冻融作用对土壤胶体及胶体结合态铅迁移的影响

以东北地区棕壤为研究对象,通过人工控温和土柱淋洗试验,研究了不同冻融处理下铅污染土柱中土壤胶体和胶体结合态铅的迁移特征。结果表明:土壤高含水量(田间持水量100%)条件下冻融作用促进土壤胶体的迁移;土壤低含水量(田间持水量10%)条件下冻融作用对土壤胶体的影响减弱。淋洗试验中,土壤胶体在前20 min内大量淋失出土体,随后淋失量急剧减少;且前20 min内的土壤胶体淋失量随着冻融次数的增加先增加后减少。污染土柱中铅主要以胶体结合态的形式迁移,其迁移特征和受冻融作用影响的趋势与土壤胶体类似。冻融处理后滞留在土柱深层的铅含量较高,表明冻融作用能够促进铅向深层土壤迁移。     

Cu2+和Zn2+在土壤电场中的极化对黑土胶体凝聚的影响

金属离子在土壤胶体固-液界面上的行为差异引起土壤胶体絮凝过程的差异,并深刻影响土壤溶液中养分或污染物的迁移转化。为明确Cu~(2+)和Zn~(2+)两种金属离子界面行为对土壤胶体凝聚的影响,本文选取黑土胶体为研究对象,利用动态/静态光散射技术研究专性吸附离子Cu和Zn体系中不同离子浓度条件下黑土胶体的凝聚行为。结果表明:(1)Cu~(2+)和Zn~(2+)两种金属离子引发黑土胶体凝聚的机制相似,均是低浓度下的慢速凝聚和高浓度下的快速凝聚,达到快速凝聚机制后,胶体的总体平均凝聚速率受离子种类影响较小。(2)Cu~(2+)对黑土胶体聚沉能力大于Zn~(2+),Zn~(2+)的临界聚沉浓度是Cu~(2+)的3.51倍,在黑土胶体的凝聚过程中存在强烈的离子特异性效应。(3)两种离子体系中颗粒间相互作用的活化能差异随离子浓度的降低而增大。此两种离子在凝聚作用的较大差异性源于Cu~(2+)较Zn~(2+)对有机配位体有较强的亲和力,以及黑土胶体表面附近强电场对离子的强烈极化作用扩大了两种离子本身的微小差异。     

蒙脱石矿物材料絮凝剂的制备、絮凝效果及机理研究

为了降低絮凝剂毒性、提高絮体的分离效果,以无机矿物材料蒙脱石(MTS)为原料,通过酸改性,制备蒙脱石絮凝剂(MTSF),对比聚合氯化铝(PAC)絮凝剂来处理模拟废水。实验结果表明,MTS没有絮凝作用,但经过酸改性后的MTSF具有很好的絮凝效果,最大浊度去除率为96.73%,在絮体沉降速度及体积上,MTSF远优于PAC。MTSF絮凝机理是吸附-电中和,絮凝过程是固体颗粒和可溶性盐两者的协同作用,MTSF显示出较好的沉降性能和压缩性能,絮体达到沉降平衡后,其体积不足PAC的三分之一。MTSF与PAC絮凝剂复合使用,可有效地减少絮体体积,提高絮体沉降性能。总之,MTSF具有与PAC相同的絮凝效果,但是絮体的沉淀压缩性能远优于PAC,是一种综合性能优越的絮凝剂。     

不同类型土壤水分对保水剂结构和形态的影响效应

为明确不同类型的土壤水分影响下,保水剂与土壤之间的水分交换作用,用土柱实验的方法,模拟地面蒸发和土体脱湿过程,用全反射红外光谱和环境扫描电镜技术观测,比较砂土和壤土连续的失水-复水后保水剂的凝胶质量、价键结构、形貌特征等的变化。结果表明:连续三次灌水后,施于砂土中的保水剂凝胶质量显著大于壤土的保水剂;经历干湿交替过程后,土壤中的Si-O-Si键、-OH、蒙脱石矿物以及无定形氧化硅等会进入保水剂三维网状结构中,致使保水剂的膜结构表面变得不均匀、甚至破裂。初步认为土壤黏粒矿物与保水剂发生不同程度的化学反应,应该是导致保水剂随时间延长吸持水能力降低的主要原因之一。     

黄土高原植被恢复过程中土壤表面电化学性质演变特征

土壤胶体表面所带电荷是土壤具有一系列物理、化学性质的根本原因。表面电荷数量、比表面积、表面电荷密度、表面电场强度以及表面电位是土壤胶体颗粒重要性质,影响土壤中物理、化学、生物化学过程。运用带电颗粒表面性质联合分析法,测定黄土高原子午岭地区不同植被类型下土壤表面电荷性质,研究自然植被恢复过程对土壤表面电荷性质的影响。结果表明:随着植被的演替,子午岭林区土壤表面电荷数量、比表面积、表面电荷密度均随植被的恢复增加,变化范围分别为10.88～19.85 cmol·kg~(–1)、40.67～61.71 m~2·g~(–1)和0.22～0.31 c·m~(–2),平均值分别为16.18 cmol·kg~(–1)、54.88 m2·g~(–1)和0.28 c·m~(–2),土壤表面电场强度达108 V·m~(–1)数量级;土壤黏粒、有机碳含量是影响表面电荷性质的主要因素,解释率分别为62.5%和27.9%;土壤基本性质对表面电荷性质的影响由强到弱依次为:黏粒、有机碳、砂粒、全氮、C/N、粉粒、碳酸钙、pH。研究结果对于进一步认识黄土高原土壤颗粒表面性质,加深理解土壤中发生的一系列物理化学过程具有重要意义。     

氧化石墨烯和五价砷在改性多孔介质中的共迁移特征

砷是农田土壤重金属污染的主要元素之一,在砷污染农田土壤的修复过程中往往忽视纳米颗粒能够使结合态的砷重新释放,导致有效态砷浓度升高,探究土壤中黏土矿物对氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和五价砷(As(V))在多孔介质中迁移行为的影响,对进一步完善农田土壤砷修复理论以及提高农作物产量、保护人体健康具有重要意义。该研究利用蒙脱石和高岭石改性石英砂,通过砂柱迁移试验系统地研究了GO、As(V)和GO-As(V)在填加0%、10%、30%和50%的蒙脱石和高岭石改性石英砂柱中的迁移行为。研究结果表明,随着高岭石和蒙脱石改性石英砂填加比例的增加,GO和As(V)的迁移能力均呈降低趋势,且GO和As(V)在不同条件下的迁移曲线均存在显著差异(P0.05);GO在50%高岭石和蒙脱石改性石英砂柱中的回收率相对于石英砂柱分别下降了14%和17%,As(V)分别下降了15%和12%;在共迁移试验中,GO和As(V)在石英砂柱中回收率分别上升至99%和100%。分析表明,As(V)在蒙脱石改性石英砂柱中的迁移能力大于高岭石改性石英砂,而GO与之相反;当GO和与As(V)共迁移时,二者在介质中的迁移能力均大于其单独迁移。本研究表明GO、As(V)释放到土壤后,能够加速As(V)的迁移,造成土壤砷污染的扩大化。     

改性蒙脱石在动物生产中的应用研究

蒙脱石(MMT)作为一种含硅铝酸盐的层状矿物,由于其独特的分子结构,如今作为一种新型的饲料添加剂被广泛应用于畜牧业生产中,在吸附重金属、有害毒素、防治动物腹泻等方面具有显著作用。但天然蒙脱石具有生物学性能方面的局限性,表面极性大,不利于与聚合物结合,改性处理可提高其聚合效果,增强其生物学性能。文章主要阐述蒙脱石的理化性质、常见的改性方法、作用机制,以及改性蒙脱石在动物生产中的应用,尤其是在防治腹泻方面的应用。     

酸碱条件对不同年份盐碱土胶体稳定性影响研究

Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量，材料的胶体稳定性可以用Zeta电位值进行衡量。采用土壤胶体Zeta电位测定仪测定了不同年份的盐碱土在不同pH值条件下的Zeta电位值，分析了不同酸碱度条件下不同年份盐碱土的Zeta电位特性，以评价其胶体稳定性。     

超微粉新型木质复合材料强度性能分析

利用超微粉胶体SiO2液体浸渍木材对其进行改性,可提高木材抗弯强度、密度、耐磨、阻燃等方面的性能,增加尺寸稳定性,促进软质木材在建筑等相关行业的应用,是高效利用木材资源的有效途径之一。     

华北平原农灌咸淡水侵入界面渗透性变化机理研究

从研究应用背景、基础理论及模型、实验模拟等方面就微咸水灌溉过程,侵入界面土壤渗透性变化进行分析研究.以衡水典型研究区微咸水分布及水质矿化度分析数据为基础,应用地球化学模式PHREEQC,结合水敏性机理分析矿物迁移的存在形式及各种形式之间的转化关系.结果表明:含高价离子农灌微咸水加快粘土胶体颗粒絮凝沉降能力强于低价离子,...