1-site/2-pKa表面络合模型预测土壤中Cd2+的吸附及生物有效性

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd²⁺在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质（pK_a1和pK_a2）,基于1-site/2-pK_a模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd²⁺的络合常数（lg K _{（SOCd⁺）}）,结果显示该模型能很好地描述Cd²⁺在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_a1、pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_a1的主控因子,土壤pH同时也是pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K _{（SOCd⁺）},利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd²⁺在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd²⁺在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。     

巯基功能化蛋壳膜对水溶液中As(Ⅴ)的吸附去除研究

研究了巯基功能化蛋壳膜(TESM)对水溶液中As(Ⅴ)的吸附去除性能.考察了溶液pH值、离子强度、腐殖酸(HA)等的影响,并用Freundlich和Langmuir等温模型对实验数据进行拟合.结果表明,当pH值为8.0时,TESM对As(Ⅴ)的吸附效果最好;NaCl的加入显著降低了TESM对As(Ⅴ)的吸附量;HA的存在降低TESM对As(Ⅴ)的吸附能力,但进一步增大腐植酸质量浓度对TESM吸附As(Ⅴ)无显著影响;TESM对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型,最大吸附量为21.51mg/g,为未功能化蛋壳膜吸附量的9倍.     

溶液化学环境对Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)在农田土壤中吸附和垂向迁移的影响

选择工业固体废物附近的农田土壤,研究共存金属离子、无机盐、有机质、pH值及温度对土壤吸附Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)的影响.结果表明,在众多影响因素中,pH值和KH2PO4是对Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)吸附影响最明显的两个因素,pH值的升高(2.0～8.0)和KH2PO4(0.01～1.0 mol·L-1)的存在不利于Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)的吸附.利用土柱淋溶实验考察pH值和KH2PO4对Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)在土壤中迁移、转化的影响发现,较高的pH值(7.0)和KH2PO4(0.1 mol·L-1)的存在有利于Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)的迁移.低pH(4.0)下的淋溶增加了土壤中交换态Cr和As的相对和绝对含量,提高了重金属的生物可利用性.高pH(7.0)及KH2>PO4>存在时的淋溶减小了交换态Cr和As的含量,降低了重金属的生物可利用性.淋溶实验后,土壤中分别平均有95%的Cr(Ⅵ)和11%As(Ⅵ)发生了还原反应生成了Cr(Ⅲ)和As(Ⅲ).从而在一定程度上降低了Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)的迁移性.     

Sb（Ⅴ）在不同类型土壤上的吸附及其影响因素研究

鉴于目前有关Sb土壤环境行为的研究相对不足,通过吸附平衡实验研究了Sb(Ⅴ)在我国35种不同类型土壤上的吸附行为,考察了土壤性质对Sb吸附的影响。结果表明,不同性质的土壤对Sb(Ⅴ)的吸附能力存在很大差异,供试土壤中兴化沼泽土(60~80 cm)吸附量最高,是吸附量最低的韶关赤红壤的10倍。土壤理化性质显著影响Sb(Ⅴ)的吸附量,对土壤理化性质和土壤吸附能力(吸附量和分配系数)进行相关性分析发现,Sb(Ⅴ)吸附量与土壤中水合金属氧化物含量,尤其是氧化锰含量,以及阳离子交换量(CEC)、溶解性有机碳(DOC)、全磷(P)含量显著相关。对土壤众多性质进行主成分分析,并对各主成分与吸附能力之间进行多元逐步回归分析可知,土壤富铁铝化程度、氧化锰、全磷等因子可解释吸附量回归模型变异的75%。     

非离子表面活性剂在土壤/沉积物中的吸附模型研究

采用振荡平衡法研究了非离子表面活性剂Brij35、Brij30、Tween-80、TritonX-100在土壤/沉积物上的吸附行为及Brij35、Brij30在不同处理土壤上的吸附特征。结果表明,Brij35、Tween-80、TritonX-100在土壤/沉积物上的吸附等温线呈Langmuir型,而Brij30呈S型,其达到吸附饱和时的平衡浓度分别为110、55、200、25mg·L~(-1);Brij35、TritonX-100和ween-80主要通过疏水基在土壤/沉积物有机质中的分配作用而吸附,而Brij30的吸附是亲水基团与土壤/沉积物表面的相互作用以及疏水基团之间相互作用共同作用的结果。     

基于GM（1,1）模型的青衣江上游月径流预测研究

采用GM（1,1）模型对青衣江上游1999年——2006年的月径流进行模拟和预测,并检验2007年的预测效果。结果表明：1月、3月、7月、8月、9月、10月、11月和12月的模型可靠性较高。全年各月的模拟效率和预测效果均不相同,平均模拟效率为91.60%,预测值平均相对误差为25.24%。因此,GM（1,1）模型能够用于青衣江上游月径流的模拟和预测。     

基于GM（1，1）模型的台风灾害救灾物资需求量预测

针对福建省台风灾害频发,需要根据气象等部门的有关信息对台风灾害救灾物资的种类和数量进行预测的需求,在对随机强烈振荡的受灾情况原始数据序列进行修正的基础上,应用GM（1,1）模型对受灾人口数量进行预测,然后根据受灾人口数量推算生活类救灾物资需求量．该方法经实例验证,可应用于不确定性较大的台风灾害救灾物资需求量的预测．     

基于GM（1,1）模型和灰色关联分析的广西GDP预测研究

运用灰色关联分析对2001～2009年影响广西经济发展的相关因素进行了研究,并建立了灰色GM（1,1）模型对广西地区生产总值进行预测。     

基于GM（1，1）灰色模型的江西省农村人均年收入预测研究

通过对江西省2004～2008年农村人均年收入数据进行分析,建立GM（1,1）灰色系统预测模型,运用灰色预测方法对江西省2009和2010年农村人均年收入水平进行预测。结果表明,2009年的预测值与实际值相差很小,模型具有较高的精确度,由该模型预测的2010年江西省农村人均年收入为5774元。     

基于GM（1，1）模型的我国水产品产量预测

【目的】预测“十二五”时期我国水产品总产量,为渔业产业发展总体规划的制定提供参考。【方法】根据1997~2010年我国水产品产量指标数据,利用GM（1,1）模型对“十二五”期间我国水产品产量进行预测。【结果】按照“生产方式”预测的结果为：在2013年水产品总产量将达6000万t,同年养殖产量在水产品总产量的比重将达到75%;按照“生产水域”预测的结果为：2013年我国淡水产品产量将首次超过海水产品产量,同时在2014年水产品总产量将达到6000万t。按“生产方式”预测的水产品产量略高于按照“生产水域”预测的结果。【建议】“十二五”期间,有关部门应切实加强监测,制定相应的渔业发展规划,协调不同水域下的生产增长水平,实现海淡水生产的全面可持续发展。     

阴离子表面活性剂对土壤吸附噻吩磺隆的影响

采用振荡平衡法研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)存在下噻吩磺隆在2种土壤中的吸附行为.结果表明:SDS会使噻吩磺隆在红壤中的吸附量减少,但随着SDS质量浓度的增大,噻吩磺隆的吸附常数呈现增加—减少—增加的变化趋势;噻吩磺隆在河潮土中的吸附受SDS的影响更为复杂,表现为较低质量浓度(小于700 mg/L)的SDS减少噻吩磺隆的吸附量,而较高质量浓度(700～900 mg/L)的SDS则增加噻吩磺隆的吸附量.SDS对噻吩磺隆在2种土壤中的吸附均可用Freundlich吸附等温式进行描述.     

生物炭对诺氟沙星在土壤中吸附行为的影响

以甘蔗渣为前驱材料,在3种温度(350、450、550℃)下制备不同碳化度的生物炭(分别记为BC350、BC450、BC550),研究其对诺氟沙星在砖红壤中吸附行为的影响。结果表明,诺氟沙星在砖红壤和生物炭土壤上(W/W,1.0%)的吸附动力学过程包括快速和缓慢两个阶段,伪二级动力学模型能较好地拟合砖红壤和生物炭土壤吸附诺氟沙星的动力学过程(r≥0.963,P0.01);添加质量浓度分别为0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、1.0%的3种生物炭提高了砖红壤对诺氟沙星的吸附量,且随着生物炭添加量的增加,吸附量逐渐增加,添加生物炭后砖红壤对诺氟沙星的单点吸附值是砖红壤的1.04~2.34倍。诺氟沙星在生物炭土壤中的吸附过程能够采用Freundlich模型、Langmuir模型和Tekmin模型进行较好的拟合(r≥0.910,P0.05);生物炭土壤对诺氟沙星的非线性吸附过程主要受到表面吸附作用、分配作用和其他微弱作用力共同影响。生物炭的施入可以提高土壤对有机污染物的吸附能力,从而降低有机污染物的生态环境风险。     

土壤中吸附和解吸95Zr的动力学研究

应用同位素示踪技术，研究了95Zr在小粉土，黄红壤，青紫泥和海泥中的吸附和解吸，结果表明，95Zr进入淹水土壤之后，迅速地被土壤吸附而达到吸附平衡，不易解吸，吸附率和分配系数大小排列顺序均为：海泥，青紫泥，小粉土，黄红壤，解吸因数的大小排列顺序为：黄红壤，小粉土，青紫泥，海泥，95Zr在土壤中的动态变化可用封闭二分室进行描述，其动态变化规律为：小粉土C1＝1474.7(1-e^-3.5275t)，黄红壤C2=1481.6(1-e^-2.7535t)，青紫泥C3=(1-e^-5.4104t)，海泥C4＝1750．8（1－e^-9.7195t)。     

灭多威在土壤中的吸附、移动及降解行为

研究了灭多威在土壤中的主要环境行为--吸附、移动及降解特性.结果表明:灭多威在粉土、壤土和粘土中的土壤吸附常数Kd分别为1.08,5.43和11.56,属土壤较难吸附至难吸附的农药;在粉土、壤土和粘土中移动性分别表现为中等移动、可移动和极易移动;在粉土、壤土和粘土中的降解半衰期分别为16.9,32.8,15.1 d,属于土壤易降解的农药品种.     

有机酸对红壤等温吸附镉的影响

研究了有机酸对红壤等温吸附镉的影响,结果表明: 在有机酸的存在下,土壤对镉离子的吸附都满足Langmuir等温吸附方程,相关系数均在0.98以上,镉离子吸附常数k的大小顺序,在黄筋泥田中为:胡敏酸＞无有机酸＞柠檬酸＞草酸＞乙酸＞酒石酸;在黄筋泥中为:胡敏酸＞酒石酸＞乙酸＞柠檬酸＞无有机酸＞草酸; 最大吸附量b在两种土壤上均是胡敏酸最大,柠檬酸最小.对等温吸附的影响是:加入低分子量有机酸后,吸附量降低,而随着胡敏酸的加入,吸附量却升高.未加有机酸的土壤对镉的吸附大部分是通过静电作用完成的,并保留在低能位上.加入胡敏酸的土壤,低能位和高能位对镉的吸附几乎相等,不是以低能位为主.     

基于WA-SVM的水库溶解氧预测

【目的】提出一种基于小波分析-支持向量机(WA-SVM)的水库溶解氧预测模型,以期提高水库溶解氧的预测精度。【方法】通过小波分解,将原始复杂的溶解氧浓度序列分解到不同的高频和低频层次,对每层得到的分解重构序列分别采用支持向量机回归方法进行预测后,合成原始序列的预测值,将该模型应用到于桥水库溶解氧浓度序列的预测中,并与单独支持向量机(SVM)回归方法预测结果进行比较。【结果】WA-SVM方法预测精度较SVM方法有较大提高,其平均绝对百分比误差和均方根误差分别为0.04937和0.3453,而SVM方法的分别为0.08493和0.6319。【结论】WA-SVM方法综合运用了小波分析的多分辨特性和支持向量机的非线性回归功能,能够较准确地预测水库溶解氧浓度。     

野鸭湖湿地土壤对正磷酸盐的吸附特性及机理分析

以北京市野鸭湖湿地为研究对象,对湿地土壤吸附正磷酸盐的吸附动力学、等温吸附特性、吸附影响因素和吸附机理进行了分析。结果表明:湿地土壤对水中正磷酸盐的吸附在5 h后基本达到平衡;Langmuir交叉型吸附等温式可较好地描述土壤对正磷酸盐的等温吸附过程;水体pH值对土壤吸附正磷酸盐具有显著影响,pH值在8左右时,吸附量最大;土壤对正磷酸盐的吸附量随水中有机质浓度的升高而增加,有机质质量浓度为100 mg/L时,吸附量最大,3#、5#和7#土壤样品的吸附量分别比有机质浓度为0时增加了37.81%、35.52%和64.98%。此外,对吸附正磷酸盐前后的土壤样品进行了X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析,结果表明,土壤中的高岭石是影响土壤吸附正磷酸盐的主要成分。      

长期施用生物炭对土壤中Cd吸附及生物有效性的影响

考察了Cd在长期施用生物炭农田土壤上的吸附及解吸过程,并结合大田试验稻麦轮作结果探究了长期施用生物炭对土壤中Cd有效性的影响。实验结果表明,与对照农田土壤相比,生物炭的施入量越高,土壤对Cd的吸附固定能力越强,这主要是由于生物炭的加入可显著增加农田土壤的pH、阳离子交换量(CEC)和有机质含量。大田数据显示生物炭可降低土壤中Cd的有效性,抑制土壤中的Cd向稻麦中迁移。     

前期灌溉养殖废水和再生水对土壤吸附镉能力的影响

为揭示前期不同非常规水源灌溉后土壤吸附镉（Cd）能力的变化及其影响因素,采用吸附动力学试验、等温吸附试验及Cd形态解吸试验,以去离子水为对照,研究了养殖废水和再生水灌溉后潮土和红壤吸附Cd能力的变化规律和影响因素。与对照相比,不论Cd初始浓度高低,再生水灌溉均显著减少了两种土壤对Cd的吸附;养殖废水灌溉在低Cd浓度时（5 mg·L^-1和10 mg·L^-1）显著降低了两种土壤对Cd的吸附,但在高Cd浓度时（25 mg·L^-1和50 mg·L^-1）增加了两种土壤对Cd的吸附。Freundlich模型能够较好地拟合所有土壤对Cd的吸附,拟合结果也表明养殖废水灌溉土壤对Cd吸附能力较强,而再生水灌溉土壤对Cd的吸附能力较弱。两种土壤吸附的Cd均以络合态为主,养殖废水和再生水灌溉主要通过影响土壤pH、黏粒含量、盐分和Cu含量而影响土壤吸附的络合态和交换态Cd含量,进而改变土壤对Cd的吸附能力。再生水灌溉后土壤对Cd的吸附能力降低,而养殖废水灌溉后土壤对Cd的吸附能力变化因Cd初始浓度而异。