猪粪及蚓粪对Cu和Zn吸附行为的比较研究

采用室内试验方法,比较研究了猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附、解吸规律及吸附动力学行为。结果表明,在试验浓度范围内,猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附量均随着Cu2＋、Zn2＋壤度的增加而增加,蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附固定能力明显高于猪粪。猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附等温线与Freundlich和Henry方程均有较好的拟合性。猪粪和蚓粪中Cu2＋、Zn2＋的解吸量随着吸附量的增大而增加,在相同初始浓度条件下,猪粪吸附的Cu2＋更易被解吸,而猪粪和蚓粪对Zn2＋的解吸能力相近。猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附速率均较快,10～30min之内可以达到平衡后吸附总量的90％以上;一级动力学方程是描述Cu2＋、Zn2＋在猪粪和蚓粪中吸附动力学过程的最优模型,且蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附速率明显高于猪粪。     

2,4-D 对铜在乌栅土胶体和红壤胶体上吸附的影响

应用批平衡法研究了农药2,4-D对Cu在乌栅土胶体和红壤胶体上吸附的影响。结果表明,Cu在两种土壤胶体上的吸附等温线均符合Langmuir方程,Cu在乌栅土胶体上的吸附量较其在红壤胶体上的吸附量要高;在pH3.0～6.7范围内,两种土壤胶体对Cu的吸附量均随溶液pH的升高而升高。2,4-D增加了Cu在土壤胶体上的吸附,2,4-D的浓度越高,Cu的吸附量越大,这主要是由于2,4-D的存在显著增加了平衡液的pH,从而增加了土壤胶体表面所带负电荷量。     

不同条件下菲和萘在塿土上的吸附特征研究

以平衡吸附法研究了菲和萘在塿土上的吸附行为,考察了初始浓度、温度、pH、离子强度和CaCO3对塿土吸附菲和萘的影响,Henry方程、Freundlich方程和deBoer-Zwikker极化方程被用来拟和吸附等温线。结果表明,菲和萘在塿土上的吸附等温线为非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为。菲和萘在塿土上的吸附量随温度升高而降低,其吸附是一个放热过程;吸附自由能小于零,表明吸附过程是自发的;熵变值也小于零,说明焓变是吸附过程的驱动力。随着pH增加,塿土对菲和萘的吸附量下降;而随着离子强度增加,塿土对菲和萘的吸附量增加。CaCO对菲和萘的吸附等温线也为非线性,其对塿土吸附菲和萘具有较大的贡献。     

酸性条件下可变电荷土壤对铜吸附动力学特征

用自行设计的动力学装置,研究了酸性条件下Cu在可变电荷土壤表面的反应动力学吸附特征。结果表明,在酸性条件下,Cu吸附过程分为快反应和慢反应。从一级动力学方程拟合的参数可知,3种土壤的最大吸附量依次为砖红壤〉赤红壤〉红壤,Cu最大吸附量随酸度增加显著下降;用Elovich方程和抛物线扩散方程常数b值,解释离子的表观扩散速率,3种土壤的b值依次为砖红壤〉赤红壤〉红壤,且随酸度的增大而降低。从相关系数的比较看,Elovich方程在描述Cu的吸附数据比一级动力学方程和抛物线扩散方程要差。在Cu吸附过程中,pH为5．5和4．3时,红壤和赤红壤流出液中有质子释放,质子的释放可能涉及铜离子的水解;而砖红壤在pH为5．5有质子的释放,pH4-3时有质子的消耗。当原液pH为3.3和3．8时,都存在质子的消耗。3种土壤H＋的消耗过程有较大的区别,砖红壤上快速消耗H＋鱼-远远大于红壤和赤红壤。反应初期,H＋质子的消耗是快速反应,主要包括土壤交换阳离子的缓冲作用、土壤表面的质子化及硫酸根专性吸附释放的羟基中和H＋质子;而以后的反应中,H＋质子对矿物的溶解是一缓慢过程。     

煤基腐殖酸吸附Cu~(2+)特征的影响因素

为有效发挥煤基腐殖酸在缓解农田Cu2+污染和提升作物Cu2+生物有效性等方面的作用,采用新疆风化煤所提取的腐殖酸(煤基HA)作为吸附剂,应用批量平衡法研究pH、共存阳离子、温度和接触时间等因素影响下,煤基HA对Cu2+离子的吸附特征。结果表明:pH是影响煤基HA吸附Cu2+的最主要因素,pH值3~6时Cu2+吸附率急剧增加,增长曲线整体呈"S"形。共存Na+浓度增加(0~1.0mol/L),Cu2+在煤基HA上的吸附受抑制。298K和318K温度影响下的2条吸附等温曲线存在共性,均表现为先增加后趋于平衡的特点,其中,Langmuir方程对其规律的描述最为贴切。温度(298~318K)和初始Cu2+浓度(0~1 000mg/L)均与Cu2+的吸附数量呈正相关,自发、吸热及混乱度增加是该热力学吸附过程的三大特点。煤基HA对Cu2+的动力学吸附可大致分为快速提升和缓速平衡2个阶段,Elovich和双常数方程能很好描述该过程。温度有利于反应速率的提升,但其未能对吸附后表面结构的有序度产生影响。     

Cu^2＋、Zn^2＋复合条件下Cd^2＋在陕西5种土壤中的吸附

通过平衡吸附的方法,研究了Cd2＋在单一及与Cu2＋、Zn2＋复合条件下,在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并通过多重相关分析探讨了其吸附机制。结果表明,在20、30℃条件下,Cd2＋在各供试土样中吸附等温线总体上呈H或L型等温线形式,黑垆土对Cd2＋总是吸附最强,而砂土的吸附总是最弱;Cd2＋吸附的温度效应呈现升温负效应特征,塿土土样中,Cu2＋的共存对其温度效应影响较大,而在其他4种土样中Zn2＋的共存具有较大影响;Cu2＋、Zn2＋的共存均降低了Cd2＋的吸附量,具有显著的拮抗作用;Freundlich模型是描述Cd2＋吸附等温线最佳模型。相关分析结果表明,Cd2＋在土壤中的吸附主要以电性引力吸附为主,Cu2＋的共存主要和其与土壤有机质之间的络和吸附等化学吸附作用有关,因此其对Cd2＋以化学竞争性吸附的影响相对较弱,而Zn2＋共存吸附与Cd2＋吸附机制类似,因此表现出Zn2＋共存对Cd2＋吸附影响较大的特点。     

菲在不同性质黑炭上的吸附动力学和等温线研究

在300、500和700℃3种条件下加热木屑制备得到3种黑炭,并对其结构和组成进行了表征。通过吸附动力学实验和平衡吸附实验,研究了菲在这些黑炭样品上的吸附动力学和平衡吸附,分别应用拟一阶、拟二阶和叶洛维奇3种动力学模型及Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合。结果表明,菲在黑炭样品上的吸附可以分为极快吸附、快吸附和慢吸附3个阶段,拟一阶动力学和叶洛维奇动力学方程仅能对菲在黑炭上吸附动力学的某个阶段拟合较好,而拟二阶动力学模型可较好地拟合菲的整体吸附动力学过程。说明菲在黑炭上的吸附由多个过程控制,水膜扩散、吸附剂颗粒表面扩散和吸附剂内部微孔扩散等多个过程导致了其吸附动力学的复杂性。在快吸附阶段,菲在各个黑炭上吸附动力学的差异,主要受黑炭疏水性影响。Freundlich模型对吸附等温数据的拟合结果进一步证实,多环芳烃菲在黑炭样品上的吸附受多种机制影响。     

冻融作用对土壤镉吸附特征的影响

选择东北地区棕壤为供试土壤,采用人工控温方法进行冻融处理（冻-融时间为12h-12h,冻-融温度为-30℃-30℃）,进行不同含水量和冻融频次处理下土壤镉的静态等温吸附试验和动力学等温吸附试验,并选择不同模型对吸附曲线进行拟合,研究冻融作用与土壤镉吸附特征之间的关系。结果表明：未冻融和冻融处理土壤对镉的吸附量均随着含水量的增加先增加后减少;冻融作用会增加土壤镉的吸附量,加快土壤镉的吸附速率;Henry模型和Temkin方程可以较好拟合土壤镉静态等温吸附曲线,双常数方程、Elovich方程和型曲线方程则可以很好拟合土壤镉动力学等温吸附曲线。     

镉在胡敏酸上的吸附动力学和热力学研究

采用镉离子选择电极研究了镉在胡敏酸上的吸附特征。实验结果表明 ,胡敏酸对镉的等温吸附规律与介质pH有关。当pH为 3 0 0和 3 50时符合Freundlich方程 ,当pH在 4 0 0～ 6 50之间更好地符合Langmuir方程 ;在pH为 3 0 0～ 6 50之间 ,吸附量与pH成显著正相关。温度升高吸附量降低 ,吸附热与反应介质的pH有关 ,pH升高 ,吸附反应放热增加 ;胡敏酸对镉的吸附作用力随介质pH改变发生较大变化 ,当pH为6 50时主要为配位基交换作用。胡敏酸对镉的吸附含有部分不释放氢的静电吸附 ,其吸附反应动力学用Elovich方程拟合效果较好     

受钙、锌影响硼在酸性紫色土中的吸附特征

酸性紫色土对硼的等温吸附-解吸和吸附动力学试验表明，硼的等温吸附符合Frendlich方程，根据方程的K值（0．441），供试土壤对硼的吸附较弱。锌与硼复合，对土壤硼的吸附量和解吸量影响均不大，但吸附强度下降。钙则大大地提高了土壤对硼的吸附量和吸附常数，使土壤硼平均吸附量提高191．9％，并使平均解吸率下降6．4％。土壤吸附硼的动力学以Elovich方程（Ct=a＋blnt）描述最佳，反映土壤对硼吸附速率大小的方程参数b值以B＋Ca〉B＋Ca＋Zn〉B＋Zn〉B，钙对硼的吸附速率影响比锌的作用更强。     

砂壤中铜的吸附行为及其影响因素研究

研究了果园附近砂壤中Cu的吸附行为，并探讨了pH值及土壤有机质对吸附的影响。结果表明，供试土壤对Cu的吸附行为可用Freundlieh方程拟合，电性吸附态Cu较易解吸；而专性吸附态Cu较难解吸。动力学实验表明，最初4h内的吸附量占总吸附量的60％以上，8h后达到平衡；而解吸在最初30min内占了近80％，2h后可达平衡。低pH值时，H^＋和Cu发生竞争吸附，可明显抑制土壤对Cu的吸附；随pH值的升高，抑制作用减弱，其logKd与pH呈线性正相关；在中性和偏碱性范围，pH值对土壤吸附Cu的影响不大。原土去除有机质后对Cu的分配系数降低了10倍。     

自然水体生物膜对Pb^2＋Zn^2＋的吸附特性

以合肥董铺水库为水源、天然纯棉绳为人工基质培养自然水体生物膜,研究了该生物膜对Pb^2＋和Zn^2＋的吸附特性及其影响因素。结果表明,单一重金属离子体系中,生物膜对两种重金属离子的吸附均符合Freundlich吸附等温式（RP2b=0.9900,RZ2n=0.9989）和Langmuir吸附等温式（RP2b=0.9823,RZ2n=0.9792）;吸附过程符合Langmuir二级动力学方程（RP2b=0.9992,RZ2n=0.9999）;在pH6-7、温度25-30℃的条件下,Pb^2＋和Zn^2＋有较高的去除率;在Pb^2＋-Zn^2＋两元混合体系中,生物膜对Pb^2＋的吸附选择性明显比Zn^2＋强。     

褐煤腐殖酸对铵的吸附特性研究

研究了铵浓度、处理时间及介质pH对2种褐煤腐殖酸吸附铵的影响及其规律。结果表明,褐煤腐殖酸对铵的吸附等温式可用Freundlich等温曲线描述,其动力学吸附方程用Elovich方程描述最佳。在pH7.04时,介质pH的升高有利于铵的吸附。当pH4.03时,主要以物理吸附为主;当4.03.     

土壤吸附铜离子的研究进展

对土壤吸附Cu的研究进行了综述。主要讨论了吸附速率,吸附等温线,表面络合模式和影响吸附量的因子等方面的问题。目前对土壤吸附Cu的速率研究主要有两种方法:一是根据实验数据绘制吸附量随时间变化的曲线,根据所绘制的曲线斜率来研究吸附动力学过程;二是选择经验性的化学动力学方程对数据进行拟和,依据较高的相关系数和较低的标准误差选择最优方程,根据吸附速率系数来进行定量的研究。土壤对Cu吸附的定量描述,经验性的吸附等温式仍不失为一个十分有用的方法;考虑到土壤性质和环境因子对吸附的影响,模型中应该加入这些参数使其更能反映土壤对重金属的吸附过程,但这方面的研究相对较少。土壤表面电荷特征、低分子有机酸对土壤吸附Cu的影响和吸附过程中Cu形态的变化等方面研究也较少。     

纳米TiO_2对土壤水分运动及离子迁移过程影响的试验研究

为了研究纳米TiO2对土壤水分养分运动及重金属吸附过程的影响,基于室内一维垂直定水头土柱试验,采用扰动黄绵土均匀添加不同含量纳米TiO2作为研究对象(质量含量分别为0,0.001,0.005,0.01,0.05g/g),分别测定土壤累积入渗量曲线、水分特征曲线、溶质穿透曲线及重金属等温吸附曲线。结果表明:(1)纳米TiO2对土壤水分入渗过程产生阻碍作用,入渗率随着纳米TiO2含量增加而减小;(2)纳米TiO2可以提高土壤的持水能力,随着纳米TiO2含量增加,相同土壤水吸力下的土壤含水量增大,进气吸力(α)随纳米TiO2含量增加而增大,形状参数(n)随之减小;(3)纳米TiO2可以有效提高土壤吸持惰性离子能力,随纳米TiO2含量增加,初始穿透时间提前,完全穿透时间延长,弥散度增大。(4)相同平衡浓度,随着纳米TiO2含量的增加,Cu2+吸附量加大。采用Langmuir方程拟合Cu2+等温吸附曲线,最大吸附量(Sm)随着纳米TiO2含量增加而增大。研究可为改善黄绵土保水保肥性及重金属污染的治理提供理论依据。     

pH对砖红壤和黄棕壤Cu~(2+)吸附与解吸的影响

对砖红壤和黄棕壤在不同浓度、不同pH下吸附和解吸Cu2+进行了测定。结果表明, 2种土壤Cu2+吸附量均随平衡液中Cu2+浓度增加而增大,两者关系较好地符合Langmuir吸附方程。Cu2+吸附量随pH升高而增加,Cu2+分配系数的对数与pH呈极显著的线性正相关,吸附一个Cu2+所释放H+的平均数砖红壤(1. 19)大于黄棕壤(1. 01)。可解吸Cu2+的数量随pH升高和吸附Cu2+的数量增加而增加,在pH4~6下,黄棕壤吸附Cu2+及可解吸Cu2+的比例(平均为10. 5% )大于砖红壤(平均为3. 1% )。由此认为, 2种土壤吸附Cu2+虽以专性吸附为主,但砖红壤的表面吸附点位较少,专性吸附点位的比例较高,对Cu2+的亲和性或专性吸附性大于黄棕壤。     

pH对生物质炭吸附诺氟沙星和磺胺甲恶唑的影响

为解决水体中抗生素去除及芦苇秸秆资源化利用等问题,以芦苇秸秆制备的生物质炭为吸附材料,考察不同pH条件下诺氟沙星(NOR)和磺胺甲恶唑(SMX)在芦苇秸秆生物质炭上的等温吸附过程及吸附动力学。结果表明,生物质炭的吸附与NOR和SMX在不同溶液pH下的存在形态有关。随pH的增加,生物质炭对NOR的吸附量先增加后减小,最高吸附量为7.80 mg·g~(-1);生物质炭对SMX的吸附量在溶液pH 1～3时逐渐减小,在pH 3～5时逐渐增加,pH5时吸附量逐渐降低。拟二级动力学模型可较好地拟合NOR和SMX在生物质炭上的吸附,生物质炭吸附NOR和SMX受到表面吸附、颗粒内扩散等作用的共同影响。吸附等温线符合Langmuir方程,吸附过程以单分子层吸附为主。溶液不同的pH会影响芦苇秸秆生物质炭对NOR和SMX的吸附效果,这为生物质炭吸附水中抗生素的合理应用提供一定的数据支持。     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究Ⅲ Cu2+和Zn2+的吸附特征

研究了3种典型可变电荷土壤和4种典型恒电荷土壤在不同pH和不同浓度下单纯及共存体系中Cu2 和Zn2 的吸附及其影响因素。结果表明,两类土壤对Cu2 或Zn2 的吸附量均随平衡浓度增加而增大,符合Langmuir吸附等温式;当Cu2 、Zn2 浓度一定时,pH升高使Cu2 、Zn2 吸附量增大,但当pH >5时,Cu2 、Zn2 吸附量随pH变化甚微,出现一个接近最大吸附量的“平台”。当添加Cu2 、Zn2 浓度相同,但二种离子的总浓度不同时,平衡液的Cu2 /Zn2 浓度比均小于1,说明两类土壤对Cu2 的吸附选择性大于Zn2 ,且这种趋势不因pH和离子浓度而改变。当Cu2 、Zn2 共存时,使可变电荷土壤的Zn2 吸附量减小约70 % ,是恒电荷土壤降低量的约1.5倍;可变电荷土壤吸附一个Cu2 或Zn2 时所释放H 的平均数,明显大于恒电荷土壤者,说明可变电荷土壤对Cu2 及Zn2 的吸附中专性吸附的比例较恒电荷土壤大     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

四种典型重金属污染对土壤吸附磷的影响

以空白土壤和人工制备的不同浓度铜、砷、镉和铅污染土壤为对象,研究了在不同pH值、温度和柠檬酸浓度条件下重金属污染对土壤吸附磷的影响,并对其进行了相关过程的等温和吸附动力学的机理分析。研究结果表明,空白土壤和As污染土壤吸附磷的等温吸附过程符合Temkin方程,Cu、Pb、Cd污染土壤吸附磷的等温吸附过程符合Freundlich方程,空白土壤和重金属污染土壤吸附磷的动力学过程均符合Elovich方程;重金属污染对土壤吸附磷有一定的抑制作用,抑制程度与污染物浓度呈现显著的正相关,且随外在环境因子的改变而不同。当重金属元素铜、铅、砷、镉的含量分别为200、80、25、0.8 mg kg^-1时:pH值为5时,重金属对土壤吸附磷抑制作用最小,土壤吸附磷量分别降低了30.18%、13.54%、30.74%、37.23%,其抑制作用程度为:Cd> As> Cu> Pb;土壤吸附磷量与温度呈现显著的正相关,温度变化为25~45℃时,土壤对磷的吸附量分别增大了17.14%~28.83%、6.72%~16.05%、8.68%~9.13%、10.30%~23.45%,同一条件下重金属对土壤吸附磷抑制作用程度为Cu> Cd> As> Pb;重金属污染土壤吸附磷量与柠檬酸浓度成负相关,柠檬酸浓度为50 mg L^-1时,土壤吸附磷量分别降低了19.87%、21.94%、23.18%、24.84%,相同柠檬酸浓度下其抑制作用程度为Cd> As> Pb> Cu。