土壤固氮吸附试验研究

[目的]探究不同吸附剂对土壤的固氮吸附作用。[方法]通过室内和实地的吸附试验,研究不同吸附剂对土壤中氮素的固定作用。[结果]室内试验的3种吸附剂中,竹炭对氮的吸附能力最强,泥炭次之,沸石最低;吸附的氮素中,铵态氮所占的比例较大,硝态氮所占的比例较小。蔬菜地试验的4种吸附剂中,活性污泥对氮的吸附能力最强,泥炭和炭质页岩次之,竹炭最低。吸附剂的使用可以在一定程度上降低土壤中氮素的流失,对农业生产和水环境保护产生良好的效益。[结论]该研究为农业生产中氮吸附剂的选择及水体富营养化的控制提供了科学依据。     

滩涂污灌土壤吸附剂的制备及表征

[目的]研究滩涂污灌土壤吸附剂的制备方法及对苯酚的吸附效果。[方法]采用盐酸作为活化剂,通过正交试验比较在不同木屑加入量、盐酸浓度、液固比、碳化温度下制备的吸附剂,对水中苯酚吸附效果的影响,并对其进行表征。[结果]在木屑加入量为20%,经1 mol/L的盐酸按液固比2∶1浸泡处理滩涂污灌土壤后,在500℃下碳化1 h后,制备的土壤吸附剂对水溶液中苯酚的吸附效率可达90%以上。表征结果显示,制备的污灌土壤吸附剂结构发生了明显变化,土壤孔隙和碳含量明显增大,吸附效率显著提高。[结论]制备的土壤吸附剂大大提高了水溶液中苯酚的吸附效率,为木屑的资源化利用探索了新的方法,具有良好的应用前景。     

‘东方美人’茶茶渣对甲基紫的吸附性能

[目的]以‘东方美人’茶茶渣作为生物吸附剂,研究其对甲基紫的吸附性能。[方法]考察了吸附时间、茶渣粉末添加量、温度、金属离子浓度等因素对‘东方美人’茶茶渣吸附甲基紫性能的影响,并进行动力学方程和热力学方程的拟合以探讨吸附过程。[结果]茶渣对甲基紫的去除效果良好,吸附反应在120 min可达到平衡;茶渣粉末添加量越多,吸附率越高,吸附量越低;温度升高,有利于吸附;金属离子的加入不利于‘东方美人’茶茶渣对甲基紫的吸附。[结论]‘东方美人’茶茶渣对甲基紫的吸附符合准二级动力学方程以及Langmuir、Freundlich吸附等温方程。通过吸附热力学研究,可判断‘东方美人’茶茶渣吸附甲基紫为吸热反应,表明‘东方美人’茶茶渣是一种很好的甲基紫吸附剂。     

有机-无机复合体对污染土壤中重金属Cu~（2＋）的原位固定能力的研究

[目的]为解决土壤中的重金属污染问题提供参考。[方法]利用湿法技术制备有机螯合剂二乙烯三胺五乙酸（DTPA）改性膨润土的有机-无机复合体,利用单因素试验法确定该吸附剂吸附供试土壤中金属离子Cu2＋的影响因素（温度、湿度、吸附解析次数）的最佳值。[结果]该吸附剂吸附供试土壤中金属离子Cu2＋的最佳温度为20℃,最佳湿度（土壤持水量）为90%,有机-无机复合体吸附剂吸附-解析的最佳次数为3次,超过3次其吸附能力明显下降,需要补充或更换新的吸附剂,以便增强其吸附能力。[结论]研究结果为重金属污染土壤的面源污染治理提供了理论依据。     

生物炭与小球藻联合吸附重金属的效果

[目的]研究生物炭与小球藻对水体中重金属单独及联合吸附特性。[方法]以小麦秸秆生物炭和小球藻为吸附剂,进行了不同添加量的生物炭对Pb的吸附等温试验,小球藻对Pb等温吸附试验,以及生物炭和小球藻联合吸附Pb的等温吸附试验。[结果]生物炭与小球藻对Pb的等温吸附曲线均符合Langmuir方程。当生物炭添加量为50 mg/L时,吸附量最大,为203.339 mg/g;小球藻添加量为500 mg/L时最大吸附量为67.851 mg/g;生物炭和小球藻联合吸附的最大吸附量为79.144 mg/g。[结论]生物炭联合小球藻用于吸附Pb的最大吸附量高于单独吸附。     

菲在不同性质黑炭上的吸附动力学和等温线研究

在300、500和700℃3种条件下加热木屑制备得到3种黑炭,并对其结构和组成进行了表征。通过吸附动力学实验和平衡吸附实验,研究了菲在这些黑炭样品上的吸附动力学和平衡吸附,分别应用拟一阶、拟二阶和叶洛维奇3种动力学模型及Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合。结果表明,菲在黑炭样品上的吸附可以分为极快吸附、快吸附和慢吸附3个阶段,拟一阶动力学和叶洛维奇动力学方程仅能对菲在黑炭上吸附动力学的某个阶段拟合较好,而拟二阶动力学模型可较好地拟合菲的整体吸附动力学过程。说明菲在黑炭上的吸附由多个过程控制,水膜扩散、吸附剂颗粒表面扩散和吸附剂内部微孔扩散等多个过程导致了其吸附动力学的复杂性。在快吸附阶段,菲在各个黑炭上吸附动力学的差异,主要受黑炭疏水性影响。Freundlich模型对吸附等温数据的拟合结果进一步证实,多环芳烃菲在黑炭样品上的吸附受多种机制影响。     

植酸海泡石复合重金属吸附剂对Pb2+的吸附研究

[目的]研究植酸海泡石复合重金属吸附剂对Pb2+的吸附效果。[方法]利用植酸和海泡石复合制备出植酸海泡石复合重金属吸附剂,并研究了其对Pb2+的吸附效果。[结果]植酸海泡石复合重金属吸附剂对Pb2+有很好的吸附效果,最佳吸附剂用量为20 g/L,最佳吸附温度为40℃,最佳吸附pH为4。该吸附剂可再生、便于重复利用。[结论]植酸海泡石复合重金属吸附剂将在废水处理领域拥有广阔的前景。     

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。     

沈阳市某冶炼厂污染土壤中铜锌铅镉的稳定化研究

[目的]找到合适的土壤固定铜、锌、铅、镉的环境条件和吸附性能好、容量大的土壤矿物。[方法]以原沈阳市某冶炼厂废旧厂区污染土壤为研究对象,通过向土壤中添加碳酸钠,研究不同剂量的碳酸钠对土壤重金属污染的稳定化效果。[结果]Na2CO3添加量控制在2%以下时对铜锌铅镉的稳定化效果较好。[结论]该研究可以为降低土壤中铜锌铅镉的生物有效性,治理铜、锌、铅、镉复合污染土壤提供现实依据。     

壳聚糖/活性炭复合吸附剂的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

[目的]研究壳聚糖/活性炭复合吸附剂的制备及其对染料亚甲基蓝的吸附性能。[方法]将粉末活性炭(PAC)与交联壳聚糖(C-CTS)复配,制成一种复合吸附剂用于吸附染料亚甲基蓝,并进行了吸附过程的动力学和等温线研究。[结果]制备复合吸附剂的最佳条件:壳聚糖/活性炭的复配比为1∶3,交联剂戊二醛(50%)的加入量是5 ml/g(壳聚糖),温度是70℃,交联时间是2 h;壳聚糖/活性炭复合吸附剂对亚甲基蓝的最佳吸附条件为:吸附温度为50℃,吸附剂的投入量为0.5 g/100 ml(20 mg/L亚甲基蓝溶液),吸附时间为2 h。此时,亚甲基蓝的去除率可达97%以上,以NaOH对吸附剂再生的效果良好。对该吸附过程的动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程;吸附等温线研究表明,该吸附过程符合Freundlich模型。[结论]该研究可为含亚甲基蓝染料废水的处理提供参考,具有一定的现实与理论意义。     

污泥改良对新疆低有机质土壤吸附水中对硝基苯酚性能的影响

[目的]以施加不同比例城市污泥并老化2年后的新疆低有机质土壤为研究对象,探讨污泥改良对土壤性质及其对对硝基苯酚吸附能力的影响。[方法]采用绘制等吸附曲线的试验方法。[结果]水中对硝基苯酚在原土、污泥及污泥改良土壤中的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich等温式;当加入污泥含量为9.1%～50.0%时,污泥改良土壤中的有机碳含量比理论计算值减少66.3%～24.8%;对硝基苯酚在混合老化的改良土壤上的实测饱和表面吸附量远大于理论计算值,但吸附系数远小于后者。[结论]混合老化后改良土壤的性质发生很大变化,混合老化后表面吸附作用增大,而有机质的分配作用在总吸附作用中的贡献减小。     

烯啶虫胺在土壤中的吸附与迁移行为

为了解烯啶虫胺在不同土壤中的吸附和迁移特性,采用批量平衡法和薄层层析法研究了烯啶虫胺在南京黄棕土、江西红土和东北黑土中的等温吸附、解吸和迁移行为,并探讨了土壤理化性质对烯啶虫胺在土壤中吸附的影响。研究结果表明:烯啶虫胺在3种土壤中的吸附等温线符合Freundlich模型。在南京黄棕土、江西红土和东北黑土中的吸附常数Kd分别为0.37、0.44和2.59,属于难吸附的农药,土壤有机质含量是影响烯啶虫胺吸附的主要因素。土壤对烯啶虫胺的吸附自由能变化均小于40 kJ/mol,表现为物理吸附过程。解吸试验结果表明烯啶虫胺在土壤中的吸附有一定的可逆性,但不是完全可逆。烯啶虫胺在南京黄棕土、江西红土和东北黑土中分别表现为可移动、可移动和中等移动。     

金霉素在不同耕作棕壤中的吸附与解吸研究

[目的]阐明棕壤对金霉素的吸附行为特征。[方法]参照OECD Guideline 106,采用批平衡试验方法,研究了金霉素在不同耕作条件棕壤中的吸附与解吸行为。[结果]金霉素在棕壤中的吸附行为可以用Freundlich和Langmuir模型进行良好的线性拟合,所得lgKf值在2.962~3.014;滞后系数平均为0.021 9~0.033 5。[结论]金霉素在棕壤中的吸附能力较强,吸附机制属于物理吸附;金霉素在4种棕壤中的解吸过程均具有一定的滞后效应;4种土壤中金霉素的吸附参数Kf值与土壤有机质含量呈显著正相关。     

施用原始及铁改性生物质炭对土壤吸附砷(Ⅴ)的影响

  目的  考察生物质炭及铁改性生物质炭对土壤吸附砷[As(Ⅴ)]的影响。  方法  以法国梧桐Platanus orientalis修剪枝为原料在650 ℃限氧条件下热解制备生物质炭,并通过氯化铁(FeCl₃)溶液浸渍、热解,将其进一步制备成铁改性生物质炭,对比考察改性后生物质炭理化性质和表面官能团的变化;并通过批量吸附试验探究不同As (Ⅴ)初始质量浓度、吸附时间对施炭土壤吸附As (Ⅴ)效果和规律的影响,通过分析吸附等温线特征和吸附动力学特征,探明吸附机制。  结果  铁改性生物质炭较原始生物质炭pH、比表面积及官能团数量降低,但灰分质量分数和电导率有所增加;Langmuir模型能较好拟合施炭土壤对As(Ⅴ)的吸附过程,表明吸附以单分子层为主。当As (Ⅴ)溶液初始质量浓度大于25 mg·L?1后,铁改性生物质炭对As (Ⅴ)的吸附量大于原始生物质炭,且最大吸附量为0.36 mg·g?1。原始生物质炭和铁改性生物质炭对As (Ⅴ)的动力学吸附符合准二级动力学方程,吸附过程在4 h前后分别为快速吸附和慢速吸附2个阶段,在24 h左右趋于平衡,且铁改性生物质炭处理下土壤的饱和吸附量比原始生物质炭处理高11%。  结论  施用2种生物质炭均能提高土壤对As (Ⅴ)的吸附效果,且铁改性生物质炭的吸附效果优于原始生物质炭。因此,施用铁改性生物质炭可以加强土壤对As (Ⅴ)的吸附作用从而降低As生物有效性。图6表3参39     

氯虫苯甲酰胺在5种土壤中的吸附和解吸特性

为了综合评价氯虫苯甲酰胺在土壤环境中的吸附特性,采用恒温批处理平衡法,测定了氯虫苯甲酰胺在黑土、黄壤、紫色土、红土以及潮土5种典型农业土壤中的吸附和解吸行为。结果表明,5种土壤吸附氯虫苯甲酰胺的Freundlich模型拟合的吸附等温线系数(Kf)为1.06～4.45 L/kg,其吸附的强弱次序依次为黑土>黄壤>紫色土>红土>潮土。5种土壤吸附氯虫苯甲酰胺的行为以物理吸附为主,土壤有机质含量、土壤粉粒含量和阳离子交换量是土壤吸附和解吸氯虫苯甲酰胺的关键影响因素。氯虫苯甲酰胺在5种土壤中有机碳标化的分配常数(KOC)为120～379,平均值为238,表明其在土壤中的移动性较弱。解吸试验结果表明氯虫苯甲酰胺在5种土壤中的解吸过程均存在迟滞现象。     

吡蚜酮在土壤中的吸附行为研究

[目的]探讨吡蚜酮在土壤中的吸附行为。[方法]采用批量平衡试验方法,研究了杀虫剂吡蚜酮在5种不同土壤中的吸附行为,并探讨了土壤理化性质对吡蚜酮在土壤中吸附的影响。[结果]吡蚜酮在不同性质的土壤中,吸附量不同。土壤pH是影响该农药在土壤中吸附的主要理化性质,吡蚜酮在5种土壤中的吸附能力大小顺序为河南褐土〉湖南红壤〉云南粘壤〉山东褐土〉湖南河潮土。Freundlich方程能较好地拟合吡蚜酮在土壤中的吸附等温线。吡蚜酮在5种供试土壤中的吸附常数（Kf）在6.2201～69.3760,自由能在14.70～21.12 kJ/mol,表现为物理吸附过程。[结论]为评价吡蚜酮对土壤、地下水的危害的可能性提供了参考。     

土壤·河流和水库沉积物对磷吸附特性的研究

[目的]以赋石水库和上游河道沉积物以及流域内代表性土壤3组共9个样品为对象来研究上覆水体磷浓度和pH的变化对沉积物和土壤对磷吸附的影响。[方法]采用室内模拟与模型预测。[结果]3组样品对磷的吸附量均随浓度的升高而增加,并达到平衡状态,用Langmuir方程能较好地拟合磷等温吸附过程。磷最大吸附量大小顺序为土壤>水库沉积物>河道沉积物。水库和河道沉积物的吸附/解吸平衡浓度均大于其上浮水体TP浓度。它们向水体释放磷,起污染"源"的作用。样品对上覆水pH有较强的缓冲性。上覆水pH在3～11时,平衡溶液pH在微酸到微碱之间,在1和13时为强酸和强碱性。上覆水pH在3～9时,样品均吸附磷,但对各个样品的影响较小,在1.62和10.53时样品对磷的吸附量为0,低于1.62和高于10.53时沉积物释放磷,且释放量随酸性和碱性的增强而增加。[结论]通过加强水土保持力度,改善土壤质地,增强土壤抗蚀力和对营养物质的吸持力,达到控制水土流失和营养物质流失的目的,并最终起到改善流域内水体质量的目的。     

玉米秸秆生物炭对五氯苯酚吸附行为及吸附动力学研究

[目的]研究玉米秸秆生物炭对五氯苯酚的静态吸附特性。[方法]探讨吸附剂量、溶液p H、吸附时间等参数对吸附的影响,用Langmuir和Freundlich等温式研究吸附平衡过程。[结果]酸性条件有利于玉米秸秆生物炭吸附剂对五氯苯酚的吸附,吸附过程在30 min即可达到平衡,玉米秸秆生物炭对五氯苯酚的吸附更符合Freundlich等温式。吸附动力学研究表明,吸附过程更符合准二级动力学模型,吸附速率常数为0.015 9 g/(mg·min)。吸附过程是吸热的,升高温度有利于吸附。[结论]玉米秸秆生物炭可用于吸附五氯苯酚。     

诺氟沙星在胡敏酸上的吸附热力学与动力学特征研究

根据OECD Guideline106批平衡实验,研究了诺氟沙星在胡敏酸上的吸附热力学和动力学,并探讨了其可能吸附机理。结果表明,诺氟沙星在经过约12h的快速吸附阶段后,进入缓慢吸附阶段,其吸附平衡时间为48h。伪二级动力学方程能够较好地描述不同pH条件下诺氟沙星在胡敏酸上的吸附动力学特性。诺氟沙星在胡敏酸上的吸附等温线符合Freundlich方程,该方程的拟合系数1/n<0.5,表明诺氟沙星在胡敏酸上为非线性吸附。ΔH0=-48.85kJ·mol-1和ΔG0<0,表明诺氟沙星在胡敏酸上的吸附是自发进行的放热过程,且离子交换是其主要吸附机理,同时也可能存在着偶极间作用力、氢键力和电荷转移等吸附机理;ΔS0<0表明吸附过程中熵在减小。吸附位点的能量随着吸附量的增大而降低,也表明胡敏酸的异质性和吸附的非线性。     

不同土壤耕层有效锌垂直分布特征研究

[目的]研究吉林省3种不同土壤的耕层有效锌垂直分布及其影响因素。[方法]采用模拟降水法研究了果园土、黑土及盐碱土不同耕层的有效锌垂直分布。[结果]果园土、黑土、盐碱土的有效锌含量均以0～5 cm耕层最高且果园土0～5 cm耕层的有效锌含量高出近3倍;施肥区3种土壤的0～5 cm耕层有效锌含量高低依次为：黑土〉果园土〉盐碱土;随着施锌量的增加,0～5 cm耕层的有效锌含量迅速增加,施锌处理果园土、黑土、盐碱土的0～5 cm耕层有效锌含量分别为24.12、24.42和15.36 mg/kg;在1年降雨量的处理中,随着施锌量的增加,3种土壤各耕层的有效锌含量均有不同程度的增加,且盐碱土的有效锌含量增幅最大;不同土壤同耕层的有效锌增加量相比,盐碱土高于果园土和黑土。[结论]该研究为锌肥的合理施用提供了依据。