有机修饰塿土对苯胺的吸附

以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和CTMAB+十二烷基磺酸钠(SDS)混合修饰塿土耕层和粘化层土样,从吸附实验和热力学角度研究修饰土样对苯胺的吸附特征和机理。结果表明,供试土样对苯胺吸附均呈现100CB>50CB>120CS>CK的高低顺序,耕层修饰后对苯胺的平衡吸附量增大了4.5￣8.57倍,粘化层土样增大了6.0￣18.33倍;温度为40℃时耕层未修饰土样对苯胺的吸附量高于粘化层未修饰土样,20℃时则低于粘化层原土土样,而修饰土样则均呈现粘化层修饰土样对苯胺的吸附高于塿土耕层修饰土样的结果;耕层土样随温度升高苯胺平衡吸附量升高,而粘化层土样则表现出降温有利于苯胺吸附的现象,修饰剂对土样的修饰对苯胺的吸附具有"感温钝化"效应;Henry模型适用于描述苯胺的吸附;修饰土样对苯胺的吸附自由能变均为ΔG<0,属于自发反应,粘化层各土样对苯胺吸附为放热熵减过程,吸附自发性由焓减控制,耕层各土样对苯胺吸附为吸热熵增过程,其吸附自发过程为熵增控制过程;疏水吸附是修饰土样对苯胺吸附的主要机理,但修饰剂对于土壤表面的修饰是不均匀修饰,粘化层土样以物理吸附机制为主,耕层土样则存在化学吸附的机制。     

有机修饰(土娄)土对CrO_4~(2-)吸附特征的初步研究

以CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)单一修饰和CTMAB SDS(十二烷基磺酸钠)混合修饰土耕层、粘化层土样,从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰土对CrO42-的平衡吸附特征。结果表明,各供试土样中CrO42-平衡吸附量均随CrO42-平衡浓度增高而增大,有机修饰土对CrO42-的吸附等温线呈现L型等温线形式,原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式,两层次各土样对CrO42-的吸附量呈现100CB>120CS>50CB>CK的顺序(100,120,50分别表示修饰比例为100,100 20,50;CB为CTMAB修饰;CS为CTMAB SDS修饰;CK为未修饰原土);随着平衡浓度的增大,耕层原土对CrO42-的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢,土粘化层修饰土样对CrO42-的平衡吸附量均高于土耕层土样,但修饰比例增高导致两层次土样对CrO42-吸附亲和力的差异减小;未修饰原土对CrO42-吸附呈现增温效应,粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样,表明增温促进粘粒矿物对CrO42-的专性吸附。随平衡浓度的增大,修饰土样CrO42-吸附温度效应比值均变化不大,耕层各修饰土样对CrO42-吸附呈现增温负效应,而粘化层修饰土样对CrO42-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关。     

有机修饰(土娄)土对CrO2-4吸附特征的初步研究

以CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)单一修饰和CTMAB+SDS(十二烷基磺酸钠)混合修饰(土娄)土耕层、粘化层土样,从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰(土娄)土对CrO2-的平衡吸附特征.结果表明,各供试土样中CrO2-4平衡吸附量均随CrO2-4平衡浓度增高而增大,有机修饰土对CrO2-的吸附等温线呈现L型等温线形式,原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式,两层次各土样对CrO2-4的吸附量呈现100CB＞120CS＞50CB＞CK的顺序(100,120,50分别表示修饰比例为100,100+20,50;CB为CTMAB修饰;CS为CTMAB+SDS修饰;CK为未修饰原土);随着平衡浓度的增大,耕层原土对CrO2-4的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢,(土娄)土粘化层修饰土样对CrO2-4的平衡吸附量均高于(土娄)土耕层土样,但修饰比例增高导致两层次土样对CrO2-4吸附亲和力的差异减小;未修饰原土对CrO2-4吸附呈现增温效应,粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样,表明增温促进粘粒矿物对CrO2-4的专性吸附.随平衡浓度的增大,修饰土样CrO2-吸附温度效应比值均变化不大,耕层各修饰土样对CrO2-4吸附呈现增温负效应,而粘化层修饰土样对CrO2-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关.     

CTMAB对塿土表面的修饰机制

以平衡吸附法研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对塿土耕层·粘化层表面的修饰机制,结果表明,CTMAB在两层次土样上吸附等温线20℃时均呈直线型,40℃时均转变为H型等温线形式·在修饰比例0%～100%CEC区间,土壤表面对CTMAB的亲和力随温度的升高均增加,其吸附具有熵增控制自发性反应的热力学特征,两个温度下,土层吸附CTMAB亲和力之比与土层CEC之比相近;在修饰比例100%～200%CEC区间,土壤表面对CTMAB的亲和力随温度的升高均呈现下降的趋势,呈现放热熵减反应特征,20℃时土层吸附CTMAB亲和力之比与土层CEC之比相近,而40℃时则与土层性质无关。CTMAB在两层次土样上解吸等温线均呈直线型。CTMAB对塿土表面的修饰在100%CEC修饰比例前以离子交换为主,100%后以疏水键结合为主,CTMAB在塿土表面易于吸附但难于解吸,解吸的CTMAB主要是以疏水键形式结合在土壤表面上。     

有机修饰(土娄)土对CrO42-吸附特征的初步研究

以CTMAB（十六烷基三甲基溴化铵）单一修饰和CTMAB＋SDS（十二烷基磺酸钠）混合修饰塿土耕层、粘化层土样，从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰塿土对CrO4^2-的平衡吸附特征。结果表明，各供试土样中CrO4^2-平衡吸附量均随CrO4^2-平衡浓度增高而增大，有机修饰土对CrO4^2-的吸附等温线呈现L型等温线形式，原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式，两层次各土样对CrO4^2-的吸附量呈现100CB〉120CS〉50CB〉CK的顺序（100，120，50分别表示修饰比例为100，100＋20，50；CB为CTMAB修饰；cs为CTMAB＋SDS修饰；CK为未修饰原土）；随着平衡浓度的增大，耕层原土对CrO4^2-的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢，塿土粘化层修饰土样对CrO4^2-的平衡吸附量均高于塿土耕层土样，但修饰比例增高导致两层次土样对CrO4^2-吸附亲和力的差异减小；未修饰原土对CrO4^2-吸附呈现增温效应，粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样，表明增温促进粘粒矿物对CrO4^2-的专性吸附。随平衡浓度的增大，修饰土样CrO4^2-吸附温度效应比值均变化不大，耕层各修饰土样对CrO4^2-吸附呈现增温负效应，而粘化层修饰土样对CrO4^2-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关。     

苯胺在有机修饰黏化层塿土中的吸附动力学

以不同比例十六烷基三甲基溴化铵单一修饰(CB)和十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠混合修饰(CB+SDS,简称CS)(土娄)土黏化层土样,采用批处理法通过不同的速度参数研究了修饰土样对苯胺的吸附动力学特征。结果表明,有机修饰能够显著加快土黏化层土样对苯胺的吸附速度、温度的升高可使起始吸附速度加快,但对其他各项速度参数影响不显著;苯胺吸附速度随添加浓度的增大而增大;在20℃和40℃下,总吸附速度Vt、起始吸附速度V0.5、快速吸附速度Vf在低苯胺添加浓度下,总体上不同比例修饰土样对苯胺的吸附速度差异均不显著,而在高苯胺添加浓度下,在5%显著性水平上均具有CB100%修饰土(100CB)>CB50%比例修饰土(50CB)≈CB100%+SDS20%修饰土(120CS)>原土(CK)的高低顺序;苯胺的吸附反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,总吸附反应以快速吸附反应为主,修饰土样快速反应和慢速反应的转折时间(tc)均在3h以内;修饰土样中有机相对苯胺的疏水分配吸附是快速吸附的主要机制,具有吸附质浓度驱动的特征;慢速吸附主要发生在未被修饰的原始土样表面,机制比较复杂。     

苯胺在有机修饰黏化层(土娄)土中的吸附动力学

以不同比例十六烷基三甲基溴化铵单一修饰(CB)和十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠混合修饰(CB+SDS,简称CS)(土娄)土黏化层土样,采用批处理法通过不同的速度参数研究了修饰土样对苯胺的吸附动力学特征。结果表明,有机修饰能够显著加快土黏化层土样对苯胺的吸附速度、温度的升高可使起始吸附速度加快,但对其他各项速度参数影响不显著;苯胺吸附速度随添加浓度的增大而增大;在20℃和40℃下,总吸附速度Vt、起始吸附速度V0.5、快速吸附速度Vf在低苯胺添加浓度下,总体上不同比例修饰土样对苯胺的吸附速度差异均不显著,而在高苯胺添加浓度下,在5%显著性水平上均具有CB100%修饰土(100CB)CB50%比例修饰土(50CB)≈CB100%+SDS20%修饰土(120CS)原土(CK)的高低顺序;苯胺的吸附反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,总吸附反应以快速吸附反应为主,修饰土样快速反应和慢速反应的转折时间(tc)均在3h以内;修饰土样中有机相对苯胺的疏水分配吸附是快速吸附的主要机制,具有吸附质浓度驱动的特征;慢速吸附主要发生在未被修饰的原始土样表面,机制比较复杂。     

改性塿土对土壤有机污染物苯酚运移的阻滞模拟

为了防止和控制污染物在土壤中纵向迁移,保护地下水免受污染。该研究通过饱水土柱运移试验,用非反应性离子Cl-探求土柱参数弥散系数,并运用平均孔隙水流速和弥散系数求算反应性溶质苯酚的运移参数阻滞系数,探究十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium bromide,CTMAB)改性土和原土对苯酚运移的阻滞效应,以及改性比例、pH值、离子强度等因素对苯酚在土柱中运移的影响。结果表明:以CTMAB改性黏化层塿土,显著增强了土壤对苯酚运移的阻滞能力。改性土对苯酚运移的阻滞能力随着改性比例的增加而增强,苯酚在100%改性土中运移的阻滞系数值是在原土中的26.06倍;pH值在6.0~8.0变化时,对苯酚在改性土中运移的阻滞作用影响不大;当离子强度在0.001~0.1 mol/L范围内,随着离子强度的增加,原土和改性土对苯酚运移的阻滞能力均减弱,原土对苯酚的阻滞系数由0.56降至0.37,100%改性土由17.57降至8.71。以100%改性比例制备的改性土在中性环境,离子强度为0.001 mol/L环境中对苯酚的阻滞效果最好。     

BS-12+DAS复配修饰膨润土对苯酚、菲的不同吸附模式和机理

为探究阴离子型表面修饰剂对两性修饰膨润土吸附不同类型有机污染物的影响,采用阴离子型表面修饰剂正十烷基磺酸钠(DAS)对两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土进行复配修饰,恒温浸泡处理法研究复配修饰膨润土对疏水性不同的有机污染物苯酚和菲的吸附模式差异及原因,并对比了不同温度、pH和离子强度条件下供试土样吸附苯酚及菲的吸附量及表观热力学参数。结果表明:BS+DAS复配修饰土样对苯酚及菲的吸附量随DAS修饰比例的增大而减小,且苯酚吸附量变化更为显著,复配修饰土样对苯酚的吸附模式为"无限"型分配吸附,对菲为"有限"型分配吸附;供试土样对苯酚及菲的吸附均为物理吸附,呈现增温负效应;pH升高促进了供试土样对苯酚的吸附,抑制了菲的吸附;离子强度在0.001~0.1 mol L~(-1)范围内,可促进供试土样对苯酚及菲的吸附;热力学参数结果表明,BS+DAS两性复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附是自发的物理吸附过程,DAS增大了土样表面正辛醇/水分配系数的对数(logP),造成了苯酚及菲吸附模式的不同,结果证实,以化学修饰方式增强土样有机碳含量以增加对不同疏水性有机污染物的吸附,不但要考虑有机碳含量的影响,同时也要考虑土样表面有机相和污染物之间"相溶性"的差异。     

Pb和Cd在塿土不同剖面土壤中的竞争吸附作用

多种金属离子的共存影响土壤对重金属离子的吸附作用,从而影响其生物有效性和迁移特征。利用等温吸附方法研究了塿土不同发育层次土壤对Pb~(2+)、Cd~(2+)单一离子和两种离子共存的吸附特征。对于单一的离子吸附,Pb~(2+)在塿娄土耕层、黏化层和钙积层的分配系数为8.0、8.1和6.1,Langmuir方程最大吸附量为6.1、5.8和6.0 mmol kg~(-1);而Cd~(2+)的分配系数为4.2、7.1和4.7,最大吸附量为5.5、4.8和2.9 mmol kg~(-1);三种土壤对Pb~(2+)的吸附性能均强于对Cd~(2+)的吸附。当Pb~(2+)、Cd~(2+)共存时,两种离子间存在竞争吸附作用,致使Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附量均降低,Pb~(2+)、Cd~(2+)互为竞争性吸附离子的亲和力效应在0.8~0.9之间,竞争性的Langmuir吸附方程可用于描述Pb~(2+)、Cd~(2+)的竞争吸附。     

改良耕层土壤中苯胺的吸附动力学

研究有机改良土壤对污染物的动力学吸附特征,有助于深入了解其对污染物的吸附机制。以十六烷基三甲基溴化铵单一改良（CB）和十六烷基三甲基溴化铵＋十二烷基磺酸钠混合改良（CS）塿土耕层土样,采用批处理法通过不同的速度参数研究了改良土壤对苯胺的吸附动力学特征,并与苯酚对比探讨改良土样对有机污染物吸附的动力学机制。结果表明,塿土耕层土样的有机改良能够显著加快对苯胺的吸附速度,苯胺的吸附反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,且以快速吸附反应为主。总体上耕层土样Vt、V0.5、Vf的大小顺序均为100CB＆gt;120CS＆gt;（≈）50CB＆gt;CK。随温度升高和苯胺添加浓度增大,苯胺吸附速度增大,苯胺、苯酚的吸附动力学特征在改良土样上具有良好的相似性,从而证实有机污染物以分子状态存在导致的单一疏水吸附是改良土样吸附的决定机制。     

草酸对不同土壤中Cd Zn吸附及其交互作用影响的初步研究

研究了草酸对Cd2＋、Zn2＋单一及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,并探讨了草酸的影响机制。结果表明,除在低Zn2＋平衡浓度下,5种土壤中草酸促进了Zn2＋的吸附外,总体上在Cd2＋、Zn2＋单一处理及其复合处理中,草酸降低了土壤对Cd2＋、Zn2＋的吸附。草酸既没有改变塿土、黑垆土吸附能力最强、砂土吸附能力最弱的结果,也没有改变Cd2＋、Zn2＋之间的相互拮抗作用。草酸对Cd2＋、Zn2＋吸附的影响机制主要在于其与Cd2＋、Zn2＋形成络合物。草酸主要通过降低电性引力的方式减弱土壤对Cd2＋的吸附能力,而对于Zn2＋,在低平衡浓度下,草酸对Zn2＋吸附的促进作用来源于在土壤氧化物矿物表面形成少量的三元表面络合物的桥键合效应,在高平衡浓度下,对Zn2＋吸附的抑制作用来源于草酸对土壤有机质化学吸附点位的竞争。对Cd2＋、Zn2＋吸附起决定作用的依然是土壤本身性质。     

不同温度下镉在典型农田土壤中的吸附动力学特征

按土重的3%和5%向采自海南和广西的3种可变电荷土壤中添加由稻草制备的生物质炭,混合培养30 d后用一次平衡法研究了生物质炭对土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响及其与土壤表面电化学性质的关系,旨在阐明生物质炭促进可变电荷土壤吸附和固定Cd（Ⅱ）的机制。结果表明,添加稻草炭显著提高了3种土壤的阳离子交换量（CEC）和土壤pH,并使土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。因此,添加稻草炭增加了土壤表面的负电荷量,土壤表面对Cd（Ⅱ）的吸附容量增强,使3种可变电荷土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量增加,且Cd（Ⅱ）吸附量的增幅随稻草炭添加水平的提高而增加。Freundlich方程和Langmuir方程可以拟合3种土壤对Cd（Ⅱ）的吸附等温线,但Freundlich方程拟合效果更好,该方程表征吸附容量的常数k也随着稻草炭添加水平提高而增大。研究表明在pH3.0~5.0范围内,稻草炭均增加土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量。添加稻草炭提高土壤pH,促进Cd（Ⅱ）的吸附,因为Cd（Ⅱ）的吸附量随pH升高而增加。解吸实验表明,添加稻草炭处理Cd（Ⅱ）的解吸量高于对照处理,说明生物质炭提高了土壤对Cd（Ⅱ）的静电吸附量。     

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。     

The adsorption characteristics of soils and removal of cadmium and nickel from wastewaters

The interactions between the adsorption characteristics of 27 experimental soils and the sorption of Cd and Ni from the municipal wastewaters were investigated in this study. The removal of these elements from soil solution was followed for 50 days. All the adsorption characteristics, except cation exchange capacity and organic matter, were significantly correlated to the sorption of Cd after one day shaking. After 7 days of shaking, none of the soil adsorption characteristics except free CaCO₃ was significantly correlated to Cd removal from wastewater. The soil saturated paste pH and suspension pH were strongly correlated to Cd sorption throughout this experiment. The behavior of Ni in soils was different from that of Cd. Surface area, total Fe, and total Al were significantly correlated to Ni sorption. The correlation between Ni removal and pH was the strongest than any other parameter studied. After 7 days shaking, clay content and total Ca were not significantly correlated to Ni sorption. The cation exchange capacity of the soils was not significantly correlated to Cd or Ni sorption in this experiment. It seems that in the experimental soils, concentration of Cd and Ni were probably not controlled by adsorption process. The precipitation process was probably playing a major role in the removal of these elements from the municipal wastewaters. As observed in this experiment, the cation exchange capacity of experimental soils was a poor parameter to define sorption capacity of these soils for Cd and Ni. The guidelines for determining the soil sludge load, which are mainly based on the cation exchange capacity of soils, should be revised.     

有机-无机型钝化剂对水稻土镉钝化效果研究

为了降低水稻土镉(Cd)生物有效性,确保水稻安全生产,采用纯土培和盆栽试验,通过研究不同改性方法、配比条件及施用量下山核桃壳及矾浆对土壤Cd钝化效果的影响,研发了一种有机-无机型Cd钝化剂及其施用方法。结果表明,山核桃壳对Cd的吸附能力显著高于矾浆。山核桃壳和矾浆经0.5 M草酸和1 M NaOH加热改性后,Cd最大吸附量分别提高了30%和233%。淹水条件下,改性后的山核桃壳和矾浆按照85%和15%的比例制备的有机-无机型钝化剂可使水稻土醋酸提取态Cd含量降低49.8%。此外,山核桃壳与矾浆按此比例混合后,山核桃壳的分解速率降低,120 d内固定土壤Cd的效果持续稳定。水稻种植前,将该钝化剂按1.0%的添加量(v/v)与Cd污染土壤(Cd2 mg·kg~(-1))充分混匀,收获的稻米中Cd含量降低了52.1%。本研究结果为山核桃壳、矾浆复配运用于稻田土壤Cd污染的钝化修复提供了一定的理论依据。     

Adsorption of Cadmium by Indian Soils

Adsorption behaviour of cadmium (Cd) in soils is an important process which exerts a major influence on its uptake by plant roots. Thirteen soils from various parts of India (tropical region), their pH ranging from 4.2 to 8.4, were subjected to Cd treatment at various concentrations (1 to 100 μg ml-1) and equilibrated at room temperature (25 ± 1 °C). The Cd adsorbed by each soil was calculated as the difference between the amount of Cd present in the solution initially and that remaining after equilibration. Results indicated that the adsorption capacity of the soils for Cd increased with an increase in the pH or alkalinity of the soils. The rate of adsorption was, however, found to decrease with increased pH. All the 13 soils used in this study followed linear and Freundlich adsorption isotherms with highly significant positive correlations (r). The neutral and alkaline soils also followed the Langmuir adsorption isotherm, the adsorption maxima being lowest for the neutral soil and highest for the alkaline soil. The adsorption data, in general, indicated that Cd was in a fixed form at higher pH levels. The results are generally similar to those of the temperate regions; however, Cd adsorption capacity of tropical vertisols was comparatively higher than those of temperate vertisols.