nZVI吸附Se(Ⅳ)无明显影响;双组分体系中NBC-nZVI对CIP和Se(Ⅳ)的吸附行为符合准二级动力学和Sips等温模型,对CIP与Se(Ⅳ)的最大理论吸附量分别为130.6,335.7 mg/g。

不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响

为了给生产上采取增施磷肥措施提高茶园土壤硒的有效性提供理论依据,通过实验室模拟实验,研究了不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响。结果表明,在吸附液3种pH条件下Se(Ⅳ)的吸附平衡时间无明显变化。当吸附液pH=3时土壤对Se(Ⅳ)的吸附量显著高于pH=5和pH=7的处理,而后两者之间差异较小。P-Se交互作用不仅延长了Se(Ⅳ)达到吸附平衡所需的时间,而且导致其平衡吸附量显著下降。茶园土壤对Se(Ⅳ)的吸附动力学曲线用双常数方程和Elovich方程拟合效果较好,而Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均可较好地描述Se(Ⅳ)的吸附热力学特征。P对土壤中Se(Ⅳ)吸附行为的影响与两者的摩尔浓度比以及添加顺序有关,在3种不同添加顺序下,Se(Ⅳ)吸附量的大小为先加Se后加P>Se与P同时加入>先加P后加Se,且当P/Se摩尔浓度比>1时,土壤对Se(Ⅳ)的吸附量呈现明显的下降趋势。

催化动力学吸光光度法同时测定环境样品中痕量Se(Ⅳ)和Te(Ⅳ)

利用Se(Ⅳ ) ,Te(Ⅳ )对盐酸肼与KBrO3的氧化还原反应的催化效应 ,反应产物与甲基橙褪色变化来度量反应速率。分别在 2 0和 2 5℃的条件下 ,在波长 5 2 5nm处测定反应速率。其速率与Se(Ⅳ )和Te(Ⅳ )浓度呈线性关系。用PLS方法拟合试验数据 ,获得了反应速率与Se(Ⅳ )、Te(Ⅳ )浓度间的关系式 ,从而求出结果。硒和碲的检出限分别为 1.5和 3 .0ng·ml- 1;线性范围分别为 0 40和 0 75ng·ml- 1;相对标准偏差分别为 3 .0 %和 3 .2 %。用此法检测国家标准样品结果基本一致。方法简便快速 ,准确可靠。

利用黄铁矿去除地下水中Se(Ⅳ)污染的XPS分析

硒是生物生长所需的微量元素,但是过度摄入对人体是有害的。主要利用X射线光电子能谱仪(Xray photoelectron spectroscopy,XPS)分析了湿法制备的黄铁矿去除水中Se(Ⅳ)的产物形态。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对湿法球磨制备的黄铁矿进行了表征。XRD图谱表明该法制备的黄铁矿纯度较高,图谱中除了FeS2特征衍射峰外基本没有杂峰;SEM观测发现处理后的黄铁矿颗粒形状接近球形,尺寸在80~180nm范围内。上述相关表征结果表明,湿法球磨制备的黄铁矿具有颗粒粒径更小、比表面积更大、反应活性更高等优点。实验结果表明,在12h反应时间内,该法制备的黄铁矿颗粒对初始浓度为20mg·L-1的Se(Ⅳ)去除效率达到95%。对该组实验数据进行动力学拟合,其结果满足准一级动力学方程,表观反应速率常数kobs为0.26h-1。XPS分析得到如下结论:(1)反应后黄铁矿中铁和硫的结合能均有所降低,即黄铁矿表面出现了新价态的铁元素和硫元素;(2)在反应后的黄铁矿表面有新形态的硒—Se(0)形成,同时也检测到了Se(Ⅳ)形态,但Se(0)的含量占主导优势。由此推测,黄铁矿去除水体中的Se(Ⅳ)以氧化还原为主,同时伴随着吸附反应。该结果对于利用黄铁矿去除水体中具有高毒性的Se(Ⅳ)具有重要的理论意义和实际应用价值。

微波消解-氢化物-ICP-AES联用技术研究Se(Ⅳ)在小鼠衰者模型体内的生物代谢

硒作为人和动物体内必需的微量元素,其在生命代谢过程中的特殊作用日益受到广泛关注。本文以D半乳糖作用下人工训练的小鼠衰老模型为实验对象,经腹腔注射不同剂量的亚硒酸钠(Na_2SeO_3)水溶液后,应用微波消解-氢化物发生-ICP-AES联用技术分析Se(Ⅳ)在相应小鼠体内血浆、肝脏、脑等重要生命器官中的代谢分布,并同未注射Se(Ⅳ)的衰老模型组及对照组进行比较,同时结合小鼠相应生命组织内的主要含硒酶(GSH-Px)的活性指标进一步讨论了硒在哺乳动物体中的抗衰老作用。

烤烟对Se(Ⅳ)的吸收动力学特征分析

为揭示烤烟对Se(Ⅳ)的吸收利用规律,运用养分吸收动力学原理并采用水培法研究了不同p H、陪伴离子、抑制剂条件下烤烟品种云烟87和K326对Se(Ⅳ)的吸收动力学特征。结果表明:1在中低硒水平下,K326对Se(Ⅳ)的吸收积累速率和亲和力均高于云烟87,K326更适应于低硒水平下的养分吸收。2在不同p H条件下,弱酸及中性条件更有利于烤烟对Se(Ⅳ)的吸收累积,碱性条件则降低了烤烟对Se(Ⅳ)的亲和力。3SO42-和PO43-等陪伴离子可抑制烤烟对Se(Ⅳ)的吸收积累速率,降低烤烟对Se(Ⅳ)的亲和力,以PO43-对烤烟吸收Se(Ⅳ)的抑制性更强。4解偶联代谢抑制剂(CCCP)和钙离子通道抑制剂(氯化镧,La Cl3)均可抑制烤烟对Se(Ⅳ)的吸收,以CCCP对Se(Ⅳ)的抑制作用更强。

环境水样中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分析方法研究进展

硒是生物体中不可缺少的微量元素,具有双重生物效应.摄入量不足,会引发缺硒性疾病,而摄入量过多,又会引起硒中毒,其在人体中的日均摄入量安全范围为40—400μg·d^(-1).近些年来,由于硒的污染日趋严重,硒在环境水体(包括淡水、海水、工业废水和生活污水)中的形态分布及其含量测定备受关注.本文在对硒的来源、物理化学性质、生物效应及环境行为总结的基础上,重点综述了环境水体中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分离富集和分析测定方法,并就硒的形态分析进行了展望.

磷酸盐对Se(Ⅳ)在高庙子膨润土中扩散的影响

高放废物地质处置环境中存在大量的磷酸盐,势必会影响放射性核素的迁移行为。采用贯穿扩散(through-diffusion)法研究了磷酸盐对Se(Ⅳ)在高庙子膨润土中扩散行为的影响。采用自编扩散参数分析程序获得有效扩散系数(De)约为(0.61~1.3)×10-11 m2/s,岩石容量因子(α)约为0.16~0.58。结果表明:磷酸盐浓度对Se(Ⅳ)的扩散行为影响不明显。酸性条件下,Se(Ⅳ)的有效扩散系数和岩石容量因子均升高。由于Se(Ⅳ)能够吸附在膨润土的表面,使得表观扩散系数(Da)降低。而碱性条件下,岩石容量因子小于总孔隙率,Se(Ⅳ)不吸附在膨润土表面。

Se(Ⅳ)对赤子爱胜蚓Sb(Ⅲ)中毒的拮抗作用

为研究Se(Ⅳ)的加入是否能够缓解蚯蚓体内Sb(Ⅲ)毒性,且阐述蚯蚓体内Se(Ⅳ)与Sb(Ⅲ)的相互作用.实验将蚯蚓置于不同含量Se(Ⅳ)与Sb(Ⅲ)供试土壤中,分别在不同暴露时间后取出蚯蚓,用ICP-MS测量蚯蚓体内Se(Ⅳ)与Sb(Ⅲ)含量.通过研究表明,高含量Se(Ⅳ)对Sb(Ⅲ)首先表现为协同作用,随着暴露时间推移,Se(Ⅳ)对Sb(Ⅲ)起到了解毒作用.适量Se(Ⅳ)(2～10mg/kg)在一定程度上能缓解金属Sb(Ⅲ)对蚯蚓的毒害,且随着Se(Ⅳ)含量增加,蚯蚓体内起到解毒作用的时间也由4d缩短到2d.

催化动力学光度法测定栗子和香菇中痕量Se(Ⅳ)

探讨了Se(Ⅳ)在HNO_3介质中催化KBrO3氧化罗丹明B的褪色反应及最优的动力学条件,由此建立了动力学荧光光度法测定痕量Se(Ⅳ)的新方法。测定Se(Ⅳ)的线性范围为0.2~2.2μg·L^(-1),检出限为0.004μg·L^(-1)。方法用于测定栗子和蘑菇中的痕量Se(Ⅳ),获得了满意的结果。

HG-AFS测定土壤水溶态、可交换态Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

硒的形态分析 (含价态 )在环境、生命科学以及食品、医药卫生方面具有重要意义 .为了了解土壤水溶态和可交换态中硒具体价态以及相关价态含量 ,通过实验优化了氢化物发生原子荧光光谱法测定条件 ,直接测定Se(Ⅳ )和定量还原后测总无机硒 ,差减法测得Se(Ⅵ )量 .对两种供试土壤的水溶态和可交换态硒存在的价态及含量进行了报道 。

电化学氢化物发生-原子荧光法测定环境样品中的Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

设计了一种新的电化学氢化物发生装置,用于测定不同价态的硒。通过对传统的平板电解池的改进,设计了全新的圆盘电解池并采用螺纹密封的方式,极大地缩短了电解池的装配时间,提高了电解池的使用寿命和密封性能。结合热水浴在线还原技术,将Se(Ⅵ)在高浓度HCl介质中120 s内还原成Se(Ⅳ),通过电化学氢化物发生技术生成氢化物,成功的进行硒的在线价态分析。对各种实验参数进行了详细的研究,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的相对标准偏差分别为2.6%和3.1%(n=11);Se(Ⅳ)和总硒的检出限分别为0.32和0.27μg/L(3σ)。

Se(Ⅳ)-溴邻苯三酚红-KBrO_3体系阻抑动力学光度法测定痕量硒

本文研究了在HCl介质中,溴邻苯三酚红(BPB)与KBrO3之间的氧化褪色反应,该反应在常温下即可发生,且为快反应,Se(Ⅳ)能明显阻抑溴邻苯三酚红与KBrO3之间的氧化褪色反应,且Se(Ⅳ)的浓度与两体系吸光度之差△A(△A=A(阻抑体系吸光度值)-A0(非阻抑体系吸光度值))成线性关系,且△A在30分钟内几乎没有变化,体系稳定,反应允许在一定时间内测定其吸光度值,从而建立其动力学光度法测定硒的新方法。本方法简单、选择性好、可用于大蒜、黑木耳中硒的测定。

纳米铁锰氧化物对硒Se(Ⅳ)的吸附研究

采用液相还原法制备纳米铁锰氧化物复合吸附剂,探究在不同初始浓度和温度情况下,材料对水溶液中Se(Ⅳ)的去除效果.结果表明,初始浓度越低,纳米铁锰氧化物对Se(Ⅳ)的去除效果越好;且随着温度升高,纳米铁锰氧化物对Se(Ⅳ)的去除速率会加快;准二级动力学模型对吸附过程描述较好, Langmuir等温吸附模型更适合拟合纳米铁锰氧化物对Se(Ⅳ)的吸附.在温度为25℃, 35℃和45℃时,其对Se(Ⅳ)的吸附量分别为79.28 mg/g, 82.91 mg/g和84.66 mg/g.纳米铁锰氧化物吸附Se(Ⅳ)的机制包括静电吸附、物理-化学吸附等.

氧化铁改性沸石对Se(Ⅳ)的吸附性能及试验废物再利用研究

为解决天然沸石去除废水中Se(Ⅳ)能力低的问题,采用氯化铁对天然沸石进行改性,制备表面负载氧化铁的改性沸石,即氧化铁改性沸石,并将其应用于去除水体中Se(Ⅳ).首先对比天然沸石和氧化铁改性沸石的结构特征,研究二者对Se(Ⅳ)溶液的吸附特性,并通过X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射图谱(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布测试(BET)对二者进行表征;其次进行吸附试验,考虑接触时间、pH、吸附剂投加量、初始溶液反应浓度的影响,并通过天然沸石和氧化铁改性沸石的吸附动力学及吸附等温线对吸附的机理进行阐述.结果表明:①氧化铁改性沸石表面形成细碎的球状颗粒,分布在沸石的表面.②氧化铁改性沸石能够高效地吸附水体中的Se(Ⅳ),且在pH为3时吸附效率最高,其对Se(Ⅳ)溶液的去除率最高达97.7%,其理论最大吸附量为46.901 mg/g.③氧化铁改性沸石对Se(Ⅳ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.④添加负载Se(Ⅳ)后的氧化铁改性沸石土壤均达到富硒土壤标准(>0.4 mg/kg).研究显示,氧化铁改性沸石吸附Se(Ⅳ)的效果较好,显著优于天然沸石的吸附效果,且吸附Se(Ⅳ)废水后的废弃氧化铁改性沸石还可应用于土壤改良方向.

响应面法优化改性芦苇生物炭对Se(Ⅳ)吸附条件研究

采用响应面法优化不同改性芦苇生物炭对水中硒的吸附条件,用Box-Behnken Design实验设计考察初始硒质量浓度、反应时间、吸附剂添加量和pH值等因素对硒去除率的影响。实验结果表明,各因素对芦苇生物炭(PB)去除硒的影响大小顺序依次为初始硒质量浓度、添加量、反应时间、初始溶液pH值;各因素对柠檬酸改性芦苇生物炭(CA-PB)和壳聚糖改性芦苇生物炭(CTS-PB)去除硒的影响大小顺序依次为初始硒质量浓度、反应时间、添加量、初始溶液pH值。PB吸附水中硒的最佳反应条件为初始硒质量浓度500μg/L,PB添加量为4.69g/L,初始溶液pH值为2.81,反应时间为2.50h,此时对硒的去除率达95.46%。CA-PB吸附水中硒的最佳反应条件为初始硒质量浓度479.76μg/L,CA-PB添加量为4.84g/L,初始溶液pH值为2.74,反应时间为2.59h,此时对硒的去除率达99.70%。CTS-PB吸附水中硒的最佳反应条件为初始硒质量浓度500μg/L,CTS-PB添加量为4.94g/L,初始溶液pH值为3.0,反应时间为2.50h,此时对硒的去除率达99.83%。

Se(Ⅳ)在伊利石-蒙脱石混合物中的扩散行为

采用贯穿扩散法研究了Se(Ⅳ)(代替79Se(Ⅳ))在伊利石-蒙脱石混合物中的扩散行为。结果表明,蒙脱石的伊利石化对Se(Ⅳ)的迁移行为有明显影响,Se(Ⅳ)的有效扩散系数De从3.89×10-11 m2/s增加至18.1×10-11 m2/s。伊利石-蒙脱石混合物比例为1∶9~5∶5时,De的变化不明显,伊利石-蒙脱石混合物比例为6∶4时,De明显增大,表明矿物的优势组分对Se(Ⅳ)的扩散行为起主导作用。随着伊利石-蒙脱石混合物比例从1∶9增大至6∶4,Se(Ⅳ)的岩石容量因子由4.07降低至0.75,分配系数由22.7×10-4 m3/kg降低至1.95×10-4 m3/kg,它们均随伊利石含量的增加而降低,这表明由于伊利石对Se(Ⅳ)的吸附能力较蒙脱石弱,导致伊利石-蒙脱石混合物对Se(Ⅳ)的阻滞能力变弱,从而增大了Se(Ⅳ)的迁移能力。

Se(Ⅳ)对酒石酸长春质碱与DNA相互作用影响的研究

利用荧光光谱法、紫外光谱法和粘度法研究了Se(Ⅳ)对酒石酸长春质碱与DNA相互作用的影响.研究结果表明Se(Ⅳ)的加入使酒石酸长春质碱与DNA的主要作用力由氢键或范德华力转变为静电作用力,作用模式由沟槽结合转变为静电结合.由结合常数的改变及紫外光谱实验结果判断Se(Ⅳ)对酒石酸长春质碱与DNA的结合起抑制作用.

腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附特征与机制

通过扫描电镜、元素分析和红外光谱研究了腐植酸的结构形态,通过分析腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附动力学特征、吸附等温曲线、外界条件对腐植酸吸附Se(Ⅳ)的影响以及腐植酸对Se(Ⅳ)的解吸特性,探讨了腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附特征及机制。结果表明:腐植酸腐殖化程度高,比表面积较大,可为Se(Ⅳ)提供更多的吸附位点。腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附能力随pH降低以及Se(Ⅳ)初始浓度、腐植酸含量增加而增强。腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附主要发生在前15 min,吸附过程符合准二级动力学方程;Freundlich等温吸附模型能较好地描述其等温吸附过程。腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附与C=O、C–O、C=C、O–H、N–H等官能团相关,吸附机制为静电引力与配体交换。