黄腐酸吸附土壤Cr6+的模型研究

在单因素实验的基础上,针对黄腐酸(FA)吸附土壤中的Cr6+的研究,采用了二次回归正交旋转组合设计对其实验条件进行了优化,并建立了土壤Cr6+潜在去除率(y)与FA浓度(x1)、溶液pH值(x2)、反应时间(x3)和反应温度(x4)这4个因素间的正交回归模型。从模型推知,当在FA浓度为2.11g/L,溶液pH值为5.65,反应时间为8.8h和反应温度为23.8℃时,土壤Cr6+潜在去除率最大,达78.27%,验证结果表明,实验结果与模型结果较为吻合。     

茶园土壤中氟去除模型研究

在单因素试验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计对土壤中的氟去除进行了优化,建立了土壤氟潜在去除率(y)与EDTA浓度(x1)、溶液pH值(X2)、表面活性剂(SDS)投加量(x3)和土壤含氟量(x4)4个因素间的正交回归模型:Y=62.92642-6.80471x1+2.85102x2+3.74368x3-6.65557x12-4.74638x42+2.70625x1x4+2.70625x2x3.从模型推知,当EDTA浓度0.085 mol/L、溶液pH值8.9、SDS投加量21.70 mL和土壤含氟量650.65 mg/kg时,土壤氟潜在去除率最大,达71.70%,验证结果与模型值相近.     

成型马尾松针对含铬废水中Cr（Ⅵ）的去除

以废弃的马尾松针为原材料,制备了易回收的成型马尾松针,并用于含铬(Cr)废水的吸附。通过磷酸与羧甲基纤维素钠反应将废弃马尾松针成型化,以重铬酸钾溶液作为模拟含铬废水,研究吸附剂投加量、pH、初始浓度等对成型马尾松针吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:成型马尾松针对水中Cr(Ⅵ)具有良好的去除效果,质量浓度为10 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ)溶液,吸附剂投加量为10.0 g·L~(-1)时,Cr(Ⅵ)去除率达到99%;成型马尾松针对Cr(Ⅵ)的吸附是一个先快速吸附、后缓慢达到平衡的过程,对于10 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ)溶液,最终吸附平衡时间为6 h。马尾松针对Cr(Ⅵ)的去除率随着pH的升高而降低,在pH 1～4时,去除率超过90%;成型马尾松针对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型,吸附过程可以由准一级动力学模型描述;成型马尾松针去除Cr(Ⅵ)的主要机制是静电吸附、氧化还原和络合作用。研究表明,成型马尾松针在去除Cr(Ⅵ)方面具有良好的潜力,可实现废弃生物质资源的循环利用和废水中有毒重金属去除的双重目标。     

应用稳定分散复合nZⅥ反应体系修复Cr(Ⅵ)污染的研究

为了研究添加不同稳定分散剂的纳米零价铁(nZⅥ)对土壤中Cr(Ⅵ)的去除效果,分别进行水、土壤静态实验,研究了羧甲基纤维素钠(CMC)、丙烯酸(AA)、氧化硫硫杆菌(T.t)和氧化亚铁硫杆菌(T.f)混合菌液与纳米零价铁(nZⅥ)组合以及不添加nZⅥ多种稳定分散体系,对土壤中Cr(Ⅵ)的去除效果。结果表明:加入混合菌液构成的生物复合nZⅥ反应体系提高了nZⅥ去除土壤中Cr(Ⅵ)的效果。反应进行到1 h时,CMC+AA+T.t+T.f+nZⅥ反应体系总Cr去除率最高,达到84.8%,这可能是添加稳定剂使nZⅥ颗粒分散性增强所致。     

溶液初始pH值及裂解温度对玉米秸秆基生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

以玉米秸秆为原料,在300、450℃和600℃下裂解得到3种生物炭,通过批处理实验讨论了溶液初始pH值和裂解温度对玉米秸秆及其生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响,并用吸附动力学模型和等温吸附模型对实验结果进行拟合。结果表明:对于同种吸附材料而言,溶液初始pH值越低,玉米秸秆及其生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附量越大;当溶液初始pH值为3或5时,对Cr(Ⅵ)的吸附性能大小顺序为:玉米秸秆生物炭300℃生物炭450℃生物炭600℃;当溶液初始pH=1时,对Cr(Ⅵ)的吸附性能大小顺序为:生物炭300℃玉米秸秆生物炭450℃生物炭600℃,且生物炭300℃对Cr(Ⅵ)的最大吸附量约为141.24 mg·g~(-1)。可见,溶液初始pH值越低,生物炭的裂解温度越低,越有利于生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附。     

不同土壤对Cr吸附的动力学特征

该文采用振荡平衡法比较了来自中国15个省区16种土壤对Cr(Ⅵ)的吸附及其动力学特性,并探讨了土壤pH值、阳离了交换量、黏粒含量和有机质对Cr(Ⅵ)吸附及其动力学参数的影响.结果表明:具有较低土壤pH值和较高物理黏粒含量的土壤对Cr(Ⅵ)具有较人的表观吸附量,而土壤阳离子交换量和有机质因素对土壤Cr(Ⅵ)的表观吸附量影响较小.酸性土壤对Cr(Ⅵ)吸附能力较强,可以采用一级动力学方程和抛物线方程描述Cr(Ⅵ)在酸性土壤中的动力学行为,且土壤的表观吸附速率和平衡时的吸附量与土壤的pH值呈显著(p<0.05)负相关关系,而与物理黏粒含量旱显著(p<0.01)正相关关系;而碱性土壤对Cr(Ⅵ)吸附能力较小,很难用动力学方程描述其吸附动力学特性.可见,土壤pH值不仅影响土壤对Cr(Ⅵ)的表观吸附量,并且对Cr(Ⅵ)表观吸附动力学特征产生了较大影响.     

柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺的制备及其修复土壤重金属离子的行为

为提高柠檬酸修复土壤重金属离子的能力,设计合成新型绿色柠檬酸基表面活性剂柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺,用FT-IR研究其结构,并探究其表面性能。结果表明,新型绿色柠檬酸基表面活性剂的临界胶束浓度低于柠檬酸,其稳泡力、起泡力及亲水亲油平衡值优于柠檬酸。同时开展表面活性剂浓度、pH值、振荡时间、Ca2+浓度影响表面活性剂对土壤重金属污染去除率的研究,结果表明,柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺对重金属去除率随浓度、振荡时间的增加而升高;随离子强度、pH值的增加而降低。柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺去除Cd2+、Pb2+离子的最佳工艺为:质量分数5.5%,pH值3.0,振荡时间10h,Ca2+离子浓度0.4mol/L。在此条件下,2种表面活性剂对土壤中Cd2+、Pb2+离子去除率均达最大,柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺对Cd2+、Pb2+离子最大去除率分别为69.25%和98.59%,去除效果优于柠檬酸。     

人工湿地中氨氮反应与pH变化关系的研究

在三江平原气候条件下,配制以NO-3-N、NH+4-N和P(PO-4-P为主要成分的模拟进水,通过间歇运行方式,考察潜流人工湿地模拟系统中氨氮反应与pH变化的关系.结果表明,湿地系统对高pH值进水具有缓冲作用.在运行期间,土壤-炉渣湿地上层pH小于下层pH值,土壤湿地上层pH大于下层pH值.随着停留时间(HRT)的增加和NH+4-N浓度的降低,湿地系统中的pH值呈现规律性变化,土壤-炉渣湿地的氧化还原电位(ORP)与pH值呈负相关.湿地系统中pH值变化曲线的拐点可作为NH+4-N反应结束的指示参数.     

煤基腐殖酸吸附Cu~(2+)特征的影响因素

为有效发挥煤基腐殖酸在缓解农田Cu2+污染和提升作物Cu2+生物有效性等方面的作用,采用新疆风化煤所提取的腐殖酸(煤基HA)作为吸附剂,应用批量平衡法研究pH、共存阳离子、温度和接触时间等因素影响下,煤基HA对Cu2+离子的吸附特征。结果表明:pH是影响煤基HA吸附Cu2+的最主要因素,pH值3~6时Cu2+吸附率急剧增加,增长曲线整体呈"S"形。共存Na+浓度增加(0~1.0mol/L),Cu2+在煤基HA上的吸附受抑制。298K和318K温度影响下的2条吸附等温曲线存在共性,均表现为先增加后趋于平衡的特点,其中,Langmuir方程对其规律的描述最为贴切。温度(298~318K)和初始Cu2+浓度(0~1 000mg/L)均与Cu2+的吸附数量呈正相关,自发、吸热及混乱度增加是该热力学吸附过程的三大特点。煤基HA对Cu2+的动力学吸附可大致分为快速提升和缓速平衡2个阶段,Elovich和双常数方程能很好描述该过程。温度有利于反应速率的提升,但其未能对吸附后表面结构的有序度产生影响。     

湖南省柑橘园土壤营养状况及其对叶片养分的影响

为了解湖南省柑橘园土壤及叶片养分丰缺状况,对湖南省82个柑橘主产区土壤和植株叶片的矿质元素含量进行分析测试,运用曲线回归方法分析了土壤酸碱性与土壤肥力间相关性,采用典型性相关分析方法研究了土壤与叶片养分的定量统计关系。结果表明:全省86.75%的柑橘园土壤pH为酸性至强酸性,78.31%的土壤有机质含量处于适宜水平,有效氮、磷、钾缺乏土壤比例分别为15.66%、69.88%和27.71%,柑橘叶片全氮、磷、钾缺乏比例分别为12.35%、16.05%和18.52%。曲线回归分析结果显示,土壤养分含量与pH存在密切的关系,土壤有机质(Y_1)、碱解氮(Y_2)、有效磷(Y_3)、速效钾(Y_4)与pH(X)的拟合关系分别为:Y_1=2.15X~2–24.17X+85.53(R~2=0.53)、Y_2=0.255X~2–3.17X+91.29(R~2=0.36)、Y_3=5.51X~2–66.37X+208.22(R~2=0.43)、Y_4=5.59X~2–37.24X+213.43(R~2=0.40)。典型性相关分析结果显示,土壤养分含量水平的高低对叶片中其他养分含量也存在明显的影响,柑橘园土壤养分指标(X_1:pH;X_2:有机质;X_3:碱解氮;X_4:有效磷;X_5:速效钾)与叶片养分指标(Y_1:氮;Y_2:磷;Y_3:钾)的拟合模型分别为:U_1=–0.390X_1+0.909X_2+0.398X_3+0.269X_4–0.297X_5,V_1=0.792Y_1+0.637Y_2–0.132Y_3。在园区培肥管理时,应注意调节土壤酸碱度,因土酌情采取增施氮肥、磷肥和钾肥等综合平衡施肥措施。     

超顺磁微纳米MFH功能材料对铅污染土壤的修复研究

为有效、快速、廉价地修复废水和土壤铅污染,研究了一种重金属铅修复去除材料(超顺磁微纳米Fe₃O₄@Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂功能材料,MFH)的投加量、Pb²⁺初始浓度、吸附时间、pH、离子强度以及有机质浓度等因素对废水、污染土壤中Pb²⁺的修复效果。结果表明,MFH对溶液中的Pb²⁺的吸附满足准二级动力学模型,在10 min左右达到吸附平衡,最大吸附量181.6mg·g^-1;在pH2.00～5.00范围内Pb²⁺去除率随溶液pH的增加而下降;溶液中离子强度增大会抑制MFH对Pb²⁺的去除率,而溶液中有机质含量增加则能有效提高MFH对Pb²⁺的去除率。MFH对农田和工业园区铅污染土壤均有较好的去除效果,添加重金属活化剂EDTA能明显提高MFH对土壤中铅的去除效果,其中对轻度铅污染的农田土壤中铅总量去除...     

茶树枝叶制备生物炭负载纳米零价铁净化水中Cr(VI)

茶树废弃物引起的环境破坏和病虫害爆发问题日益突出,对其进行无害化和资源化利用具有重要意义。该研究以修剪的茶树枝叶提取液作为还原剂和封端剂,以提取后的残渣作为炭源,成功制备了一种可高效去除水中六价铬(Cr(Ⅵ))的生物炭负载纳米零价铁复合材料(nanoscale zero-valent iron embedded tea leaves,TLBC-nZVI)。分析了材料用量、溶液初始pH值和温度等对Cr(Ⅵ)去除效果的影响;利用扫描电子显微镜结合能量色散X射线光谱仪(SEMEDS)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线粉晶衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对材料进行表征,结合吸附动力学、吸附等温线和吸附热力试验探讨了去除机制。结果表明酸性条件、高温、增加材料用量有利于TLBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除。TLBC-nZVI吸附过程符合准二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Freundlich吸附等温模型,该吸附是自发的化学吸热过程。TLBC-nZVI与Cr(Ⅵ)的反应机制为吸附在材料上的Cr(Ⅵ)被零价铁(Fe⁰)和还原性官能团还原为三价铬(Cr(Ⅲ))...     

新型茶皂素硫酸钠合成及其修复土壤重金属污染研究

经水提-沉淀法从茶籽饼提取茶皂素,以其为原料设计合成了新型绿色茶皂素基螯合剂(茶皂素硫酸钠)。对其表面性能进行研究发现,其表面张力低于茶皂素,而HLB值、起泡力及稳泡性均优于茶皂素。同时考察了振荡时间、螯合剂浓度、pH及离子强度对螯合剂去除重金属率的影响。结果表明,重金属去除率随振荡时间和浓度增加而升高,随pH、离子强度增加而降低。得出去除Pb2+、Cd2+离子的最佳工艺:振荡时间为12h,质量分数为7%,pH为5.0,Ca(NO3)2浓度为0.01mol/L,此条件下螯合剂对土壤中Pb2+、Cd2+离子去除率最大,茶皂素硫酸钠对Cd2+离子的去除率大于Pb2+离子,且茶皂素硫酸钠对此2种离子的去除率均优于茶皂素,尤其对Pb2+离子去除率改善效果显著。     

酒石酸与表面活性剂联合作用对土壤重金属污染修复行为的影响

为寻找新型无污染的淋洗剂,采用复配法将酒石酸与提取的茶皂素进行复配,制得酒石酸-茶皂素复配溶液,比较了酒石酸和酒石酸-茶皂素复配溶液的表面性能与重金属去除能力。结果表明,(1)酒石酸—茶皂素复配溶液CCMC值为0.05%,HLB值为24.29,优于酒石酸的CCMC值(0.10%)和HLB值(23.08);(2)通过对不同淋洗剂浓度、振荡时间、pH、离子强度、水土比对重金属Pb2+、Cd2+去除率的影响,得出去除Pb2+、Cd2+的最佳工艺为:振荡时间12h,质量分数7%,pH 5.0,Ca(NO3)2浓度0.01mol/L,水土比20∶1,在此条件下,2种螯合剂对重金属Pb2+、Cd2+去除率均达最高值,且酒石酸复配溶液对重金属Pb2+、Cd2+去除率高于酒石酸单一处理。     

新型TSADA的合成及其土壤重金属污染修复行为

为提高茶皂素(TS)修复土壤重金属离子的能力,经水提-沉淀法从茶籽饼提取茶皂素,以其为原料设计合成新型绿色茶皂素基螯合剂(茶皂素-1-酰胺二乙烯三胺,TSADA),用FT - IR研究TSADA的结构,并对其表面性能进行研究.结果表明,其临界胶束浓度低于茶皂素,而亲水亲油平衡值、起泡力及稳泡性均优于茶皂素.同时考察了振荡时间、螯合剂浓度、pH值及离子强度对螯合剂去除污染土壤重金属率的影响,发现,TSADA去除重金属率随振荡时间、浓度的增加而升高,随pH值和离子强度的增加而降低.螯合剂去除Pb2+、Cd2+离子的最佳工艺为:振荡时间为12h,质量分数为7％,pH值为5.0,Ca(NO3)2浓度为10 mmol/L.此条件下2种螯合剂对土壤中Pb2+、Cd2+离子去除率均达最大,TSADA对Pb2+和Cd2+离子去除率均优于茶皂素;TSADA对Pb2+和Cd2+离子的最大去除率分别为67.3％和99.9％.     

三种基质及其组合配比对生活污水的净化效果

为掌握三种基质及组合配比对生活污水净化的规律,为提高生活污水的净化效率提供参考依据,通过模拟垂直流人工湿地,选取沙、炉渣、土壤三种基质以体积比1∶2∶1,1∶1∶2,2∶1∶1按固定顺序自下而上依次装填试验系统,分别编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,同时设有单一基质装填及空白对照试验(全沙、全炉渣、全土、空白,依次编号Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ),以不同的水力停留时间(HRT):0.5d、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d,探究对生活污水中的NH4+-N、TP的去除率及pH的影响。结果表明,Ⅰ系统NH4+-N的平均去除率最高;Ⅴ系统TP的平均去除率最高,其次为Ⅰ;各系统在0.5～9 d的HRT下,Ⅰ～Ⅵ的NH4+-N及TP去除率存在最高点。但在Ⅶ系统中,TP去除率基本不变,NH4+-N去除率存在最高点。本试验中,系统Ⅰ对NH4+-N及TP均表现出良好的去除效果,即最佳的基质配比为1(沙)∶2(炉渣)∶1(土壤);且在1 d时NH4+-N去除率最高,在5 d时TP去除率最高。     

铁碳复合材料催化内电解技术处理模拟农村铅污染水体效果

为考察基于新型铁炭复合填料的催化内电解技术处理模拟农村铅污染水体的特性,该文采用单因素试验设计和八因素三水平(考虑交互作用)正交试验设计,研究了初始pH值(1.0~8.0)、反应时间(10~90 min)和曝气量(0~12 L/h)对Pb~(2+)去除效果的影响。结果表明:初始pH值从1.0升高到8.0,铅(Pb~(2+))去除率先缓慢上升后急剧降低;反应时间从10 min提高到60 min,Pb~(2+)去除率稳步上升,继续延长至90 min,去除率趋于稳定;曝气量从0增大到12 L/h,Pb2+去除率先快速增加后缓慢降低;3个因素对Pb~(2+)去除效果的显著影响大小依次为:曝气量初始p H反应时间,最佳反应条件是:初始p H值3.0、反应时间60 min、曝气量6 L/h。按照一级动力学模型对反应阶段进行拟合,采用电子扫描显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察了反应前后铁炭填料表面形态和结构变化,并利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析了反应后溶液组分,推断得出催化内电解去除铅的机理是氧化还原和化学沉淀。当初始Pb~(2+)浓度为1.0 mg/L,在最佳试验条件下,处理后Pb~(2+)浓度降至0.037 mg/L,满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水体限值要求。研究结果可为农村铅污染水体修复提供理论和设计依据。     

石灰性土壤交换性钙和镁测定方法的研究

石灰性土壤交换性盐基组成的测定,通行的方法是采用70%乙醇溶液反复洗盐,再经pH 8.50.1 mol L-1氯化铵-70%乙醇(CH3CH2OH)溶液进行多次交换处理,测定交换液中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+浓度。但此方法常常受操作步骤繁琐,以及土壤中碳酸盐的溶解量因多次浸提而增加的困扰,最终导致测定结果偏高。基于上述原因,选择不同浓度、不同pH的NH4OAc和NH4Cl 10种交换剂,对比分析10种交换剂中的碳酸盐溶解度和土壤交换性钙镁含量。结果表明,pH=8.5 1 mol L-1氯化铵-70%乙醇(CH3CH2OH)溶液较适合石灰性土壤交换性盐基的测定。此新方法是先经70%乙醇(CH3CH2OH)溶液洗盐,再用pH8.5 1 mol L-1氯化铵(NH4Cl)-70%乙醇(CH3CH2OH)溶液进行一次性交换处理,然后测定交换液的K+、Na+、Ca2+、Mg2+浓度,简化了操作程序的同时有效抑制了土壤碳酸盐的溶解,降低了测定结果的偏差。     

响应面法优化碱性蛋白酶酶解虾籽的工艺条件

本文研究了以碱性蛋白酶酶解虾籽的工艺条件。采用响应面分析法,以虾籽酶解后氨基酸态氮含量为响应值,对碱性蛋白酶酶解虾籽的工艺条件酶解温度、酶解时间和初始pH值进行优化。结果表明:采用三因素三水平的响应面法,建立了氨基酸态氮含量与酶解条件的回归方程:Y(g·100mL-1)=0.47+0.036X1+0.017X2+0.029X3-2.500×10-3X1X2-0.010X1X3+0.023X2X3-0.036X12-0.023X22-0.026X32;在分析各因素显著性及其交互作用的基础上,得出虾籽酶解的适宜工艺条件为:酶解温度53℃,酶解时间4.7 h,初始pH值7.9,此时氨基氮含量为0.51±0.02 g·100 mL-1,与模型的预测值相近;虾籽酶解后天冬氨酸和谷氨酸含量超过呈味阈值,其中谷氨酸含量增加最多,由0.06 g·100 g-1增加到1.96 g·100 g-1,显著提高了虾籽酶解液的鲜味。     

离子色谱法同时测定南瓜中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的研究

实验建立了离子色谱技术同时测定南瓜中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的方法。南瓜样品中的Cr(Ⅲ)经过柱前衍生为2,6-嘧啶二羧酸铬,柱后衍生为1,5-二苯碳酰二肼铬,分别于365 nm和530 nm的波长下检测。实验将淋洗液p H控制在6.5~6.8之间,且调节I–的浓度为5 mmol/L。通过制定柱前衍生的水浴加热温度、加热时间和柱后衍生液流速的3因素4水平[L16(43)]正交设计试验,结合各因素水平影响的情况下峰面积变化趋势,最终选取0.5 m L/min为柱后衍生液的流速;而柱前衍生采用100℃为最佳水浴温度,5 min为最佳加热时间。优化了离子色谱条件,提高了检测的灵敏度,Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的方法检出限分别为0.17 mg/kg和0.019 mg/kg。南瓜样品中Cr(Ⅲ)的加标回收率为82%~85%。采用该离子色谱法测定南瓜中的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ),结果表明Cr(Ⅵ)未检出。