砂壤土不同pH值对Cd~(2+)吸附行为的影响

采用1次平衡法,研究了不同pH值条件下重金属Cd2+的吸附特性。结果表明:在砂壤土中,相同pH值条件下,Cd2+的吸附量随体积分数的增加而增加,但各个阶段增加速度存在明显差别:初始体积分数为(0.1~1)×10-6时,随着平衡体积分数的增加,吸附量变化较为缓慢;初始体积分数为(10~40)×10-6时,吸附量随着体积分数的增加而迅速增加;当体积分数大于40×10-6时,随着体积分数的增加,吸附量增长速度开始减慢。不同pH值条件下,随着pH值的升高,吸附量逐渐增加,当pH为3时,同等体积分数条件下吸附量最小,pH为11时,吸附量最大,在pH值从7变化为9时,变化最为明显。Freundich方程能较好的模拟不同pH值条件下的土壤对重金属Cd2+的吸附特性。     

稻壳炭对铵态氮的吸附机理研究

研究了500℃连续热解制备的稻壳炭对水溶液中NH+4-N的吸附特性和稻壳炭用量、颗粒粒径、NH+4-N初始质量浓度、p H值、振荡时间等因素对NH+4-N吸附特性的影响。结果表明,随着NH+4-N溶液初始质量浓度、p H值的不断升高,稻壳炭对NH+4-N的平衡吸附量不断增加,而随着振荡时间的推移,平衡时稻壳炭对NH+4-N的单位吸附量不断增加,60 min内吸附较快,在吸附90 min左右时保持不变,这说明稻壳炭对NH+4-N的吸附在1.5 h左右基本达到平衡,对于初始质量浓度为3 mg/L和5 mg/L的NH+4-N溶液,稻壳炭对NH+4-N的最大吸附量分别为31.26、81.14 mg/kg。稻壳炭的颗粒粒径越小,单位吸附量越高,0.25 mm以下的稻壳炭对NH+4-N的吸附容量较大。从热力学和动力学角度探究了吸附机理,结果表明,稻壳炭对NH+4-N的等温吸附过程符合Freundlich模型,表明稻壳炭对水溶液中的NH+4-N吸附为不均一的多分子层吸附;准二级吸附模型能较好地描述吸附的全过程,稻壳炭吸附NH+4-N主要包含液膜扩散、表面吸附、颗粒内部扩散过程,主要以物理吸附为主。     

3,5,6-三氯-2-吡啶醇在紫色土中的吸附特征与参数估计

通过批量平衡实验和土柱实验获得了3,5,6-三氯-2-吡啶醇(简称TCP)在紫色土土壤中的吸附特征,并应用模型对上述吸附过程进行模拟。其中,吸附动力学参数通过准一阶、准二阶动力学方程、Elovich模型和粒子扩散模型反演;等温吸附参数应用Freundlic、Langmuir和Linear模型反演;土柱实验中的吸附参数基于Thomas与YoonNelson模型反演。结果表明:TCP在紫色土中的吸附动力学过程包含快速的表面物理吸附和慢速的内部化学扩散2个阶段,且粒子扩散模型表现最好。等温吸附过程可以通过Freundlic模型描述(R~2=0.94),获得的吸附容量常数K_f为0.79 mL/g,吸附水平较小说明TCP在紫色土中具有较大的迁移风险。TCP在土柱中达到平衡需要的时间约为1 215 min,土壤对TCP的吸附率为10.65%。Thomas与Yoon-Nelson模型能够较好地模拟TCP在紫色土中的动态吸附曲线(R~2≥0.84),获得的平衡浓度q0为0.008 6 mg/g。     

不同理化预处理对麦秸Pb2+吸附的影响

以麦秸为研究对象,利用碱处理、微波处理、酸处理和水热处理等手段制备不同预处理的麦秸样本,探究其微观结构、化学组分变化以及Pb2+吸附效果差异,以期为研究麦秸Pb2+吸附机理、提高吸附效果提供理论依据。结果表明：经水热、硫酸、磷酸-双氧水、微波、碱和碱-双氧水等不同理化预处理的麦秸,其Pb2+吸附量分别为1.01、1.51、3.99、6.57、9.56、9.76mg/g。酸性条件可以有效去除半纤维素,微波处理对麦秸组分的改变相对较弱,碱性条件主要有利于去除木质素,双氧水进一步增强了对木质素的降解作用。定量分析结果表明,麦秸化学组分质量分数与Pb2+吸附量存在一定量化关系,其中半纤维素质量分数与Pb2+吸附量间呈正相关,木质纤维组分影响麦秸Pb2+吸附的重要性从大到小依次为：AIL（酸不溶木质素）、半纤维素、木质素、其他组分、纤维素、ASL（酸溶木质素）,表明半纤维素和木质素在麦秸Pb2+吸附中占据权重最高。     

响应面法优化浓缩苹果汁树脂吸附工艺条件

本文研究利用响应面法优化浓缩苹果汁树脂吸附工艺条件。在单因素试验的基础上,利用响应面研究了树脂比例、pH值和流速对浓缩苹果汁树脂吸附工艺条件的影响,建立了回归模型,验证了模型的有效性。分别以色值和总酚为响应值进行优化试验,对优化结果分别取整,得出最佳吸附工艺条件为树脂比例1:3:1、pH值3.5和流速1.0mL/min。     

砒砂岩改良风沙土对铵态氮吸附特性影响研究

由于砒砂岩的广泛分布和煤炭资料的开发利用,晋陕蒙接壤区出现了一系列生态环境问题。为恢复区域生态,尝试利用区域内的砒砂岩来改良风沙土,以实现砒砂岩的资源化利用和受损生态系统的修复,本研究设计了风沙土中砒砂岩不同添加比例(0、10%、25%、50%、75%、90%、100%)的改良模式。研究了25℃下不同改良模式对NH+4-N吸附动力学和等温吸附特征的影响,评价了不同模型对改良土壤的适应性,以期为建立合理的氮肥施用指标和提高肥料利用率提供依据。结果表明:相同条件下,砒砂岩对NH+4-N的吸附量大于风沙土;随着砒砂岩添加比例的增加,改良土壤对NH+4-N的吸附量呈线性增加关系。砒砂岩的添加可以显著增加风沙土对NH+4-N的吸附,增加土壤供氮的持续性,提高肥料的有效性。准二级动力学模型可用于拟合改良土壤对NH+4-N的吸附动力学曲线。NH+4-N的等温吸附曲线以Freundlich模型拟合效果更优。各处理对NH+4-N的吸附均为自发过程,且为有利吸附,吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

潮土盐碱阳离子等温平衡吸附的数值模拟

采用4种常见的盐碱阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)在潮土中进行等温静态批量平衡吸附实验,利用常见的4种平衡吸附方程分别进行拟合,进而得到各盐碱离子在土壤中的最佳等温吸附平衡方程,为预测黄淮海冲积平原地区盐碱离子的行为以及防止盐碱对该地区的威胁提供理论上的依据和指导。     

pH对土壤中三价铬吸附及影响因素分析

选取我国不同地区的4种土壤,以环境因子pH作为影响因子,采用批量平衡法针对土壤中铬的动态吸附及平衡吸附进行了研究。研究结果表明土壤中铬的吸附反应为快反应,除酸性土壤红壤在24h内铬吸附达到平衡外,其余3种碱性土壤在2h内均达到平衡。除红壤外,其余3种土壤均对铬表现出极强的吸附。土壤pH值是决定铬吸附的重要影响因子。外加溶液的pH对铬吸附的影响与土壤对酸碱的缓冲能力有关,土壤对酸的缓冲能力越强,其对铬的吸附影响越大。因此针对我国不同地区土壤pH的不同,可以通过改良其土壤pH理化性质或维持土壤的缓冲容量,降低重金属铬在土壤环境中的活性。     

改性玉米秸秆对铜离子的吸附性能

利用NaOH对玉米秸秆进行预处理,并利用微波辐射的方法进行物理方式处理,选取含多官能团小分子的柠檬酸与玉米秸秆进行酯化反应,以添加羧基官能团的方式制备出吸附性能强的改性玉米秸秆吸附剂。研究了改性玉米秸秆吸附剂在不同条件下对Cu2+吸附效果的影响。研究结果表明,改性玉米秸秆吸附剂对Cu2+有很好的吸附性能。当吸附剂的投加量为0.8 g、pH值为5、反应时间90 min、反应温度35 ℃、溶液初始浓度60 mg/L时,对Cu2+吸附效果最好。      

土壤中Cr(Ⅵ)吸附规律试验研究

为了研究Cr(Ⅵ)在土壤不同初始pH和初始浓度条件下的吸附规律,以武汉东西湖蔬菜基地的土壤为试验材料进行土柱的动态吸附试验,调节初始溶液的pH和浓度,制备6种不同性质的土样进行动态吸附试验,选用Origin软件来拟合溶质的穿透曲线;并选用惰性离子Cl^-进行示踪试验求取弥散系数,结合 CXTFTI 软件中的化学非平衡模型--两点模型进行数值模拟,求取Cr(Ⅵ)在该土壤中的溶质运移参数,从而对在土壤中Cr(Ⅵ)的吸附过程进行分析及预测.研究结果表明:Cr(Ⅵ)的吸附对pH值非常敏感, 通入溶液的初始pH值越低,穿透时间以及达到吸附饱和的时间越早;而初始浓度也会对Cr(Ⅵ)的吸附有一定影响,通入溶液的初始浓度越高,穿透时间以及达到吸附饱和的时间越早.利用两点模型求取的Cr(Ⅵ)在该土壤中的溶质运移参数能很好的解释土柱试验的结果,Cr(Ⅵ)在该土壤的的吸附过程中大约 60%都是瞬时完成的,40%是受到速率限制作用,满足一阶动力学方程.     

沼液中重金属的吸附去除研究

为了研究吸附剂对于沼液中重金属的去除能力,实验首先比较D401树脂对模拟沼液和实际沼液中Cu 2+,Zn 2+,Pb 2+,Cd 2+4种重金属的吸附效果。结果表明,D401树脂对模拟沼液中4种重金属的吸附能力远远高于实际沼液。其次,选取D401树脂、LSC-500树脂及沸石3种吸附剂,比较3种吸附剂对实际沼液中Cu 2+,Zn 2+,Pb 2+,Cd 2+4种重金属的吸附效果。结果表明沸石对实际沼液重金属的去除效果最差,LSC-500树脂的吸附能力略优于D401树脂。以期该实验结果为今后更高效地处理沼液中的重金属提供基础理论依据。     

玉米扰动辅助充种高速气吸式排种器设计与试验

针对现有玉米气吸式排种器高速作业引起的种子漏吸,导致作业效果不佳的问题,通过增大充种区域,增加排种盘的充种时间,加强种群离散度,减小吸附压力,并基于此设计一种双重扰动辅助充种高速气吸式排种器。分析不同高度种层种子的受力平衡方程,计算扩容板位置和结构参数。分析扰种台柱和型孔作用下种子运动力学模型,并确定了带扰种台柱的中字型吸种孔排种盘的关键结构参数。以颗粒瞬态法向力为评价指标,运用EDEM软件仿真分析3种排种盘的扰动性能,结合台架试验检测3种排种盘充种性能,得到所设计的排种盘能够有效加强对种群的离散,强化排种盘的吸种性能。台架试验结果显示,当扰动辅助充种高速气吸式玉米排种器作业速度为8~10km/h、吸附负压为3.0~4.0kPa时,漏播指数不高于5.1%,重播指数不大于4.2%,粒距合格指数不小于94.6%,合格粒距变异系数不大于15.33%;当作业速度为12~14km/h、吸附负压为3.5~4.0kPa时,漏播指数不高于7.9%,重播指数不大于1.3%,粒距合格指数不小于92.1%,合格粒距变异系数不大于17.67%,高速条件下作业性能较好,各项指标均优于国家标准。     

苹果汁中溴氰菊酯残留的大孔树脂吸附分

为去除苹果汁中残留的溴氰菊酯,利用大孔吸附树脂对苹果汁中溴氰菊酯的吸附性能及参数进行了研究.通过树脂吸附溴氰菊酯的静态吸附试验, 对大孔吸附树脂进行了筛选,同时,在动态吸附试验的基础上,对最佳吸附动态条件进行了优化,结果表明:LS-803型树脂对溴氰菊酯的吸附能力最强, 其静态吸附时间为100 min;通过正交试验确定了LS-803型树脂较佳的动态吸附条件为: 温度20℃、苹果汁质量浓度110 g/L、流速4 mL/min.     

土壤理化性质对吸附重金属镉的影响

以我国4种较典型的土壤为对象,采用批量平衡法针对土壤pH、有机质、粘粒质量分数等土壤理化性质对重金属镉吸附的影响进行了研究。研究结果表明,土壤中镉的吸附为快反应,24h内吸附均达到平衡。土壤对镉的吸附随土壤pH及有机质质量分数的增大而增大,决定镉吸附能力的不是粘粒的数量而是其粘粒矿物的组成。因此,针对我国不同地区土壤理化性质的特点可以通过改良其土壤理化性质使镉的吸附增大,减小其在土壤环境中的活性。     

基于土壤粒径组成影响的重金属镉吸附容量试验及模拟研究

在试验室条件下,分别对山西省大同市和太原市选取的两种土样进行土样砂粒和粉粘粒的粒径区分试验,并进行原状土样和不同粒径部分土样的重金属镉的吸附试验。在试验结果的基础上,用Langmuir模式分别对重金属吸附试验数据进行模拟,构建基于Langmuir模式的区间参数粒径级配重金属吸附模型。结果表明,土壤粒径组成对重金属镉的吸附容量影响明显,构建的模型能够较好地模拟基于土壤粒径的重金属镉的吸附容量。     

Simulation of soil water in space and time using an agro-hydrological model and remote sensing techniques

Complete knowledge of all components of the water balance is essential to optimize water use in irrigated agriculture. However, most water balance components are very difficult to measure in terms of the required time interval and due to the complexity of the processes. An unsaturated zone model is a useful tool for predicting the effects of agricultural management on crop water use and can be used to optimize agricultural practices in view of minimizing the agricultural water use. For the irrigated areas in Minqin County of northwest China, the physically based one-dimensional agro-hydrological model SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant) for water movement and crop growth was applied to reveal all the components of the water balance at multiple sites. This model has a varying level of abstraction referring to simulated processes in time and space. A combination of field, meteorological and aerial data was used as input to the model. Inverse modeling of evapotranspiration (ET) fluxes was followed to calibrate the soil hydraulic functions by using the parameter estimation package PEST. Surface Energy Balance System (SEBS) was used to estimate actual ET fluxes from NOAA AVHRR satellite images. Simulations were carried out for 15 different sites in Minqin County by using wheat (Triticum aestivum L.) as a test crop, but only three sites were selected for model calibration and evaluation. The period of simulation for the whole wheat growing season was from 1 April 2004 to 30 July 2004 and detailed analyses were performed for all sites. SWAP simulated soil water dynamics well and the distributed SWAP model is a useful tool to analyze all water balance components.