不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

低分子量有机酸对黑碳吸附Pb Cd的影响

为探讨低分子量有机酸对黑碳吸附重金属离子的影响,由玉米秸秆燃烧物提取黑碳,用平衡吸附技术研究了有机酸对黑碳吸附铅(Pb2+)和镉(Cd2+)的影响。结果表明:柠檬酸和酒石酸在浓度低于10 mmol.L-1时能促进黑碳对Pb2+的吸附,且柠檬酸的促进作用强于酒石酸;草酸和水杨酸则抑制黑碳对Pb2+的吸附,草酸的抑制作用强于水杨酸;柠檬酸、酒石酸和草酸在浓度低于400 mmol.L-1时能促进黑碳对Cd2+的吸附,促进作用为柠檬酸>酒石酸>草酸;浓度低于4 mmol.L-1的水杨酸也能促进黑碳对Cd2+的吸附;当有机酸促进Pb2+和Cd2+吸附时,随有机酸浓度的提高,Pb2+和Cd2+的吸附量先升高后下降,且有机酸对黑碳吸附重金属离子的影响随有机酸和重金属离子的特性而异。     

低分子量有机酸对江西省典型水稻土中铅离子吸附解吸的影响

【目的】通过研究有机酸对水稻土中铅离子吸附解吸的影响,为铅在水稻土中的环境化学行为和重金属污染修复提供科学依据和指导,对治理江西省水稻土的铅污染具有现实意义。【方法】以江西省潜育型和潴育型2种典型水稻土为试材,采用振荡平衡法研究不同种类的低分子量有机酸对水稻土中铅离子吸附解吸的影响。【结果】在相同pH条件下,柠檬酸抑制了对铅离子的吸附,丙二酸、苹果酸和酒石酸均不同程度的促进了2种水稻土对铅离子的吸附,且潴育型的吸附量大于潜育型;而柠檬酸促进了对铅离子的解吸,丙二酸、苹果酸和酒石酸均不同程度的抑制了2种水稻土对铅离子的解吸,且潴育型的解吸率小于潜育型;在不同pH条件下,2种水稻土对铅离子的吸附量均随pH升高而增大;而2种水稻土对铅离子的解吸率均随pH升高而减小。【结论】加入柠檬酸有利于减少水稻土对铅的吸附,而丙二酸、苹果酸和酒石酸均增加了铅对水稻土的污染风险。     

重金属阳离子对可变电荷土壤吸附Cl-的诱导效应

选择3种代表性可变电荷土壤(红壤、砖红壤和黄壤)用一次平衡法研究了3种重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ))对土壤吸附Cl-的影响.结果表明,与含钠离子的对照体系相比,重金属离子促进了土壤对Cl-的吸附,3种重金属离子影响Cl-吸附的大小顺序为:Pb(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＜ Cd(Ⅱ),这与土壤对这3种重金属离子吸附量的大小顺序一致.重金属离子对3种土壤中Cl-吸附促进作用的大小顺序为:砖红壤＞黄壤＞红壤,也与土壤对重金属吸附量的大小一致.Cl在土壤表面主要以静电吸附为主,重金属离子可以通过3种机制促进可变电荷土壤对Cl-的吸附:(1)重金属离子在可变电荷土壤表面的专性吸附增加土壤的表面正电荷,从而增加土壤对Cl-的静电吸附量;(2)重金属阳离子降低了体系的pH,导致土壤表面正电荷增加,对Cl-的静电吸附量增加;(3)重金属阳离子与Cl-形成MCl 型络合物,当这种络合物被土壤吸附时,土壤对Cl-的吸附量增加.但3种机制中以前2种为主.     

富啡酸对潮褐土吸附重金属离子的影响

采用平衡吸附法,研究了不同浓度的富啡酸(FA)对土壤吸附重金属离子(Cu2 、Cd2 、Pb2 )的影响。结果表明,潮褐土对富啡酸的吸附作用很强;潮褐土对富啡酸的吸附随pH的升高先缓慢增大后迅速下降;潮褐土对重金属离子的吸附随pH的升高而增大,且在低pH值下,富啡酸促进潮褐土对Cu2 、Cd2 、Pb2 的吸附和Pb2 的次级吸附,抑制对Cu2 、Cd2 的次级吸附;在高pH值下,富啡酸抑制土壤对Cu2 的吸附和次级吸附,而促进Cd2 和Pb2 的吸附和次级吸附;在富啡酸浓度相同的条件下,潮褐土对重金属离子的吸附能力为:Pb2 >Cu2 >Cd2 。     

红壤不同发育程度对重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的影响

分别从安徽郎溪、湖南长沙和广西柳州采集发育于第四纪红色黏土母质的红壤，研究土壤发育程度对重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的影响以及重金属离子在红壤表面的吸附机制，为土壤重金属污染防治和修复提供参考。结果表明，3种红壤对Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附量均随土壤发育程度的增加、阳离子交换量的降低而减小，其吸附量大小依次为：安徽红壤〉湖南红壤〉广西红壤；在相同条件下，3种红壤对Cu（Ⅱ）的吸附量大于对Cd（Ⅱ）的吸附量。广西红壤对Cu（Ⅱ）的吸附量随着介质离子强度的增大而降低，说明重金属离子在红壤表面上的吸附机制随着所处介质条件的变化而变化。     

Cu~(2+)和Cd~(2+)对活性污泥吸附Pb~(2+)的竞争吸附影响效果研究

[目的]通过批量吸附试验,研究Cu2+和Cd2+对活性污泥吸附Pb2+的竞争吸附影响效果。[方法]在单金属、双金属和三金属体系中,不同的pH和不同的初始浓度条件下,对比了活性污泥对Pb2+的生物吸附性能。[结果]吸附时间、pH和初始重金属离子浓度对活性污泥吸附Pb2+具有显著影响。分别采用Langmuir和Freundlich吸附模型,拟合了单金属Pb2+的吸附曲线,其中,Langmuir吸附模型可较好地表征污泥对Pb2+的吸附特性。在单一金属吸附情况下,活性污泥对Pb2+的最大比吸附量(Qe)为186.81 mg/g。在双金属吸附体系中,当添加30 mg/L Cu2+时,Qe减少为138.94 mg/g,相反,当添加30 mg/L Cd2+时,Qe上升为214.58 mg/g。在偏好吸附试验中,在初始吸附量基本相同的情况下,加入第二种金属后,Pb2+的解吸附量为0.089 mmol/L,而Cu2+的解吸附量为0.300 mmol/L。[结论]在多金属吸附体系中,低浓度Cd2+对污泥吸附Pb2+有促进作用,但高浓度会抑制吸附过程;Cu2+不论低浓度还是高浓度,都对污泥吸附Pb2+有抑制作用,且抑制作用大于Cd2+。相对于Cu2+,活性污泥对Pb2+有更好和更稳定的吸附能力。     

低分子有机酸淋溶对土壤中重金属Pb Cd Cu和Zn的影响

采用原状土柱进行模拟淋溶试验,比较研究了3种低分子有机酸条件对土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的影响,以及HPO2-4对低分子有机酸淋溶土壤中重金属的影响.结果表明,3种低分子有机酸淋溶液对供试土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有解吸作用.相同低分子有机酸浓度淋溶条件下,在对Pb和Cd的淋溶中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸>草酸.低分子有机酸浓度的增加有利于对土壤中重金属的解吸.重金属形态分析结果表明,土壤中重金属的解吸部分主要来自水溶态、可交换态和碳酸盐结合态3种形态,淋溶过程与重金属的形态分布情况有关.HPO2 4的加入对解吸过程产生抑制作用.     

江西省典型水稻土对铜、镉吸附解吸特性和环境风险评估

以江西省2种典型水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究铜、镉在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对铜和镉在水稻土中的环境风险进行评估。结果表明:等比例条件下水稻土对重金属离子的吸附亲和力为铜大于镉,吸附能力潴育型水稻土明显大于潜育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对重金属离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;铜和镉的环境风险随p H升高而减小,且铜和镉共存时明显增大。     

糠醛渣木质素接枝聚丙烯酸水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附性能研究

以糠醛渣木质素和丙烯酸为原料，制备了可有效去除水中Pb2+、Cu2+和Cd2+离子的糠醛渣木质素-g-聚丙烯酸水凝胶(FRL-g-PAA水凝胶)；研究了pH值、温度和离子强度对FRL-g-PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+性能的影响；分析了FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学的相关数据；采用XPS谱图进一步分析了FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的吸附机制。结果表明:在PAA水凝胶结构中引入糠醛渣木质素提高了水凝胶对重金属离子的平衡吸附容量，吸附体系pH值为5，降低温度有利于FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+重金属离子的快速、高效吸附；在K+的干扰下，FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的平衡吸附量顺序是Pb2+>Cu2+>Cd2+；FRL-g-PAA水凝胶和PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+均遵循准二级动力学方程和弗兰德里希模型的自发放热反应；XPS谱图证明了FRL-g-PAA水凝胶的羟基和羧基与重金属离子之间存在络合作用，FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附过程兼具物理吸附和化学吸附的特点。      

Pb(Ⅱ)在天然土壤纳米颗粒上的吸附-解吸:pH和离子强度的影响

选择提取自四种典型土壤的天然纳米颗粒作为吸附材料,研究了p H及离子强度(IS)对Pb(Ⅱ)在四种天然纳米颗粒上的吸附-解吸的影响,旨在为有效地控制土壤铅的环境行为提供依据。结果表明:在低p H时,四种土壤纳米颗粒Pb(Ⅱ)吸附量随p H的增大而增大,当p H5后吸附量达到最大且趋于稳定。相同初始浓度下,四种吸附材料对Pb(Ⅱ)的吸附能力依次为黄绵土纳米颗粒塿土纳米颗粒风沙土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒。且四种土壤纳米颗粒的吸附量与离子强度(IS)有关,当IS为0.01 mol·L~(-1)Na Cl时,Pb(Ⅱ)吸附量最大,而0.1 mol·L~(-1) Na Cl时吸附效果最差,吸附在低IS时形成内表面络合物,高IS时形成外表面络合物。Pb(Ⅱ)解吸率随p H的增大而减小,p H为3时解吸率最大,p H5后四种土壤纳米颗粒的解吸率降低。在不同IS的解吸液中,IS越大Pb(Ⅱ)的解吸率越大,解吸液为蒸馏水时解吸率最小。四种土壤纳米颗粒解吸率大小顺序为风沙土纳米颗粒塿土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒黄绵土纳米颗粒。     

羽毛的化学改性及其对Cu~(2+)的吸附

禽类羽毛是资源丰富、价格低廉的天然高分子材料．使用单宁酸对其进行化学改性，研究了改性前后羽毛对金属铜离子的吸附及解吸性能，探讨了羽毛上单宁酸负载量、溶液温度、铜盐溶液的pH值等因素对羽毛的金属离子吸附性能的影响。结果表明，经单宁酸化学改性的羽毛在碱性环境下能明显增加对金属铜离子的吸附，此时对应Cu^2＋的最大吸附量为48．90mg·g^-1。而未改性羽毛在相同条件下的最大吸附量为26．67mg·g^-1；在酸性环境中，改性羽毛中金属铜离子的解吸附率为13．0％，未改性羽毛的铜离子解吸附率为35．7％，表明改性羽毛的金属复合物具有较高的稳定性。可见羽毛作为一种廉价的重金属吸附材料，在整治环境污染方面具有应用前景。     

凹凸棒土－腐植酸复合体对Ｐｂ（Ⅱ）的吸附特性及机理研究

通过吸附实验,研究了凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb(Ⅱ)的吸附特性及机理.结果表明,复合体对Pb(Ⅱ)的吸附量显著高于各自单一的吸附量;当pH>4,凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb(Ⅱ)的吸附量有所增加,这与其等电点有关;凹凸棒土-腐植酸复合体较凹凸棒土上Pb(Ⅱ)的解吸率小,且解吸率随Pb(Ⅱ)吸附浓度升高而降低;凹凸棒土-腐植酸复合体溶液中溶解态腐植酸的量较单-腐植酸溶液有显著增加;红外光谱(IR)表明凹凸棒土-腐植酸复合体在吸附Pb(Ⅱ)后,大虽特征峰变宽或消失,而腐植酸吸附Pb(Ⅱ)后仍可发现羟基等基团特征峰,说明腐植酸、凹凸棒土-腐植酸复合体的某些表面基团虽然相同,但混合物的基团更易与Pb(Ⅱ)结合.     

氨基改性猪热解炭化物及对水中微量Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的去除研究

采用一步合成法制备氨基功能化改性猪热解炭化物(PCM@SiO_2-NH_2)来去除水中微量离子态铜和络合态铜。通过SEM、EDX、FTIR、XPS等分析手段对改性前后猪热解炭化物复合材料进行表征,了解其形貌、结构、化学组成等,考察其对水中微量Cu(Ⅱ)和柠檬酸铜(Cu(Ⅱ)-Cit)的吸附去除能力以及去除效果的影响因素,深入探讨其对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的吸附去除机理。结果表明,PCM@SiO_2-NH_2对水体中微量Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的去除有促进作用,去除效率随着复合材料投加量的增加而增大;吸附材料对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的最大吸附容量分别为25.3 mg·g~(-1)和5.6 mg·g~(-1),吸附过程符合Langmuir模型;溶液pH值对材料吸附去除Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit均有显著的影响,两重金属溶液最佳初始pH为6.0。PCM@SiO_2-NH_2对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的去除机理主要包括络合反应、静电吸附以及离子交换,FTIR和XPS分析结果显示,吸附过程中-NH_2基团和重金属之间的络合吸附占主导作用。     

凹凸棒土对Cd（Ⅱ）的吸附性能研究

采用凹凸棒土对废水中的Cd（II）进行吸附试验,探讨了吸附时间、凹凸棒土投加量、废水中Cd（II）的初始浓度对吸附率的影响,探索最佳工艺条件;同时考察了酸化改性后凹凸棒土对Cd（II）的吸附性能,并分析了凹凸棒土对Cd（II）的吸附等温线。结果表明Cd（II）的初始浓度越高,吸附率越低;Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量60 g/L时,去除率达到94.6%;盐酸改性后,Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量40 g/L时,吸附率达93.5%,当凹凸棒土投加量为60 g/L时吸附率达98.2%;从拟合吸附等温线相关性系数来看,Langmuir方程能更好地描述吸附过程中凹凸棒土对Cd（II）的吸附。     

微波加热硝酸氧化改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附作用

通过研究四种改性生物质炭吸附重金属离子Pb(Ⅱ)和阳离子型染料亚甲基蓝的动力学效应、等温吸附效应、溶液初始pH效应和共吸附效应,探讨微波辅助加热在生物质炭氧化改性中的作用。结果表明,改性稻壳基生物质炭能够有效吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝,吸附容量显著高于初始生物质炭。Langmuir方程和Freundlich方程能很好地拟合改性稻壳基生物质炭吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的等温数据(R20.90)。改性生物质炭吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的动力学研究显示,改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附主要发生在前2 h内,吸附过程符合伪二级动力学模型。随着溶液中pH的增大,Pb(Ⅱ)的去除率迅速增加,并在pH6时达到最大,亚甲基蓝的去除率在实验pH范围内也随pH缓慢上升,在pH为8~9时达到最大并逐渐趋于平衡。Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的共吸附效应表明,随着摩尔比值[MB/Pb(Ⅱ)]的增大,亚甲基蓝抑制了改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)的吸附。微波加热硝酸氧化改性显著提高600℃热裂解生物质炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能和300℃热裂解生物质炭对亚甲基蓝的吸附性能。     

玉米衣对水溶液中重金属Pb(Ⅱ)的吸附研究

以农业废弃物玉米(Zea mays L.)衣为吸附剂,研究其对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附作用,采用扫描电镜、红外光谱仪等对玉米衣的表面多孔性、吸附作用基团进行分析,并探究玉米衣的最佳吸附条件、吸附等温线、动力学模型。结果表明,当溶液Pb(Ⅱ)浓度为20 mg/L,p H为6.0,吸附剂投加量为0.10 g时,吸附率最高,达到94.77%;玉米衣对Pb(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程,以化学吸附为主;其吸附等温线符合Langmuir模型,为单分子层吸附;扫描电镜结果表明玉米衣表面覆盖大量绒毛,断裂形成小孔,有利于增加比表面积;红外光谱分析表明吸附过程中起主要作用的官能团有羧基、羟基等;当溶液中含有Ca2+、Mg2+等阳离子时,一定程度影响Pb(Ⅱ)的吸附。利用0.2 mol/L HCl解吸9.5 h解吸效果更好,其解吸率可达到48%。在众多吸附剂中,玉米衣最大吸附量可达32.468 mg/g,处于较好的吸附水平,因此,利用玉米衣作为吸附剂去除溶液中Pb(Ⅱ)具有潜在的应用前景。     

土壤中偏二甲肼的吸附及降解规律研究

对偏二甲肼在红壤土和黄棕壤土中的吸附及降解进行了研究。通过对不同浓度的偏二甲肼在这两种土壤中的吸附的研究,用改进的平衡法给出了偏二甲肼在这两种土壤中的吸附等温线,得出了它们的吸附常数。通过对偏二甲肼降解产生的中间产物甲醛的初步研究,得到偏二甲肼在两种土壤中降解产生的甲醛浓度随时间的变化趋势,并对测得结果进行了讨论。