有机质对广西酸性富硒土中Se(Ⅳ)吸附解吸特性的影响

为探究有机质在酸性富硒土吸附Se(Ⅳ)过程中的作用，以广西典型富硒区的赤红壤为材料，研究了酸性富硒土去除有机质后，土壤硒的赋存形态、土壤对Se(Ⅳ)的吸附解吸特征及吸附前后土壤基团的变化。结果表明：(1)去除有机质后，土壤中有机结合态硒大幅度减少，铁锰结合态硒成为土壤硒的主要赋存形态。(2)吸附试验表明，土壤对Se(Ⅳ)吸附过程以多分子层的不均质表面吸附为主，吸附过程受控于化学反应与化学吸附；去除有机质后，土壤对Se(Ⅳ)吸附量和吸附强度均显著下降。(3)解吸试验表明，吸附以难解吸的专性吸附为主；去除有机质后，解吸量与解吸率下降，固液分配系数K_d值下降。(4)傅里叶变换红外光谱表明，土壤吸附Se(Ⅳ)与静电引力、络合反应和配位体交换有关；去除有机质减少了有机官能团的数量，导致吸附量减少。综上，有机质的存在，提升了酸性富硒土对Se(Ⅳ)的吸附容量和吸附强度，是造成酸性富硒土硒有效性较低的重要因素。     

腐植酸吸附土壤Cr(Ⅵ)条件优化

在单因素试验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计对腐植酸去除土壤中Cr(Ⅵ)进行了优化,建立了土壤Cr(Ⅵ)潜在去除率与HA浓度(x1)、pH(x2)、反应接触时间(x3)和反应温度(x4)四个因素间的正交回归模型:Y=60.27012-2.22158X1+2.92002X3-4.29138X21-2.53068X22-2.00566X24-2.35375X1X2+3.68250X1X3-1.99875X1X4-1.99875X2X3+3.68250X2X4-2.35375X3X4。从模型推知,当HA浓度为1.86 g/L、pH值5.5、振荡时间为8.6h和反应温度25.2℃时,土壤中Cr(Ⅵ)潜在去除率最大,达80.0%。验证结果与模型值相符。     

针铁矿和针铁矿—胡敏酸复合体对Se(Ⅳ)吸附机制

研究了针铁矿和针铁矿—胡敏酸复合体对Se(Ⅳ)的吸附机制。结果表明:针铁矿和复合体对Se(Ⅳ)的最大吸附容量分别为0.202 mmol g-1和0.159 mmol g-1。针铁矿的等温吸附数据适合用Langmuir模型拟合,而Freundlich模型更适合描述复合体的等温吸附过程。针铁矿的等电点(IEP)在7.0附近,复合体的IEP3.0;当p H=4.0时,它们的表面电位分别为46.6 m V和-40.5 m V。X—射线光电子能谱(XPS)分析显示,针铁矿和复合体表面Fe2p3/2的电子结合能(B.E.)分别为711.4e V和711.5 e V,复合体表面C1s的B.E.值为284.8 e V。初始p H=4.0时,样品与Se(Ⅳ)相互作用后的主要变化体现在:(1)针铁矿和复合体的悬浮液p H分别升高至4.4和4.2,表面电位分别降低了39.08 m V和升高了1.8 m V;(2)针铁矿表面Fe(Ⅲ)的B.E.值降低了0.4 e V,但吸附态Se(Ⅳ)的B.E.值无明显变化;(3)复合体表面Fe(Ⅲ)的B.E.值降低了0.3 e V,表面C-O中C的B.E.值由285.7 e V升高至286.5e V,吸附态Se(Ⅳ)的B.E.值升高了0.6 e V。针铁矿和复合体吸附Se(Ⅳ)的主要机制包括表面配合反应(复合体表面铁羟基与HSe O3-之间存在双齿配位)、静电引力、氢键等作用。此外,复合体表面吸附态Se(Ⅳ)同时与针铁矿和胡敏酸发生了作用,形成了针铁矿—Se(Ⅳ)—胡敏酸三元体。     

凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理研究

通过吸附实验,研究了凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理。结果表明,复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量显著高于各自单一的吸附量;当pH〉4,凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量有所增加,这与其等电点有关;凹凸棒土-腐植酸复合体较凹凸棒土上Pb（Ⅱ）的解吸率小,且解吸率随Pb（Ⅱ）吸附浓度升高而降低;凹凸棒土-腐植酸复合体溶液中溶解态腐植酸的量较单一腐植酸溶液有显著增加;红外光谱（IR）表明凹凸棒土-腐植酸复合体在吸附Pb（Ⅱ）后,大量特征峰变宽或消失,而腐植酸吸附Pb（Ⅱ）后仍可发现羟基等基团特征峰,说明腐植酸、凹凸棒土-腐植酸复合体的某些表面基团虽然相同,但混合物的基团更易与Pb（Ⅱ）结合。     

褐煤腐植酸对钾的吸附特性研究

为给褐煤的有效利用和腐植酸缓效肥的研制提供理论依据,本试验采用吸附等温线的试验方法,探讨了K⁺平衡溶液浓度、平衡时间、pH值及固液比对褐煤腐植酸钾吸附的影响。结果表明：介质pH值升高有利于腐植酸样品对钾的吸附,且能加快吸附反应的速度;当pH<4.4时,K_d1>K_d2,此时以物理吸附为主。当7.12K_d1<K_d2,化学交换占主导地位。其等温吸附曲线符合Langmuir吸附形式,动力学吸附用Elovich方程描速最佳。经硝酸处理后的褐煤腐植酸样品对钾的吸附能力有了一定程度的提高。适宜的固液比能提高2种样品对钾的单位吸附量,分别在固液比为0.06和0.04时达最大,其单位吸附量分别为0.079 g/g和0.094 g/g。     

α-Fe_2O_3对Cr(Ⅲ)的等温吸附特征研究

由于工农业生产中对铬的处理不力,造成土壤及地下水的严重污染.铬对人体的毒害能引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎,并有致癌作用.重金属离子与土壤、矿物的相互作用是重金属环境地球化学循环的主要环节,而重金属在水体和土壤中的迁移转化过程主要表现为金属离子在矿物界面的吸附/解吸和沉淀作用.     

三种铁氧化物对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附研究

采用批量吸附试验,研究实验室制备的水铁矿、磁铁矿和纤铁矿对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附性能。结果表明,在p H中性条件下,结晶差的水铁矿吸附砷的能力明显优于结晶较好的磁铁矿和纤铁矿,准二级动力学方程拟合效果较好,说明存在多种吸附过程,并可能涉及专性吸附作用;在酸性条件下,三种铁氧化物对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附能力大小顺序均为水铁矿磁铁矿纤铁矿,铁氧化物吸附As(Ⅴ)的能力优于As(Ⅲ),Langmiur方程和Freundlich方程拟合效果均较好,说明铁氧化物对砷的吸附为均匀介质表面的单层吸附或非均匀介质表面的多层吸附;在弱酸至弱碱范围内,三种铁氧化物对As(Ⅲ)的吸附效果均较好且吸附量变化不大,强酸和强碱条件都会引起铁氧化物吸附As(Ⅲ)量的降低,三种铁氧化物对As(Ⅴ)的吸附均随着p H升高而逐渐减少;由于竞争吸附作用,磷酸盐浓度的增加使三种铁氧化物对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附显著减少;随着腐殖酸浓度的增加,三种铁氧化物对As(Ⅲ)的吸附能力逐渐减小,低浓度的腐殖酸微弱地促进铁氧化物对As(Ⅴ)的吸附,高浓度的腐殖酸抑制As(Ⅴ)的吸附。     

可变电荷土壤对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附及二者的竞争作用

三种可变电荷土壤对砷的吸附实验结果表明,在pH3~7范围内,As(Ⅲ)的吸附量随pH的升高而增加,三种土壤对As(Ⅲ)吸附能力的大小顺序为砖红壤>黄壤>红壤。红壤和砖红壤对As(Ⅴ)的吸附量随pH的升高而降低,黄壤中呈相反的变化趋势,三种土壤对As(Ⅴ)吸附能力的大小顺序是黄壤>砖红壤>红壤。三种可变电荷土壤对As(Ⅴ)的吸附能力较对As(Ⅲ)大得多,砷的吸附量既与土壤游离氧化铁的含量有关,又与氧化铁的结晶形态密切联系,由于黄壤中水化氧化铁在游离铁中所占比例较高,其对As(Ⅴ)吸附能力较砖红壤和红壤大。As(Ⅲ)与As(Ⅴ)共存体系的研究结果表明,两种形态的砷可以竞争可变电荷土壤表面的吸附位,但在酸性条件下As(Ⅴ)较As(Ⅲ)有更强的竞争能力,因为As(Ⅴ)使土壤对As(Ⅲ)的吸附量显著减小,而As(Ⅲ)对红壤和砖红壤吸附As(Ⅴ)有一定的影响,对黄壤中As(Ⅴ)的吸附几乎没有影响。     

α-Fe2O3 对Cr(Ⅲ)的等温吸附特征研究

由于工农业生产中对铬的处理不力,造成土壤及地下水的严重污染。铬对人体的毒害能引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎,并有致癌作用。重金属离子与土壤、矿物的相互作用是重金属环境地球化学循环的主要环节,而重金属在水体和土壤中的迁移转化过程主要表现为金属离子在矿物界面的吸附/解吸和沉淀作用[1]。矿物对重金属的吸附可以减轻或缓解环境污染。赤铁矿是一种重要的铁氧化物,是酸性土壤中广泛存在的稳定矿物之一,由于具有较大表面积、较多表面活性官能团以及较强的电荷可变性,使其对土壤的物理化学特性,尤其是对营养元素和污染物质、重金属离子的吸持、迁移、有效性和毒性均有着极其重要的作用。金属氧化物尤其是铁锰氧化物与重金属离子的     

pH对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在可变电荷土壤表面竞争吸附的影响

在实际的重金属污染体系中往往有多种重金属元素同时存在，当这一污染体系与土壤作用时不同重金属离子对土壤表面存在竞争吸附。Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）是土壤中常见的2种重金属离子，土壤和矿物表面对2种离子的竞争吸附或2种离子吸附亲和力的比较已有一些研究报道。一般认为土壤对Pb（Ⅱ）的吸附亲和力大于对Cu（Ⅱ）的吸附亲和力，但在可变电荷土壤和矿物中情况有所不同。McKenzie的结果表明合成赤铁矿在pH3．0～6．0范围内对Pb（Ⅱ）的吸附亲和力大于Cu（Ⅱ），而针铁矿的结果相反。     

不同pH下两种可变电荷土壤中Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)吸附与解吸的比较研究

对两种可变电荷土壤的研宄表明,土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量均随pH的增加而增加,但Cu(Ⅱ)与Pb(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增加而减小,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增大呈增大趋势.土壤吸附的Cd(Ⅱ)的解吸量随吸附平衡液pH的增加而增加;但Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸量先随pH增加而增加,在某一pH时达最大,随后再逐渐减小.3种重金属离子在可变电荷土壤中吸附和解吸行为的不同特征是pH导致的土壤表面电荷的变化和离子水解程度的变化共同作用的结果.本文的研究结果对可变电荷土壤中重金属的控制和污染土壤的修复具有一定的指导意义.     

番茄叶片对~(75)Se的吸收和在植株中的转化

~(75)Se可被番茄叶片吸收斤运至其它器官中。随着吸收时间延长,植株各器官含~(75)Se量逐渐增加。~(75)Se在植株内仅一部分以无机~(75)Se状态存在,大部分转化成有机~(75)Se并以蛋白~(75)Se为主。叶片中有机~(75)Se占其中~(75)Se量的70.4—80.6％。硫饥饿促进叶片对~(75)Se的吸收和在植株中的运转。     

广西富硒土壤中氧化铁对Se（Ⅳ）吸附解吸的影响机制

为探究游离氧化铁对富硒土壤吸附解吸Se(Ⅳ)的影响机理,以广西富硒赤红壤、红壤为研究对象,通过等温吸附解吸实验,比较去除游离氧化铁前后土壤对Se(Ⅳ)的吸附解吸特征,同时运用Zeta电位、扫描电镜-能谱分析和傅里叶红外光谱技术分析其机理。结果表明：Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合供试土壤吸附Se(Ⅳ)过程,相关系数在0.920～0.995之间。供试土壤最大吸附量由高到低依次为：赤红壤(1 399 mg·kg^–1)、红壤(1 336 mg·kg^–1)、去氧化铁赤红壤(444 mg·kg^–1)、去氧化铁红壤(352 mg·kg^–1)。去除游离氧化铁后,红壤、赤红壤的Zeta电位分别由–24.42、–18.06 mV变为–33.06和–26.43 mV,且比表面积减小。红壤、赤红壤及其去氧化铁土对Se(Ⅳ)的解吸率在2%～7%之间,去氧化铁土的解吸率高于红壤、赤红壤。红外光谱分峰拟合分析可知,土壤主要通过-OH、Fe-O、C=O等含氧基团与硒发生反应,土壤去除氧化铁后,Fe...     

水钠锰矿对Cr(Ⅲ)离子的吸附解吸及氧化行为

采取等温吸附热力学方法,探讨了锰氧化合物(水钠锰矿)对Cr(Ⅲ)离子的吸附解吸和氧化特征及温度、pH等因素对其影响。研究结果表明,随着Cr(Ⅲ)初始加入量的增加,总铬吸附量逐渐增大,用Langmuir方程可以很好地描述吸附等温线数据;达到反应平衡时,水钠锰矿对Cr(Ⅲ)离子的氧化量与加入初始Cr(Ⅲ)的浓度呈极显著线性正相关,而水钠锰矿对Cr(Ⅲ)的氧化率,随初始Cr(Ⅲ)浓度增加而减小;温度是影响水钠锰矿对Cr(Ⅲ)的吸附和氧化的重要因素,35℃时的吸附量显著低于25℃时的吸附量,而35℃时的氧化量、氧化率明显高于25℃时的氧化量、氧化率,表明升温对吸附反应不利,而对氧化反应有利;溶液酸度对于Cr(Ⅲ)的吸附和氧化有着不同的影响,随着pH的升高,Cr(Ⅲ)离子氧化量、氧化率增大,然而,水钠锰矿对总Cr的吸附量则随着pH的升高而减小,表明pH的升高有利于氧化反应,而对吸附反应不利。     

外源硒（Se(4＋)和Se(6＋））污染对土壤酶活性的影响

利用盆栽试验,研究了不同浓度、不同价态外源硒（Se4＋、Se6＋）对连续种植小白菜土壤中过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的影响,为土壤硒污染的生态风险评价和管理提供科学依据。结果表明：低浓度硒对土壤酶活性有不同程度的激活效应,而高浓度硒对4种土壤酶均产生抑制作用;外源硒对脲酶及脱氢酶活性的抑制作用大于碱性磷酸酶和过氧化氢酶。外源Se4＋及Se6＋浓度与土壤脲酶活性间都存在显著的负相关（P〈0.01）,且同浓度两个价态硒差异显著（P〈0.05）,说明脲酶可作为土壤硒污染程度的生态风险评价的生物指标;而过氧化氢酶、脱氢酶及碱性磷酸酶只能表征一定时间段内土壤硒污染的程度。土壤酶的ED5（0生态剂量）均随硒施入时间的延长而增大,以脲酶的ED50值最小,Se6＋的ED50小于Se4＋,生态毒性大于Se4＋。     

土壤/沉积物中全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)吸附–解吸行为研究进展

全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)在土壤/沉积物–水中分配、吸附–解吸作用是影响其在环境中的残留浓度、迁移、转化及生物可利用性、毒性等的重要因素之一。本文对土壤/沉积物中PFOA、PFOS吸附–解吸行为影响因素,吸附–解吸机理,常用的土壤/沉积物中PFOA、PFOS吸附/解吸等温线方程、常数及参数等的研究情况进行综述,吸附–解吸过程Freundlich方程的相关系数为0.74~0.99,线性方程的相关系数为0.91~0.99。PFOS在土壤/沉积物中吸附常数logKoc的平均值为3.0,变异系数为23.3%;解吸常数logKoc的平均值为1.8,变异系数为15.4%。PFOA在土壤/沉积物中吸附常数logKoc的平均值为2.1,变异系数为45.6%;解吸常数logKoc的平均值为5.4,变异系数为52.3%。实验室基础上计算所得吸附常数logKoc比野外条件下实测数据计算值(PFOA为3.7,PFOS为4.2)小,野外条件下土壤/沉积物中PFOA和PFOS吸附–解吸过程和土壤–植物共生系统对其污染控制效应有待于进一步研究。     

不同原料生物炭的改性及其吸附/钝化Cd(Ⅱ)效果

综述了生物炭原料来源、改性方法、Cd(Ⅱ)吸附机理以及施加生物炭对土壤pH值、C/N和镉形态的影响,提出今后应加强(改性)生物炭修复Cd(Ⅱ)污染土壤的田间实验研究,长期跟踪施加(改性)生物炭后土壤Cd(Ⅱ)形态、土壤养分、微生物群落组成和结构等的变化。     

农业废弃物核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附特征研究

以核桃壳粉为吸附剂,通过批试验探讨了体系初始pH值、吸附剂用量、温度等因素对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附的影响,并讨论了吸附过程中Cr的化学形态变化和吸附过程的热力学特征。结果表明,核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附最佳pH为1．0。向50mL50mg·L^-1的Cr（Ⅵ）溶液中加入0．5g核桃壳粉,对溶液中Cr（Ⅵ）的去除可达95．39％,吸附过程伴随着氧化还原反应的发生;随着体系温度的升高,核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附量增加,吸附过程符合二级动力学过程,Langmuir模型能较好地反映吸附过程特征。对吸附热力学参数ΔG^0,ΔH°和△S°计算表明,吸附过程是吸热的自发过程,升高温度有利核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附,在301、308和318K条件下的最大吸附量分别为20．54、26．00和29．53g·kg^-1。试验结合FTIR和SEM手段,对核桃壳粉进行了分析,发现核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附是一个包含氧化还原的极其复杂的反应过程,核桃壳粉是具有吸附污水中铬的能力和潜在利用价值的生物质吸附剂。     

BS-18两性修饰膨润土对Cd（II）的吸附

为探讨两性修饰剂的结构效应,搞清不同碳链长度的两性修饰土对有机、重金属污染物的吸附特征。本文以膨润土为基质,以两性修饰剂十八烷基甜菜碱（BS-18）进行修饰,以批处理法研究BS-18两性修饰膨润土对Cd（II）的平衡吸附特征和机理。结果表明, BS-18修饰膨润土在修饰比例小于100?C时,其对Cd2 的平衡吸附量随修饰比例的增加而减小,超出100%修饰比例后对Cd2 吸附能力则增强且高于未修饰膨润土。不同碳链长度两性修饰剂修饰膨润土吸附性能上的差异主要体现在超出100%修饰比例上。BS-18修饰膨润土样对Cd2 吸附呈现“感温钝化”现象。苯酚的共存对低修饰比例土样吸附Cd2 具有抑制作用,而对高修饰比例土样吸附Cd2 具有促进作用。pH升高和离子强度的降低均可促进Cd2 吸附。机理讨论认为,以电性引力形式修饰在的膨润土表面上的BS-18不利于Cd2 吸附作用,而以疏水键形式吸附膨润土表面上的BS-18却促进了Cd2 吸附,与BS-12修饰膨润土吸附效应的比较证实了这一机制。     

应用XAFS研究草酸根和胡敏酸对As(V)在红壤中吸附的影响

结合吸附实验和X光吸收精细结构光谱(XAFS)分析,研究了草酸根和胡敏酸对As(V)在红壤中吸附的影响,分析了As(V)在红壤中的化学形态和微观结构以及草酸根、胡敏酸的影响特征。结果表明,当pH6.0时,红壤主要是通过基团交换反应吸附As(V),草酸根和胡敏酸可以通过竞争吸附位点抑制红壤中As(V)的吸附,其抑制作用随浓度增大而增强。XAFS光谱学数据表明,红壤中吸附的砷以+5价态存在,主要与铁铝矿物形成以约0.317 nm As-Al和0.328 nm As-Fe原子间距为特征的双齿双核结构的内层复合物,复合物结构类型不受砷浓度和草酸根、胡敏酸的影响。