磁性壳聚糖微球吸附苹果渣多酚的动力学及热力学分析

为了更好的利用胺基化磁性壳聚糖微球吸附分离苹果渣多酚的工艺,对其反应动力学和热力学进行了研究。主要采用Langmuir准一级动力学模型、Langmuir准二级动力学模型、Elovich方程及内扩散方程对吸附反应动力学过程进行拟合,并利用Langmuir等温吸附模型、Freundlich等温吸附模型及Temkin等温吸附模型对吸附反应热力学特性进行解析。结果表明:吸附动力学过程符合准二级动力学模型的描述,吸附温度越高,吸附速率常数和初始吸附速率越大,且平衡吸附量越高。吸附热力学过程符合Freundlich等温吸附模型,热力学参数ΔG<0,ΔH>0,ΔS>0,表明胺基化磁性壳聚糖微球对苹果渣多酚的吸附过程可以自发进行,并且是伴随着焓变>0的吸热过程。动力学及热力学研究为利用胺基化磁性壳聚糖微球进行苹果渣多酚的提取分离提供了技术依据。     

不同来源生物炭对土壤磷吸附解吸的影响

主要研究了水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳四种来源的生物炭对土壤磷吸附解吸的影响。研究结果表明:生物炭对土壤磷吸附的影响取决于土壤溶液中磷的浓度,与对照相比,在中低磷浓度(0~90 mg L-1)时,四种生物炭对土壤磷的吸附影响较小,而在较高磷浓度时,小麦秸秆生物炭和花生壳生物炭均抑制了土壤磷的吸附,而水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭均能促进土壤磷的吸附。吸附动力学试验表明,在反应开始的4小时内,土壤对磷的吸附较快,吸附量基本达到平衡吸附量的50%;到达吸附平衡时,添加生物炭能够降低土壤对磷的吸附量,四种生物炭对土壤磷的吸附量依次为:小麦秸秆玉米秸秆花生壳水稻秸秆。此外四种生物炭都能促进土壤中磷的解吸,其中玉米秸秆的促进效果最为显著,解吸量比对照高1.76倍。Langmuir方程和Freundlich方程都能很好地拟合生物炭存在下土壤磷的吸附等温线(P0.01),Freundlich拟合程度要比Langmuir方程的高。准一级动力学方程和准二级动力学方程都能很好地描述生物炭存在下土壤磷的吸附动力学(P0.01)。     

名山县蒙山茶园土壤各粒级组分对K~+吸附-解吸特征的影响

以名山县蒙山茶园紫色土为对象,用物理方法将蒙山茶园紫色土分成粒径大小不同的土壤组分(≤0.002mm,0.02～0.002mm,0.2～0.02mm,2～0.2mm),分别通过动力学和热力学方法研究它们对K+的吸附-解吸行为。结果表明:紫色土不同粒级组分对K+的吸附量表现为小于0.002mm>0.02～0.002mm>原土>0.2～0.02mm>2～0.2mm,而解吸量则呈相反的规律。用Elovich方程、双常数方程、抛物线扩散方程及一级扩散方程分别对K+的吸附-解吸动力学数据进行拟合,并用Langmuir、Freundlich和Temkin热力学方程对等温吸附过程进行拟合。原土及各粒级组分K+的吸附量均随K+初始浓度的增大而增大,但各粒级组分吸附量大小关系各不相同,K+均向最小粒径富集。运用动力学方法,原土和各粒径组分对K+的吸附特性均用Elovich吸附方程拟合最佳,原土和各粒级组分对K+的解吸特性均用Elovich解吸方程拟合效果最佳。运用热力学方法,原土和土壤各粒级组分以及分别去除有机质和游离氧化铁后对K+的吸附特性均用Freundlich吸附方程拟合效果最佳,原土和土壤各粒级组分以及分别去除有机质和游离氧化铁后对K+的解吸特性均用Freundlich吸附方程拟合效果最佳。     

五氯酚在酸性土壤表面的吸附-解吸特征研究

本实验研究五氯酚在江西红壤和南京黄棕壤表面的吸附-解吸特征,结果表明:Freundlich和Langmuir等温吸附方程均能较好地描述PCP在两种土壤表面的吸附,且黄棕壤表面的最大吸附量大于红壤。用动力学方程对PCP在红壤中的吸附过程进行拟合,Elovich方程、双常数方程和一级动力学方程均得到较好的结果,其相关系数(R2)在0.96 ~ 0.99之间,达到极显著水平。Elovich方程反映出PCP在土壤表面吸附的能量非均质分布;而抛物线扩散方程不能描述PCP的吸附过程,其相关系数0.46 ~ 0.48。PCP在土壤中的解吸率与有机质含量和pH值相关,随有机质含量增加,PCP解吸率降低,即黄棕壤表土<黄棕壤底土,红壤表土<红壤底土;随模拟酸雨的pH值降低,土壤因对PCP的吸附能力增加,其解吸率降低。     

磁性壳聚糖微球吸附苹果汁有机酸的动力学及热力学特性

为充分利用中国丰富的苹果资源,开发多品类的苹果深加工产品,以磁性壳聚糖微球为吸附剂,通过磁分离技术,吸附获得苹果汁中的天然有机酸,并对其吸附过程进行研究。利用Lagergren准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich方程及内扩散方程对吸附反应动力学过程进行拟合;利用Langmuir等温吸附模型、Freundlich等温吸附模型及Temkin等温吸附模型对吸附等温数据进行拟合,并对其吸附反应热力学特性进行分析。通过比较线性拟合方程的决定系数,发现磁性壳聚糖微球吸附苹果汁中有机酸的动力学过程更加符合Lagergren准二级动力学模型,吸附温度越高,吸附速率常数和初始吸附速率越大,但平衡吸附量越低。等温吸附过程更加符合Langmuir等温吸附模型,表明该吸附过程更趋向于单分子层的化学吸附。298 K时,有机酸的饱和吸附量可达到188.679 2 mg/g,表明磁性壳聚糖微球是苹果汁中有机酸的1种高效吸附剂。热力学参数ΔG°0,ΔH°0,ΔS°0,表明磁性壳聚糖微球对苹果汁有机酸的吸附过程为熵增加的可自发进行的放热过程。动力学及热力学结果为磁性壳聚糖微球吸附苹果汁有机酸的研究提供了理论基础与技术支持。     

内蒙古部分河段表层沉积物对氟的吸附特征

以内蒙古地区五个河段表层沉积物为吸附剂,实验室模拟含氟废水为吸附质,对沉积物对氟的吸附行为进行研究。运用Lagergren准一级、准二级动力学模型及Langmuir、Friendlich等温吸附模型对试验数据进行拟合,结果表明:沉积物对氟的动力学吸附过程与Lagergren准二级动力学方程拟合相关性较好,平衡吸附量范围为1.73～2.02 mg g~(-1),最高值出现在乌海;而对氟的热力学吸附过程与Langmuir吸附方程有较好拟合(R~2 0.962),最大吸附量Qmax的范围为1.72～7.40 mg g~(-1),平均值为3.89mg g~(-1);与Friendlich吸附方程拟合也较好(R~2 0.963),1/n范围为0.8017～0.9855,说明沉积物对氟的吸附过程易于进行。研究发现:洮儿河和岱海吸附量较低且解吸率高,应特别注意其河流水体的氟污染问题。     

土壤对铜的吸附-解吸特征及对土地利用的响应

用吸附平衡法研究黄河三角洲地区土壤对Cu2+的吸附和解吸特征,对比了农田和未利用地土壤吸附与解吸能力的差异,并分析了差异形成的原因。结果表明,土壤对Cu2+的吸附量随着平衡液Cu2+质量浓度的增加而增加,其吸附作用可用Langmuir,Temkin和Freundlich方程来拟合,以Langmuir方程拟合结果最佳。根据Langmuir方程计算出的两种土壤最大吸附量分别为3 961mg/kg和3 521mg/kg,农田土壤对Cu2+的吸附能力强于未利用地土壤;土壤Cu2+的解吸量远远小于土壤对Cu2+的吸附量,与农田土壤相比,未利用地土壤Cu2+的解吸有滞后现象;农田土壤和未利用地土壤Cu2+的解吸率变化范围分别为0.1%～0.35%和0.15%～1.8%,农田土壤的解吸率明显低于未利用地土壤。综合分析认为,两种土壤吸附—解吸特征的差异与农田土壤具有较高的有机质含量,从而在土壤胶体表面形成较多的吸附位点有关。     

Langmuir,Temkin和Freundlich方程应用于土壤吸附锌的比较

本文分别用Langmuir,Temkin和Freundlich方程拟合土壤吸附锌的等温线。结果表明,吸附数据能很好地符合Freunblich方程,而Langmuir和Temkin方程拟合程度较差。作者从吸附热角度证明了土壤表面不均匀性是造成这种差别的最主要因子。土壤吸附锌过程中吸附热与吸附量的关系满足Freundlich方程模型中关于能量的假设。所以Freundlich方程能比较真实地反映土壤吸附锌的本质,可用予锌吸附机制的探讨。     

几种有机物对紫色土镉的溶出效应与吸附-解吸行为影响的研究

研究了天然有机物胡敏酸和富里酸 ,螯合剂EDTA和DTPA和四种简单有机酸对紫色土镉的溶出效应和吸附解吸行为的影响。结果表明 ,供试八种有机物均能显著促进镉从紫色土中的溶出。作用大小顺序为 :EDTA≥DTPA >柠檬酸 >胡敏酸 >草酸 >富里酸 >酒石酸≥水杨酸。有机物对土壤镉溶出和迁移的影响是其对土壤镉吸附和解吸综合作用的结果。有机物显著降低了紫色土对镉的吸附 ,其作用大小顺序与其对镉的溶出能力的相对大小顺序一致 ,同时也改变了吸附镉的解吸特性。有机物影响下 ,紫色土镉的吸附动力学模型以双常数方程拟合最佳。而吸附等温曲线以Freundlich方程拟合最好 ,吸附常数n与有机物对土壤镉的溶出率之间存在良好的相关性。     

水稻秸秆生物质炭对土壤磷吸附影响的研究

本文以水稻秸秆为原料,分析了不同热解温度下生物炭的性质,并利用批处理实验,分析了生物炭添加量和热解温度对土壤磷吸附特性的影响。结果表明：随着热解温度的升高,生物炭的碳化程度、比表面积和磷含量增加。生物炭添加显著减少了土壤对磷的吸附量,而且随着生物炭热解温度的增加,土壤对磷的吸附量显著增加。Langmuir方程和Freundlich方程都能够较好地拟合生物炭对土壤磷的等温吸附。准一级动力学方程和准二级动力学方程可较好地描述生物炭对土壤磷吸附动力学的行为。通过以上研究结果可知,水稻秸秆生物炭可以减少土壤对磷的吸附并增加土壤有效磷的含量,因此在土壤改良方面具有一定的应用潜力。     

稻草生物质炭对3种可变电荷土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响

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。     

生产建设项目弃渣(土)场水土流失特征与防治措施

生产建设项目弃渣场种类繁多,弃渣成分、结构复杂,各类弃渣场的侵蚀形式、机制不尽相同,不易实施适宜的水土保持措施,致使弃渣场水土流失十分严重。通过介绍弃渣场存在的各类土壤侵蚀型式、归纳土壤侵蚀类型、分析岩土侵蚀特点,指出影响弃渣场土壤侵蚀的主要因素有排弃方式、组成物质、坡面以及堆积时间等。结合保证弃渣场安全稳定、恢复土地生产力的弃渣场水土流失防治目标,分析现有水土保持措施特点,提出健全弃渣场水土流失防治措施体系的建议,为弃渣场的水土流失防治提供科学依据。     

四种土壤调理剂对镉、铅的吸附效果研究

采用等温吸附试验研究了主要原料为麦饭石(M)、蒙脱石(T)、牡蛎壳(O)和硅钙矿(S)4种土壤调理剂对溶液中镉和铅的吸附效果。结果表明,4种土壤调理剂对镉和铅的吸附均可用Langmuir方程进行描述;相比而言,4种土壤调理剂对镉吸附量的大小顺序为O调理剂>S调理剂>M调理剂>T调理剂,对铅吸附量的大小顺序为M调理剂>S调理剂>O调理剂>T调理剂;随溶液pH值的增大各调理剂的吸附量逐渐减小,尤其当Cd溶液pH值>8,Pb溶液pH值>6,各调理剂的吸附量迅速降低。     

不同质地土壤对镉的吸附特性及影响因子研究

通过Cd~(2+)吸附解吸试验,探究了初始Cd~(2+)浓度、p H、有机质、土壤质地和枯草芽孢杆菌-生物质炭复合体对土壤吸附Cd~(2+)影响。结果表明:土壤对Cd~(2+)的吸附能力随着溶液浓度、p H的升高而增加,土壤有机质可显著提高土壤对Cd~(2+)的固定能力,壤土对Cd~(2+)的吸附能力显著高于砂质壤土。土壤施加枯草芽孢杆菌-生物质炭复合体后,土壤对于Cd~(2+)的吸附能力显著提高,并且施加枯草芽孢杆菌–生物质炭复合体为20 ml/kg时对Cd~(2+)的吸附量提高11.7%;Freundlich模型(R~2=0.997)可以很好地拟合Cd~(2+)吸附过程。枯草芽孢杆菌–生物质炭复合体的施加降低了土壤表面Cd~(2+)的解吸能力,进一步证明复合体能加强土壤对Cd~(2+)的固定稳定化,具有作为钝化剂修复土壤重金属污染、降低食品污染风险的潜力。     

纳米矿物基土壤调理剂对水稻富集镉的影响

将纳米矿物基土壤调理剂应用于镉污染耕地水稻种植,施用土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但可显著降低稻米中的镉含量,也可以有效降低土壤中有效态镉的含量。施用该土壤调理剂1 500~4 500 kg/hm2,土壤有效态镉含量下降25.00%~35.71%,稻米镉含量则下降20.31%~50.00%,降镉效果随调理剂用量的增加而提高。同时,对纳米矿物基土壤调理剂的降镉机理进行了探讨,对材料应用的经济效益进行了简要分析。     

Effects of Organic Acids,o-Phenylenediamine and Pyrocatechol on Cadmium Adsorption and Desorption in Soil

This article studied the interaction of cadmium (Cd) and lowmolecular weight organics in Indicotic black (IB) soil.Cadmium adsorption isotherm in this soil was satisfactorilysimulated using Freundlich equation as Q = 905.6C^0.49 with high correlation (r² = 0.984), and its adsorption quantity increased with increasing pH. The presence of citricacid and EDTA significantly reduced Cd adsorption in soil,which was due to the formation of soluble Cd-organic complex. Concentration of cadmium ions in equilibrium solution was determined and percentages of [CdH₂Cit⁺]/[Cd-complex_Total],[CdHCit]/[Cd-complex_Total] and [CdCit^-]/[Cd-complex_Total] vs. pH were successfully calculated. Desorption percentage ofCd, adsorbed in the presence of citric acid and EDTA decreased, compared with that adsorbed in NaNO₃ media. It suggeststhat free sites for Cd adsorption in soil increased in thepresence of organic acid. When o-phenylenediamine, pyrocatechol and aminoethonic acid appeared in Cd equilibrium media, Cd adsorption quantity increased by increasing cation exchange ofpositively charged cadmium complex with soil at low pH. Compared with that performed in the absence of these organics, the exchangeable Cd, desorbed by 0.1 mol L^-1 NaNO₃, reduced obviously, which suggests that Cd-complex was moredifficult to be desorbed than Cd²⁺. Moreover, % Cd desorbedwas linearly correlated with the reverse of the total Cd adsorptionunder unsaturated adsorption.     

生产建设项目弃渣场安全选址方案研究

[目的]研究弃渣失稳后可能产生的滑移距离,为生产建设项目弃渣场安全选址提供参考依据。[方法]收集了1 032组国内外堆积体、滑坡体、火山流体数据,整理出有效数据882组,在此基础上,基于发生类似运动的概率提出了历史发生频率选址法,基于理论修正模型提出了模型预测选址法。[结果]根据历史发生频率法,对5,4,1级弃渣场宜分别取2.78,5.88,14.29倍落差的安全距离,对2级、3级弃渣场宜取7.14倍的落差的安全距离。利用模型预测法,根据不同的渣场大小等级(AL)和岩质类型(RT),可准确预测弃渣场选址的安全防护距离。[结论]历史发生频率法操作较简单,容易推广和实施。模型法理论性强,判断较为准确,但需进行试算迭代,使用要求较高。     

赤泥施用量对镉污染稻田水稻生长和镉形态转化的影响

通过盆栽试验,研究了不同赤泥施用量对水稻产量、土壤中镉生物有效性及其形态和糙米镉含量的影响。结果表明,适宜的赤泥施用量能提高水稻有效穗数和促进水稻生长,实现水稻增产,与不施赤泥处理相比,0.75%（W/W）赤泥处理（RM-3处理）的水稻株高、有效穗数和产量分别提高了5.02%、1.12%和6.93%。随着赤泥施用量的增加,土壤pH值增加,土壤交换态Cd含量逐渐减少,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd含量逐渐增加,但对有机结合态Cd含量的影响不明显,相比不施赤泥处理,1.25%（W/W）赤泥处理（RM-5处理）的土壤交换态Cd含量下降了31.6%（P＜0.01）,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd含量分别增加了16.3%、22.5%和8.7%（P＜0.01）。水稻糙米中Cd的含量随赤泥施用量的增加而降低,当赤泥施用量达到或高于0.5%（W/W）时,糙米Cd含量达到国家粮食卫生标准,综合考虑水稻产量、土壤修复效应和糙米品质,本试验Cd污染程度的稻田土壤上赤泥的适宜施用量为0.75%（W/W）。     

Adsorption of Cry1Ab protein isolated from Bt transgenic rice on bentone, kaolin, humic acids, and soils

Adsorption on a soil matrix of the insecticidal protein from Bacillus thuringiensis ( Bt) transgenic plants affects their accumulation and release and, hence, bioavailability in soil. Cry1Ab protein isolated from Bt transgenic rice was used to evaluate the adsorption and desorption on bentone, kaolin, and humic acids (HAs). The adsorption equilibrium of Cry1Ab protein was reached within 1-2 h for bentone and kaolin and within 4-8 h for HAs. The adsorption isotherms were better described by linear expressions ( R (2) >/= 0.973) rather than by the Freundlich model. No saturation was observed, even at the maximum concentration used (3.71 microg mL (-1)). The adsorbed protein was not easily desorbed at the used protein concentrations (0.18-3.71 microg mL (-1)); more than 50-70%, 70-80%, and 90% of the adsorbed protein remained on HAs, kaolin, and bentone, respectively, after washing with water. Adsorption and desorption of the Cry1Ab protein were further studied using five soils, and the isotherms were also well-described by linear equations ( p < 0.05). Adsorption of the Cry1Ab protein on soils was positively related to the soil organic matter content.