不同电压对重金属污染河涌底泥电动修复效果的影响

选用重金属污染严重的河涌底泥作为试验材料,设计了电压分别为20、25和30 V的3组试验,运行5 d,研究了电动修复过程中电压对修复效果的影响.结果表明:增加电压对电动过程中电渗流的影响不大,但提高了处理电流,所有电动修复后底泥的pH低于处理前.在不同电压处理下,阳极附近底泥中Zn、Cu、Ni去除率分别达80%、10%和64%以上.此外,3种重金属在阴极附近底泥中富集,富集程度分别为24%、10%和33%以上,重金属的富集影响总的去除率.考虑去除效果和能耗,25 V电压处理比较合适,阳极附近底泥中Zn、Cu、Ni的去除率分别高达94%、74%和87%,但底泥的总体去除率较低,分别为23%、4%和17%.电动修复对各种形态的重金属都有不同程度的去除,对弱酸态的去除最明显.     

动电条件下分布在不同土壤中各形态重金属的去除效果

通过小型试验研究了动电修复技术去除重金属的效果与土壤中重金属存在形态的关系,分析了试验土壤中的重金属形态分布和试验后分布在土壤中各形态的去除效果.结果表明:试验前土壤中的重金属存在的化学形态和土壤pH影响动电修复技术去除重金属的效率,低吸附性、高移动性的重金属去除率高[南平政和茶园土壤(NP)交换态去除率为 94. 2%-98. 3%,龙岩钢铁厂附近废地(LY)为 94. 9% -97. 4%,福建农林大学校园林地(ND)为 49. 3% -59. 6% ];而低移动性、高吸附性的重金属去除率低(NP残留态去除率为 8. 3% -9. 8%,LY为 2. 1% -10. 2%,ND为 0. 3% -10. 8% ).     

螯合剂对植物修复污染河道疏浚底泥的调控

通过温室盆栽试验,在黑麦草修复重金属(Zn,Pb,Cu,Cd,Ni)——有机物复合污染的城市排污河道疏浚底泥的过程中投加EDTA(1mmol/kg和3mmol/kg),柠檬酸(5mmol/kg和15mmol/kg),DTPA(1mmol/kg和3mmol/kg),研究了对黑麦草生长及重金属积累、底泥特性的影响。结果表明,5mmol/kg的柠檬酸提高了重金属在植物地上部分的积累量,但没有达到显著水平,增大柠檬酸的投加量阻碍了植物的生长、抑制了对重金属的吸收。3mmol/kg的EDTA和DTPA均能提高植物对重金属的积累量,但也降低了植物的叶绿素含量。5mmol/kg的柠檬酸降低了底泥的pH,但其它2种螯合剂对底泥的pH没有明显的影响。3种螯合剂均增加了底泥溶液中重金属的浓度;增大了底泥大颗粒体积百分比,降低了其比表面积和晶格强度,有助于底泥颗粒释放吸附的重金属;提高了底泥中微生物的数量;增加了底泥的TOC含量。5mmol/kg的柠檬酸提高了底泥脲酶的活性,但效果不显著,而其它2种螯合剂均明显降低了脲酶活性,3种螯合剂对过氧化氢酶活性的影响均不明显。     

阴极pH控制对重金属污染河涌底泥电动修复的影响

采用电动修复装置,选用电镀厂附近被Zn、Cu、Cr、Ni严重污染的河涌底泥作为试验材料。试验设计了3个不同pH值的阴极清洗液,施加直流电压25v,运行5d,研究了阴极清洗液的pH值对河涌底泥电动修复过程的影响。结果表明,阴极清洗液pH值的变化,对电动过程中电渗流的影响不大,但对电流大小的改变明显,pH值越低,电流越大;电动修复后,各处理的电动修复效果存在差异,其中,阴极清洗液的pH=5．0时,修复效果最好,Zn、Cu、Cr及Ni的去除率分别达到40．26％、34．08％、51．56％及32．93％。另外,各处理截面的重金属浓度较试验前都有不同程度的降低,其中Cr在底泥截面中的分布比较均匀;电动修复对各种形态的重金属都有不同程度的去除,对碳酸盐结合态的去除率最明显。     

改性竹炭对氨氮的吸附性能研究

利用硝酸对竹炭进行改性,以提高其吸附能力.研究竹炭投加量、吸附时间、吸附温度、pH等因素对改性竹炭吸附氨氮的影响,并初步探讨竹炭吸附氨氮的机理.实验表明:竹炭的表面化学性质和表面结构特性分别影响其化学吸附能力和物理吸附能力.改性竹炭相对于未改性竹炭,其表面酸性含氧官能团量G、比表面积S、孔比容积Vp明显增大,氨氮的最高吸附去除率由20.1%提高至82.2%,吸附平衡时间由未改性时的6 h缩短至4 h.氨氮在竹炭上的吸附等温方程可与Freundlich模型较好拟合.竹炭投加量、吸附时间、吸附温度、pH 等因素对改性竹炭吸附能力有明显影响.     

电动技术修复镍污染土壤的研究

采用电动方法对镍污染砂土的修复进行了实验室研究.实验研究了镍污染砂土电动修复的可行性,电极位置加入不同的控制液对镍污染砂土修复效率的影响,以及镍的迁移和分布规律.结果表明,在阴极喷洒单一的控制液乙酸、EDTA和柠檬酸后可提高砂土中镍的迁移率,但是完全迁移到电极位置的镍的含量很低,分别仅占砂土中镍的总含量的6%、9%和46%.以NaOH和乙酸同时作为电极控制液,可明显提高镍迁移到电极位置的浓度,迁移到电极位置的镍的质量分别达到了砂土中镍的总质量的64%和73%,提高了砂土修复效率,为回收土壤中的镍和净化被污染土壤提供了有利条件.     

EDTA强化电动修复土壤铅污染

重金属离子在土壤中会产生沉淀和吸附现象,降低其移动能力,同时限制电动修复土壤污染的效率.化学络合剂EDTA能够与重金属盐反应,生成可溶性的金属络合物,提高重金属离子在土壤中迁移速率.利用沙箱、电极槽、循环电极淋洗系统和输送控制系统等人工实验装置研究了添加EDTA络合剂强化电动修复土壤碳酸铅污染的效果.结果表明,在阴极槽添加EDTA溶液,EDTA与电解产生的氢氧根离子反应,形成EDTA阴离子,在电场力作用下,EDTA阴离子进入土壤,与碳酸铅反应形成溶解态的络合物,提高铅离子的移动性,在电场力作用下Pb的最大去除率可达82.1%,同时EDTA和电导液浓度影响修复效果.在实验中EDTA利用率在5%～10%之间,可通过增加EDTA在土壤中的停留时间提高其利用率.     

竹炭对水溶液中镍（Ⅱ）吸附规律研究

研究了竹炭对水溶液中Ni^2＋吸附规律,探讨了吸附时间、溶液的pH值、竹炭用量、Ni^2＋初始浓度等条件对Ni^2＋去除率的影响及吸附等温线。结果表明,竹炭对水溶液中Ni^2＋有较好的去除效果,pH值是影响Ni^2＋去除率的主要因素,溶液接近中性时吸附效果最好;竹炭投加量为30g／L时,即可达到最佳吸附效果;竹炭的动态吸附过程符台二级吸附动力学方程,吸附平衡时间为180min;随着吸附温度的升高,吸附量增大,表明吸附是吸热过程;竹炭对Ni^2＋的吸附符合Langmuir吸附等温线。     

重金属－有机复合污染土壤的电动强化修复研究

许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,给修复带来了困难和挑战.以红壤为供试土壤,以铜和芘为代表性污染物,研究了添加表面活性剂羟丙基-β-环糊精(HPCD)和氧化剂H2O2对电动修复该复合污染土壤的影响,其目的是实现重金属和有机污染物的同时去除.结果表明,在所有的处理中,芘和铜都有向阴极迁移的趋势;当提高土柱的pH时降低了芘的氧化和降解,同时也阻碍了土壤中铜的迁移和去除;阳极加10%HPCD,阴极控制酸性条件pH3.5有助于土壤中污染物的解吸和迁移,芘和铜的去除率分别可达到51.3%和80.5%;由于H2O2的不稳定性,添加6%H2O2并未明显提高芘和铜的去除率.     

铅污染原状土的动电修复试验

对铅污染的原状土壤在不同修复时间下的修复效果和采用极性交换技术的修复效果进行了试验,分析了试验过程中电流、电导率、pH的变化以及试验完成后土样中含水率、电导率、pH值和铅的分布,并对每个试验中铅的去除率进行了计算.结果表明:随着修复时间的增加污染物的去除率相应提高,采用极性交换技术,去除率明显提高.并对动电技术发展进行了展望,提出了建议.     

添加竹炭对土壤化学性质和重金属有效性及水稻生长的影响

采用盆栽试验,研究竹炭对水稻生长、土壤理化性状及土壤重金属有效性的影响。设2种竹炭粒径(200 mm, 025 mm)和4个施用量(0, 5, 10和20 g·kg-1)处理。结果表明,水稻总干物质重随着竹炭施用量的增加而增加,但未受到竹炭粒径的显著影响;竹炭对水稻产量的促进作用主要通过增加穗数和穗粒数;添加竹炭有利于土壤pH趋于中性和有机质的积累,能够显著降低了土壤速效N,P,K含量;施用5 g·kg-1的竹炭即可显著提高土壤中Pb,Zn,Cu,Cd的活性;在合理的竹炭施用量和粒径条件下(10 g·kg-1,025 mm),米粒中Cd含量呈现下降的趋势。     

基于分形理论的竹炭孔隙度与比表面积的探索

竹炭孔隙的空间分布十分复杂。根据分形理论和竹炭多孔状及各向异性的构造特征,参照竹炭扫描电镜照片,模仿Sierpinski地毯的构造方法,运用Matlab软件建立了一个描述竹炭孔隙空间分布状况的随机分形模型,并给出分形模型中孔隙度和比表面积与迭代次数的关系。当迭代次数为10,最小孔径达到1 nm时,竹炭分形模型孔隙度是0.825,比表面积为213.6 m²·g^－1。图6表1参10     

竹炭、竹醋液生产技术与应用研究综述

竹炭、竹醋液是竹材热解的主要产品.竹炭烧制和产品开发是一个新兴产业,目前我国生产已具一定规模,实现了初步产业化,出现了"竹炭热".综述了竹炭、竹醋液生产技术、理化性质.介绍竹炭生产的一些主要炭窑和炭化炉,并探讨竹醋液的加工精制方法,对竹炭、竹醋液的应用及产品开发进行重点介绍,同时论述了竹炭生产开发中存在的一些问题及其研究方向.     

竹炭的红外辐射特性

为了更深入了解竹炭产生远红外线特性．利用傅立叶变换红外光谱仪和红外辐射测量仪,对竹炭红外辐射特性进行了测试与分析。结果表明：①竹炭具有较高的法向比辐射率,在8．00～25．00μm范围内,测试温度25℃时,竹炭法向比辐射率为0．888-0．904。（参竹炭红外吸收与维恩定律具有很好的对应关系．在室温下红外吸收峰主要集中在8．00-14．00μm,处于人体极为有利的远红外线波长范围。③在炭化温度为700～1100℃时竹炭的红外辐射率基本相同：不同竹龄的竹炭红外发射率有差异．这主要与竹炭本身的化学组成成分有关。竹炭在保暖、保健等领域的应用具有较大的实际意义。图2表1参18     

竹炭导电性能及应用研究进展

分析了竹炭导电机制主要由离子引起或π电子移动以及与形成石墨化程度有关的研究,从竹林立地条件、竹材部位、炭化工艺、竹炭微观结构、竹炭粒径大小及竹炭的基本理化性能指标等方面分析其对竹炭导电的影响,再综述了竹炭及其复合材料的电磁屏蔽效能、竹炭电容器电极等领域应用研究进展,最后从竹炭生产技术、导电理论及应用领域存在的不足,提出了今后重点研究的4个方向。     

二氧化钛/竹炭复合材料的吸附-光催化降解苯酚的动力学研究

以竹炭作为纳米二氧化钛（TiO₂）粒子的载体物质,制备了二氧化钛/竹炭复合材料,并以苯酚为模型物质,对其光催化性能进行了研究。研究表明,此复合材料对苯酚具有较强的吸附性能,其中吸附平衡常数K_a为0.007 7 L·mg^－1,K_a与苯酶吸咐平衡质量浓度ρ_e的乘积为0.25 ～ 1.35,二氧化钛/竹炭复合体的吸附作用不能忽略。根据L-H（Langmuir-Hinshelwood）方程积分所得分数级动力学方程较一级动力学方程能更好地描述其光催化降解规律,相应的光催化降解动力学方程为ln ρ － 0.007 7ρ = 6.58 － 0.002 39t（ρ为苯酚质量浓度,t为光照时间）。图6参14     

西番莲扦插育苗及其栽培园土壤改良试验

通过开展西番莲蔓条扦插育苗和竹炭粉改良其栽培园土壤试验,结果表明,蔓条长度对西番莲生根率的影响依次为:10 cm>15 cm>8 cm;采用竹炭粉为基质进行扦插育苗,成活率达97.7%;施加竹炭粉后,土壤中有效P、速效K、水解N等有机质含量增加显著,其中以施加竹炭粉30%为佳,其产量影响极显著。     

竹炭对龙胆紫溶液中酸性品红吸附工艺的优化

为筛选出竹炭对龙胆紫溶液中酸性品红吸附的最佳工艺优化条件,采用单因素试验方法,对其进行了试验研究。结果表明:竹炭用量为25mg时,脱色率较好,当竹炭用量大于25mg时,随着龙胆紫浓度的增大,脱色率逐渐降低;最佳吸附时间为4h;在中性条件下竹炭对酸性品红的吸附效果较好;在50℃时,竹炭对溶液中龙胆紫的脱色率约54.6%。     

竹炭粉天然胶乳海绵性能的研究

以竹炭粉为填料,采用dunlop工艺制备含竹炭的天然胶乳海绵,用正交试验方法研究了竹炭用量、硫磺用量、促进剂种类及用量对低氨天然胶乳海绵的表观密度ρa、压缩永久变形k、拉断强度σ拉断伸长率等性能。结果表明,竹炭粉天然胶乳海绵的拉断强度的最佳工艺条件为：1%（质量百分比,下同）的竹炭粉（A）,2.50%的硫磺（B）为,0.7%的促进剂A（C）,1.5%的促进剂B（D）。在此工艺条件所得到的测试（11.65 MPa）与适宜工艺条件下方差分析的估计值（11.96MPa）相近。     

吸附动力学及其机制分析

以竹炭粉和壳聚糖为原料，制备竹炭/壳聚糖复合吸附剂，进行扫描电镜（吸收光谱SEM）、红外吸收（FTIR）、X-射线衍射（XRD）等图谱表征，并进行Zn²⁺吸附试验。结果表明：①壳聚糖较好地负载在竹炭上，凸凹不平明显，蜂窝增强；复合吸附剂对Zn²⁺的吸附率在80 min后达到93%。②竹炭/壳聚糖复合吸附剂对Zn²⁺吸附过程的动力学表明，吸附过程符合多孔结构的吸附特征，方程拟合结果更符合二级动力学模型。③Zn²⁺吸附前后的红外吸收图谱表明，与竹炭/壳聚糖复合吸附剂吸附配位主要发生在—NH2中的氮原子、—OH和C＝O中氧原子上。图9参11