黄壤、棕壤对铬（VI）吸附特性的研究

通过振荡平衡法研究黄壤、棕壤对Cr（VI）的吸附行为,结果表明,在酸性条件下土壤对Cr（VI）的吸附量远高于碱性条件下的吸附量,随温度的升高黄壤、棕壤对Cr（VI）的吸附量增加。土壤本身理化性质不同,其对Cr（VI）的吸附量有很大差异;土壤吸附Cr（VI）量与游离铁铝氧化物及粘粒含量呈显著正相关,而与有机质及土壤pH值呈负相关。供试土壤等温吸附Cr（VI）量表现为黄壤＞棕壤。随着土壤有机质含量的增加,土壤Cr（VI）的等温吸附平衡浓度下降,对Cr（VI）的吸附能力下降。     

黄壤对铬(Ⅵ)吸附特性的研究

用振荡平衡法研究了西南地区不同母质发育的4种黄壤对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,黄壤对Cr(Ⅵ)有明显的吸附作用,等温吸附曲线可以用Freundlich方程、Langmuir方程和Temkin方程描述。最大吸附量(M)为冰碛黄壤>玄武岩黄壤>再积黄壤>老风化壳黄壤。酸度和温度对黄壤吸附Cr(Ⅵ)均有影响。随pH值升高,吸附量下降,当pH值升高到一定时,吸附量不再有所变化;随温度升高,吸附量增大,其相关性达显著或极显著水准。     

柠檬酸和EDTA对Cr(Ⅵ)在黄棕壤和红壤上吸附行为的影响

采用室内实验方法研究了Cr(Ⅵ)在黄棕壤和红壤上的吸附等温线以及平衡溶液酸度、不同浓度柠檬酸和EDTA存在时对Cr(Ⅵ)在2种土壤上吸附过程的影响。结果发现，柠檬酸的存在均降低了Cr(Ⅵ)在2种土壤上的吸附量，表现出明显的竞争吸附；而EDTA对Cr(Ⅵ)在黄棕壤上的吸附几乎没有影响，而对其在红壤上的吸附有抑制作用。该研究结果将有助于理解Cr(Ⅵ)的土壤溶液平衡过程。     

蔬菜地土壤对Cr（Ⅵ）的吸附——解吸特征研究

以韶关某蔬菜地土壤为研究对象,研究了反应时间、反应物浓度、pH值、共存离子等因素对Cr(Ⅵ)吸附反应的影响,并在此基础上研究了Cr(Ⅵ)的解吸特征,区分了有机质和氧化铁等组分对Cr(Ⅵ)吸附的贡献。结果表明：在pH值为4.0～6.0的范围内,Cr(Ⅵ)吸附反应48 h可达到平衡。Cr(Ⅵ)吸附百分比随着pH值的上升而下降,且pH值越低,静电吸附方式所占比例越高,这是因为pH值越高,土壤表面负电荷量越多,对Cr(Ⅵ)的静电斥力越强。Cu²⁺的存在可降低土壤表面负电荷量,由此促进Cr(Ⅵ)吸附和提高静电吸附方式所占比例;加入H₂PO₄^-后,土壤表面负电荷量增加,Cr(Ⅵ)吸附受到抑制,但专性吸附方式所占比例有所提高。在所研究的初始浓度范围内,去除有机质、非晶质氧化铁和游离氧化铁后,Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别下降24.63、6.40和9.89个百分点。本结论将有助于了解Cr(Ⅵ)在该土壤固、液两相的分配平衡、生物有效性和迁移性,对其污染风险控制可提供一定的理论支撑。     

有机质和粒径对中国4类典型土壤镁吸附量的影响

土壤是植物镁养分的主要来源,但我国南方地区土壤缺镁问题突出。本研究以中国4类典型土壤样品(赤红壤、砖红壤、黄棕壤和草甸土)为供试土壤,分别选用Langmuir、Temkin及Freundlich吸附等温模型拟合镁吸附试验,并进一步研究土壤有机质和粒径对镁吸附的影响。结果表明:1)Langmuir吸附等温模型有效拟合土壤镁吸附数据;2)加有机肥的土壤镁吸附量显著高于去有机质处理,1mm粒径的土壤镁吸附量显著高于2mm粒径土样;3)草甸土的镁吸附量最高,而砖红壤的镁吸附量最低;4)土壤的最大镁吸附量qmax与土壤pH、有机质、阳离子交换量、交换性镁离子具有极显著正相关(P0.01),与粉粒呈显著正相关(P0.05)。综上,土壤中施加有机肥及合理改善土壤颗粒组成结构均能显著增加土壤的镁吸附量。     

改性沸石对Cr(Ⅵ)与F~-的竞争吸附性能研究

利用粉煤灰合成改性沸石吸附Cr(Ⅵ)与F-,考察沸石投加量、初始pH、吸附时间对其竞争吸附效果的影响,研究沸石吸附Cr(Ⅵ)与F-的吸附等温线和吸附动力学模型。结果表明,沸石投加量、初始pH与吸附时间均对沸石吸附Cr(Ⅵ)与F-的效果影响显著。沸石对Cr(Ⅵ)与F-吸附去除率随着沸石投加量的增加而提高,而单位质量的沸石吸附剂对Cr(Ⅵ)与F-的吸附容量均不断下降。沸石对Cr(Ⅵ)的吸附去除率随初始pH升高而降低,而对F-的吸附去除率随初始pH升高先下降再上升。沸石对两种离子的吸附去除率随着吸附时间的延长而不断提高,且竞争吸附主要集中在90 min以内完成。在整个吸附过程中,Cr(Ⅵ)在竞争吸附过程中占优势,两种离子的吸附顺序始终为Cr(Ⅵ)F-。沸石对Cr(Ⅵ)与F-的吸附过程均更符合Freundlich吸附等温模型,且准二级动力学方程能够较好的描述沸石对两种离子的吸附行为。     

黄土性土壤对Cr(Ⅲ)的吸附特性及转化率研究

采用室内试验方法研究了黄土性土壤不同土层对Cr(Ⅲ)的吸附特性及Cr(Ⅲ)转化为Cr(Ⅵ)的趋势。结果表明,黄土性土壤对Cr(Ⅲ)的吸附平衡时间为30min,其对Cr(Ⅲ)的吸附能力很强,在研究浓度范围1.0～500.0mg·L-1内,不同土层的吸附率都在89.7%以上;黄土性土壤不同土层对Cr(Ⅲ)的吸附能力略有不同,其中粘化层的吸附量最高,其次为钙积层;从黄土性土壤各土层等温吸附规律看,经统计拟合结果符合Freundlich模型;黄土对Cr(Ⅲ)净化的主要作用为沉淀作用,吸附作用次之。黄土性土壤中Cr(Ⅲ)被吸附或发生沉淀的pH范围为5.68-8.73;随着黄土性土壤中Cr(Ⅲ)浓度的增加,pH的下降,土壤平衡液中Cr(Ⅵ)的浓度有增加的趋势,但其转化率很低,一般小于1.9%。     

六价铬在砖红壤中淋溶特征的模拟研究

通过室内土柱淋溶实验,研究了六价铬在砖红壤中淋溶特征以及有机肥和陪伴离子[Cu(Ⅱ)、磷酸根]对该过程的影响,并探讨了模拟酸雨条件下,土壤中六价铬溶出特征。结果表明:高氧化铁含量砖红壤对Cr(Ⅵ)有很强吸附能力,当Cr(Ⅵ)输入量小于240 mg·kg~(-1)水平,其在淋溶液中浓度低于二苯碳酰二肼比色法检测限。土壤添加有机肥后,初始阶段淋溶液Cr(Ⅵ)浓度较对照处理高,但经历一段时间后,则较对照处理小,这表明有机肥一定程度上可减少Cr(Ⅵ)淋溶量。Cu(Ⅱ)能提高土壤表面ζ-电位和促进Cr(Ⅵ)吸附,并降低砖红壤Cr(Ⅵ)淋溶量;磷酸根可减小土壤表面ζ-电位和土壤对Cr(Ⅵ)吸附量,从而促进Cr(Ⅵ)淋溶。模拟酸雨条件下,土壤中Cr(Ⅵ)淋溶量呈现出先逐渐增加后减少特征。当Cu(Ⅱ)存在时,尽管土壤中Cr(Ⅵ)保持量最大,但其在淋溶液中浓度却较对照低,说明Cu(Ⅱ)与Cr(Ⅵ)之间的相互作用有助于降低后者淋溶量。     

芒果皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附研究

以芒果皮为原料,研究了芒果皮对Cr(Ⅵ)的吸附特性,探讨了芒果皮的投加量、溶液p H对Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明,在吸附剂投加量4 g/L、p H 3.3的条件下,芒果皮对50、100和150 mg/L Cr(Ⅵ)溶液去除效果均为最佳;芒果皮对Cr(Ⅵ)吸附符合Henry吸附等温式,准二级动力学方程能很好地对芒果皮吸附Cr(Ⅵ)的试验数据进行拟合。     

磷与草甘膦在酸性土壤中吸附解吸交互作用机制

过量的磷肥和草甘膦是我国南方土壤中两种共存污染物,通常伴随着水土流失引起面源污染,为揭示土壤中草甘膦和磷的保持、释放规律及其相互影响机制,通过等温吸附-解吸试验,研究了红壤和黄壤经草甘膦处理后对磷的吸附解吸规律以及磷对草甘膦在红壤和黄壤中吸附解吸行为的影响。结果表明,草甘膦作用下磷在供试土壤上的吸附行为可用Langmuir方程描述,红壤和黄壤对磷的吸附反应均是自发进行的吸热反应,两种土壤对磷的吸附量均随草甘膦浓度增加而下降。与对照相比,红壤经草甘膦处理后,对高浓度磷的解吸具有明显抑制作用,而黄壤磷解吸量在草甘膦作用下变化不明显,但解吸率随草甘膦浓度增加有所上升。此外,Freundlich方程对磷作用下草甘膦在供试土壤上的吸附行为拟合效果较好。未添加磷时,草甘膦在黄壤上的吸附量大于其在红壤上的吸附量,然而随着磷浓度增加,黄壤对草甘膦的吸附量减少。草甘膦在两种土壤上的解吸率均呈下降趋势,随着外源磷浓度增加,草甘膦在红壤上的解吸量和解吸率均显著降低,而不同磷处理下黄壤草甘膦解吸量变化一般在1.83~8.42 mmol·kg~(-1)之间,外源磷对草甘膦在黄壤上的解吸影响较小。以上研究表明,土壤中草甘膦和磷存在着吸附行为的竞争,草甘膦能够降低土壤对磷的吸附,同时磷也能够抑制土壤对草甘膦的吸附。     

羟基铝改性有机膨润土对Cr(Ⅵ)吸附效果的研究

采用羟基铝改性有机膨润土(organic bentonite modified by hydroxy aluminum,OBA),以提高改性有机膨润土(organic bentonite,OB)对Cr(Ⅵ)的吸附能力。探讨了OBA用量、温度和p H值对Cr(Ⅵ)吸附能力的影响,以及OBA对Cr(Ⅵ)的吸附热力学和吸附动力学过程。结果表明,OBA对Cr(Ⅵ)的吸附能力显著高于OB;温度越高,吸附能力越差,最佳温度为25℃左右;在酸性条件下,p H值对OBA吸附Cr(Ⅵ)的影响较小;在碱性条件下,随着p H值提高,其吸附率降低;OBA对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附等温曲线,最大吸附量为14.992 5 mg·g-1;OBA对Cr(Ⅵ)的吸附动力学方程符合伪二级动力学方程;OBA吸附Cr(Ⅵ)后可以脱附再生,但是,脱附再生后,Cr(Ⅵ)的吸附能力降低。     

硝基苯在不同类型土壤中的吸附特性研究

为全面评价硝基苯的环境行为,应用平衡法探究硝基苯在不同类型土壤中的吸附特性,以期为硝基苯的污染控制与防治修复提供理论依据.结果表明:供试红壤和草甸棕壤对硝基苯的吸附均经历了快速吸附、减速吸附和平衡吸附3个阶段,其吸附行为可用Langmuir和Freundlich型吸附等温式描述(P ＜0.05).不同类型土壤对硝基苯的吸附能力不同,Freundlich模型中红壤的吸附系数K小于草甸棕壤,表明红壤对硝基苯的吸附能力弱于棕壤.对两种有机质含量分别为16.33、11.15 g/kg的草甸棕壤进行吸附试验,采用Langmuir型等温吸附曲线拟和,确定硝基苯饱和吸附量分别为200、142 μg/g,表明随土壤有机质含量的增加,土壤对硝基苯的吸附能力增大,有利于硝基苯活性和毒性的降低.     

生物炭基硫酸盐还原菌(SRB)对Cr(Ⅵ)的吸附效应及作用机制

分别在300、500℃和700℃下制备水稻、小麦和玉米秸秆生物炭,对比以不同类型生物炭为载体制备的炭基硫酸盐还原菌(SRB)对Cr(Ⅵ)的吸附效应,筛选出吸附效果最佳的炭基菌剂。采用扫描电镜、傅里叶红外光谱和比表面积测试仪对生物炭进行表征分析,研究了溶液pH、吸附时间、生物炭添加量和Cr(Ⅵ)初始浓度对炭基SRB吸附Cr(Ⅵ)的影响,并结合吸附动力学和等温吸附模型探讨其对Cr(Ⅵ)的吸附过程及作用机制。结果表明:以700℃限氧热解小麦秸秆(XM700)为载体制备的炭基SRB(IBXM700)对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,其最佳吸附条件为pH=5、生物炭添加量0.6 g·100 mL~(-1)、吸附时间24 h、Cr(Ⅵ)的初始浓度100 mg·L~(-1);IBXM700对Cr(Ⅵ)的吸附更符合拟一级动力学,以离子交换和表面物理吸附为主,以化学吸附作用为辅,其等温吸附符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;SRB能还原SO_4~(2-)为S~(2-),或分泌还原酶将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而达到去除目的。研究表明,IBXM700去除Cr(Ⅵ)的主要机制为吸附作用与还原作用。     

红壤吸附六价铬的初步研究

研究了红壤对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,红壤对Cr(Ⅵ)有明显的吸附作用,吸附等温曲线可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。低pH值时吸附量随pH值升高稍有增加,pH超过某一限度,吸附量急剧下降,直至基本不吸附。各种阳离子及阴离子对Cr(Ⅵ)的吸附作用亦有不同程度的影响,其中PO_4~(3-)、SO_4~(2-)和Cl~-等的影响最大。     

名山河流域黄壤组分对微团聚体吸附解吸镉的影响

选取名山河流域4种土地利用方式(林地、水田、茶园、旱地)的黄壤为研究对象,采用平衡液等温吸附法和NH4OAC、EDTA溶液解吸法,研究土壤组分(有机质、游离氧化铁)对微团聚体吸附解吸Cd2+的影响.结果表明:去除土壤组分前后,原土及各粒径微团聚体对Cd2+的吸附量均随Cd2+初始浓度增大而增大,吸附量均按以下次序递减:(＜0.002 mm)＞2～0.25 mm＞原土＞0.053～0.002 mm＞0.25～0.053 mm,与有机质、游离氧化铁、CEC呈极显著正相关.吸附减少量大小关系为:去除有机质＞去除游离氧化铁,有机质的贡献率大于游离氧化铁.Freundlich方程拟合效果最佳,达到极显著水平,分布系数Kd值与Cd2+初始浓度呈曲线负相关.NH4OAC解吸率随原吸附Cd2+初始浓度增大而增大,以最大解吸率计,递减规律为:0.25～0.053 mm＞0.053～0.002mm＞原土＞2～0.25 mm＞(＜0.002mm);EDTA解吸率随原吸附Cd2+初始浓度增大而减小,递减规律与NH4OAC解吸率相反.去除土壤组分后,NH4OAC解吸率上升,EDTA解吸率下降,茶园与旱地黄壤非解吸率减小,林地与水田黄壤非解吸率增大.去除土壤组分后,非专性吸附与吸附总量呈极显著正相关,专性吸附与吸附总量呈极显著负相关.     

土壤对石油烃吸附及其释放规律的研究

试验采用恒温振荡法和土柱淋洗法研究了土壤对石油烃的吸附及其释放规律。试验结果表明:在石油烃溶液浓度较低条件下,供试土样对石油烃的等温吸附线均呈y=ax+b直线关系,石油烃吸附量随土壤有机质含量和物理性粘粒含量的增加而增加。在去除土壤有机质的条件下,土壤对石油烃最高吸附量由1082.32mg·kg-1下降到165.63mg·kg-1。土壤中石油烃的释放是极其缓慢的,石油烃的释放率分别为0.86%、0.73%和1.30%。     

几种土壤对铜吸持(附)特性的研究

采用等温吸附平衡法研究了几种土壤对Cu^2＋的吸持（附）特性。结果表明，土壤对Cu^2＋的吸持量、净吸持量、解吸量都随铜标准液浓度的增大而增大，在相同浓度的Cu^2＋标准液中，酸性的硅铝质黄壤、棕壤的净吸持量约是强酸性的第四纪红色黏土、黄壤的250％，碱性的菜国土、石灰土的净吸持量约是第四纪红色黏土、黄壤的300％-650％；结合使用等温吸持曲线与解吸率，能够很好地描述土壤对Cu^2＋的吸持（附）特性；土壤对Cu^2＋的吸持可用Langmuir模型、Freundlich模型及Temkin模型加以描述；最大吸持量与pH值、有机质含量呈极显著相关，与非晶质铁含量呈显著相关。     

不同主导晶面赤铁矿对Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为的影响

为探究赤铁矿的晶面效应对Cr(Ⅵ)迁移的影响,采用批实验研究了{001}主导晶面的片状纳米赤铁矿(HNPs)与{110}主导晶面的棒状纳米赤铁矿(HNRs)对Cr(Ⅵ)的吸附机制,并通过柱实验考察了不同环境因素(pH、入流浓度、流速和离子强度)对Cr(Ⅵ)在两种赤铁矿修饰石英砂表面的迁移规律。批实验结果表明:HNPs与HNRs对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。HNPs与HNRs对Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为2.97 mg·g~(-1)和4.95 mg·g~(-1)。pH和离子强度增加,HNPs与HNRs对Cr(Ⅵ)的吸附量降低,表明吸附过程同时存在化学吸附和静电吸附机制。柱实验结果表明:pH增大,填充柱表面负电荷增多,减少了对Cr(Ⅵ)的滞留;增加初始浓度能够加快位点占据速度,增大流速导致Cr(Ⅵ)在柱内停留时间减少。离子强度增大,增强了阴离子竞争吸附,促进了HNPs与HNRs上Cr(Ⅵ)的解吸和迁移。相同条件下,由于{001}晶面对Cr(Ⅵ)的吸附点位密度低,导致Cr(Ⅵ)在HNPs中的滞留量小于HNRs。研究表明,赤铁矿不同主导晶面吸附构型的差异显著影响Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为。     

零价铁粉对水稻土中六价铬的还原作用及其影响因素研究

【目的】研究雷州半岛水稻土吸附 Cr（Ⅵ）反应特征以及零价铁粉对水稻土中 Cr(VI) 的还原作用, 分析相关因素对上述过程的影响。【方法】通过批处理等温吸附和动力学实验,考察反应物浓度、时间、pH、 离子强度和陪伴离子等因素对 Cr（Ⅵ）吸附量和还原比例的影响,并用相关反应模型对数据进行拟合分析。【结果】 在所研究的 0.1~2.0 mmol/L 初始浓度范围内,水稻土对 Cr（Ⅵ）吸附未达到饱和,吸附等温线可用 Langmuir 方 程拟合（R2=0.9963）。提高 pH 和离子强度将抑制 C（Ⅵ）吸附,且吸附动力学曲线可用假一级反应动力学方程 拟合（R2=0.9935）。在所研究的反应条件下（初始溶液 pH4.0、0.20 mmol/L Cr（Ⅵ）、0.01 mmol/L NaCl、5.0 g 土 +0.25 g 零价铁粉、体系总体积 250 mL）,Cr（Ⅵ）还原比例可达 100%。溶液中 Cr 质量衡算表明,所生成的 Cr（Ⅲ）可部分被吸附到固体表面。磷酸根和邻菲罗啉的存在均可降低 Cr（Ⅵ）还原比例,提高反应体系 pH 不利于 Cr（VI）还原,其比例可从 pH4.34 时的 100% 下降至 pH6.87 时的 56.3%。【结论】水稻土吸附 Cr（Ⅵ） 反应机理包含静电吸附,高 pH 条件所导致的土壤表面对 Cr(VI) 的静电斥力增加以及背景电解质中阴离子的竞争 吸附均可减少水稻土对 Cr（Ⅵ）的吸附量;零价铁粉对水稻土中 Cr（Ⅵ）的还原比例随 pH 升高逐渐减少,且 磷酸根的存在有抑制作用。     

地沟式污水生态处理系统中土壤及填料吸磷机理的研究

通过磷的静态和动态等温吸附试验对地沟式污水生态处理系统中土壤及填料对磷的去除机理进行研究。结果表明，贵阳本地的五种土壤和填料——黄壤、紫色土、石灰土、石灰石和粉煤灰对磷的最大吸附量各不相同，其中石灰土的吸磷能力最强，石灰石的吸磷能力最弱。在吸附反应前期，土壤及填料对磷溶液的吸附速率和吸附量都随时间增加而迅速增大；在吸附反应后期，土壤及填料对磷溶液的吸附速率和吸附量随时间增加趋于平缓。在4种动力学方程中，黄壤的动态等温吸附曲线与双常数方程的相关性最好；紫色土、石灰土和粉煤灰的动态等温吸附曲线与一级动力学方程的相关性最好；石灰石的动态等温吸附曲线与抛物线扩散方程的相关性最好。