粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津.结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16SrDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp..接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物同定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物.用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同.阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期(t1/2)分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d.     

碱性盐化条件下蒙脱石和伊利石对镉的吸附特征研究

通过吸附试验方法研究了碱性条件下蒙脱石和伊利石对镉的吸附特征以及可溶性无机盐对蒙脱石和伊利石吸附镉的影响.结果表明,碱性条件下两种粘土矿物(蒙脱石和伊利石)对镉的吸附行为受pH值、镉离子初始浓度、两种粘土矿物用量及反应时间等因素的影响;pH值对蒙脱石和伊利石吸附镉影响显著,当pH值从7增加到9时,蒙脱石和伊利石对镉的吸附量分别由5.26 mg·g-1和3.84 mg·g-1增加到7.24 mg·g-1和7.02 mg·g-1;随着两种粘土矿物用量的增加,相对吸附量有降低的趋势;吸附量随着反应时间的增加而增大,当反应时间超过6 h,吸附量不再增加,吸附趋于平衡.在pH9时,可溶性无机盐阳离子对粘土矿物的影响较大:同种无机盐阳离子对粘土矿物解吸镉的影响随着浓度的增加而增大,不同无机盐阳离子在相同浓度条件下,对粘土矿物解吸镉的影响依次为氯化铵>氯化钙>氯化钾>氯化钠;可溶性无机盐阴离子对粘土矿物解吸镉的影响复杂,氯化钠、硝酸钠促进蒙脱石和伊利石对镉的解吸,碳酸钠、磷酸钠、硫酸钠由于阴离子与镉离子结合产生沉淀,最终促进了对蒙脱石和伊利石对镉吸附.     

腐殖酸与粘土矿物混合体系对稀土镧、钕吸附特性的研究

为进一步研究土壤固相之间对稀土元素的竞争吸附趋势,将腐殖酸和7种粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、蛭石、绿泥石、凹凸棒石、膨润土)组合成一个相对独立的复合吸附体系,采用振荡平衡法,对稀土镧、钕进行吸附研究,通过ICP检测,对数据进行拟合,结果显示:Langmuir能更好地描述稀土吸附过程,而且经过验证实验得到,在La3+体系中,腐殖酸的吸附量为粘土矿物的3倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.68~5.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.49~4.74倍;腐殖酸与粘土矿物的吸附竞争趋势为:腐殖酸>蒙脱石>膨润土>蛭石>伊利石>凹凸土>绿泥石>高岭石。     

腐殖酸与粘土矿物混合体系对稀土镧、钕吸附特性的研究

为进一步研究土壤固相之间对稀土元素的竞争吸附趋势,将腐殖酸和7种粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、蛭石、绿泥石、凹凸棒石、膨润土)组合成一个相对独立的复合吸附体系,采用振荡平衡法,对稀土镧、钕进行吸附研究,通过ICP检测,对数据进行拟合,结果显示:Langmuir能更好地描述稀土吸附过程,而且经过验证实验得到,在La3+体系中,腐殖酸的吸附量为粘土矿物的3倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.68⁵.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.495.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.49⁴.74倍;腐殖酸与粘土矿物的吸附竞争趋势为:腐殖酸>蒙脱石>膨润土>蛭石>伊利石>凹凸土>绿泥石>高岭石。     

不同类型粘土矿物对镉吸附与解吸行为的研究

[目的]揭示镉在土壤环境中的化学行为。[方法]采用批量吸附试验研究了4种不同类型的粘土矿物:蒙脱石、高岭石、针铁矿、三水铝石对镉的吸附与解吸特性,同时探讨了矿物用量及pH对镉吸附的影响。[结果]与Freundlich方程相比,Langmuir方程(R2>0.98)能较好的表征4种矿物对镉的吸附行为,说明矿物对镉的吸附是单层吸附。4种矿物对镉的最大吸附量大小为:蒙脱石(32.62mg·g-1)>针铁矿(11.52mg·g-1)>高岭石(7.99mg·g-1)>三水铝石(6.29mg·g-1)。4种矿物对镉的解吸率范围分别为:蒙脱石(19.99%~32.77%)、高岭石(13.48%~19.09%)、针铁矿(2.02%~3.48%)、三水铝石(1.09%~2.43%)。随pH升高蒙脱石、高岭石、针铁矿对镉的吸附量均呈增长趋势,而三水铝石基本保持不变。矿物用量在10.0g·L-1时,针铁矿对镉的吸附率达72.8%,与蒙脱石相近(79.1%)。[结论]针铁矿吸附率较高,而解吸率低,是一种较好的吸附剂。     

咪鲜胺在4种粘土矿物上的吸附行为

为明确咪鲜胺在蒙脱石、高岭石、凹凸棒石和海泡石4种粘土矿物上的吸附行为及作用机理,采用批量平衡实验法,利用HPLC和FT-IR进行了测定和分析。结果表明,4种粘土矿物对咪鲜胺的吸附12 h内均可达平衡,Elovich方程为最佳模型(R20.88,P0.05,n=9);Langmuir方程适合描述咪鲜胺在蒙脱石、高岭石和海泡石表面的等温吸附(R20.93,P0.05,n=6),其最大吸附量分别为1.401、1.240和3.800 mg·g-1,而Freundlich方程适合描述其在凹凸棒石上的等温吸附;在实验p H范围内,随体系初始p H值升高,咪鲜胺的吸附量逐渐减少;咪鲜胺分子与4种粘土矿物之间的作用力主要有氢键和电荷转移等。粘土矿物的结构与实验p H值对咪鲜胺的吸附影响较大,其在粘土矿物上的吸附作用力也因矿物不同而有所差异。     

粘土矿物吸附重金属的研究

采用蒙脱石和高岭石为吸附剂,研究了其对水中的Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附选择性。结果表明:蒙脱石的吸附容量大于高岭石。粘土矿物对重金属的吸附量随着pH值的增大而增大。在pH4,25℃的条件下,蒙脱石和高岭石对不同重金属离子的吸附容量大小顺序均为:Pb2+>Cu2+>Zn2+。通过吸附等温线的拟合,证实了蒙脱石对重金属离子具有良好的吸附选择性。     

阿特拉津对绿麦隆吸附-解吸作用的影响

采用批平衡实验,研究绿麦隆在单一及复合污染体系中的吸附-解吸行为.结果表明,无论是单一体系还是复合体系,吸附等温线均可用Freundlich模型进行良好的拟合.随着阿特拉津浓度的增加,土壤对绿麦隆的吸附作用降低,表明绿麦隆和阿特拉津之间存在竞争吸附,这可能与土壤的有机质类型和绿麦隆、阿特拉津的性质、结构有关.解吸实验表明,随着阿特拉津的浓度增加,绿麦隆的解吸作用增加.吸附过程的拟合指数n值大于解吸过程的对应值,即绿麦隆在不同体系中的解吸作用均存在一定的滞后性.应用Freundlich解吸等温线参数对吸附-解吸等温线的滞后作用进行量化,CT、(CT+0.5AT)、(CT+1AT)和(CT+2AT)处理解吸等温线的滞后系数ω分别为165.200,146.132,94.534和85.945,即随阿特拉津浓度增加,绿麦隆解吸等温线的滞后性降低.     

二氯喹啉酸在几种矿物中的吸附-解吸特性与热力学研究(英文)

采用批量平衡法,研究了二氯喹啉酸在蒙脱石、凹凸棒石和针铁矿3种矿物中的吸附-解吸特征,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理,结果表明,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附均包含了快速反应阶段和慢速平衡阶段,其吸附动力学曲线均符合准二级动力学方程、颗粒扩散方程和Elovich方程。其中以准二级动力学方程的拟合程度最好,在颗粒扩散方程中的常数项(C值)不为0,表明颗粒内的扩散速率不是决定二氯喹啉酸在供试矿物中吸附快慢的唯一因素。二氯喹啉酸在3种矿物中的吸附/解吸等温线均能用Linear和Freundlich方程很好地拟合,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附容量大小为:针铁矿蒙脱石凹凸棒石。二氯喹啉酸在供试矿物中的解吸过程中存在明显的滞后现象,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附具有高度自发性,温度越高吸附过程自发趋势越大。     

木薯渣基生物质炭对土壤中阿特拉津 吸附特性的影响

以木薯渣为前驱物,采用持续升温限氧法制备了不同温度(350、550、750益)的生物质炭(BC350、BC550 和BC750),并对其结构和成分进行了表征。基于guideline106 批量平衡法,研究了生物质炭对砖红壤中阿特拉津吸 附行为的影响。结果表明,阿特拉津的吸附动力学是一个先快后慢的过程,生物质炭施用可缩短阿特拉津达到吸 附平衡的时间,施入量越多,达到饱和的时间越短。施入量相同条件下,最早到达平衡的处理是BC750,BC550 次 之,BC350 最后达到饱和。伪二级动力学方程能较好地描述生物质炭对砖红壤中阿特拉津的吸附动力学特性（R2> 0.864）。阿特拉津在生物质炭土壤中的吸附等温线表现为非线性,分配作用和表面吸附作用联合是主要机制。在土 壤中添加3%和5%BC750 的处理用Temkin 方程拟合最佳,其余处理均符合Langmuir 方程和Freundlich 方程。logKF 值随着生物质的量增加而逐渐增大。对于不同温度制备的生物质炭,logKF 的大小顺序表现为BC750>BC550> BC350,说明土壤中阿特拉津的吸附能力与生物质炭的热解温度有关。此外,阿特拉津的吸附-解吸过程存在明显 的滞后现象,滞后系数HI 均大于1,且表现为BC750>BC550>BC350。因此,土壤中阿特拉津的风险评价和修复需 考虑滞后现象。     

~(134)Cs在水-土体系中的行为

水体中的~(134)Cs很容易被土壤和矿物所吸附。矿物的吸附能力比土壤强。~(134)Cs在水体中的消失和土壤、矿物对~(134)Cs的吸附都遵循一级反应动力学模式,即,呈指数回归形式。~(134)Cs在土壤中的移动很小,95％的~(134)Cs集中在 0～2 cm的表土中,淋溶水中的~(134)Cs只占加入总量的 0.1％以下。土壤对~(134)Cs的吸附能力与土壤的质地、pH和有机质含量有关。粉粒和粘粒的含量越高,pH值越低,有机质含量越高,则土壤对~(134)Cs的吸附能力越强,反之越弱。青紫泥对~(134)Cs的吸附能力最强,净化水体中~(134)Cs的效果最好,红壤强于小粉土,江涂土相对比较弱。但无论那一种土壤,只要控制一定的土/水比,都能有效地去除水体中的~(134)Cs。当然矿物是更好的净化剂。     

莠去津在土壤中的吸附行为研究

采用平衡吸附法研究莠去津在2种土壤中的吸附行为,探讨有机质和pH值等因素对莠去津吸附的影响．结果表明,有机质含量与莠去津的吸附量呈正相关,是有机污染物吸附的主要影响因素;pH值与莠去津的吸附量呈负相关,随pH的升高莠去津的吸附量减少．     

吸附材料去除水中有机污染物的研究进展

综述了吸附材料对水中有机污染物去除的研究进展,介绍了典型的黏土矿物类、工业废渣类、生物类、活性炭类、树脂类及复合材料吸附剂等的研究现状,并对吸附法处理水中有机物的应用前景进行了展望。     

三种邻苯二甲酸酯在不同黏土矿物上的吸附

邻苯二甲酸酯类(PAEs)作为一类常见的增塑剂可以通过多种途径进入土壤, 并在土壤中富集。黏土矿物是土壤的一个重要组分, 对有机污染物的迁移有重要的作用。通过考察三种PAEs,即邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸正丁酯(DnBP)在改性之后的K+饱和黏土矿物(K-FZ-10,K-SMF和K-Kao)上的吸附行为, 分析了黏土矿物类型、PAEs种类以及温度对吸附的影响。试验结果能较好地用Freundlich方程进行拟合, 结果表明:PAEs的疏水性越强, 固相-水分配系数(K_d)越大, PAEs越容易被黏土矿物吸附;三种PAEs在黏土矿物上的吸附量均呈现DMP+饱和黏土矿物对PAEs的吸附能力均是K-FZ-10>K-SMF>K-Kao,其与黏土矿物的表面积呈正相关。不同温度(4、10、20 ℃和30 ℃)的试验结果表明, 黏土矿物对三种PAEs的吸附量随温度升高而减少。黏土矿物的类型、PAEs的疏水性和温度对PAEs在黏土矿物上的吸附均有显着影响, 即黏土矿物表面积越大, PAEs的疏水性越强, 环境温度越低, PAEs的吸附量越大, 表明这三种因素对PAEs在土壤中的迁移起重要作用。     

钙、钠饱和处理的次生硅酸盐矿物对多环芳烃(菲)吸附与光解行为

分别对高岭石、蒙脱石和实验室合成水钠锰矿进行金属离子(Na~+和Ca~(2+))饱和处理,比较三种矿物及其金属离子饱和处理矿物对多环芳烃的吸附能力。以发射波长为254nm的氙灯为光源,在上述矿物表面分别进行菲光化学降解实验,探讨不同矿物及其金属离子饱和处理矿物对菲光化学降解能力的区别。比较多环芳烃光化学降解后不同矿物表面的傅里叶变换红外光谱,分析不同矿物表面官能团的变化。利用气相色谱-质谱联用仪分析矿物表面多环芳烃光化学降解中间产物,并推测其降解途径。结果表明金属离子饱和处理的高岭石、蒙脱石、水钠锰矿对多环芳烃(菲)吸附能力均比其未加离子矿物的吸附能力强,但光化学降解速率则相反;降解过程分别会产生酯类、羧酸类、醇类、烷烃类等物质,且随着光解时间的延长最后可能彻底被矿化为水和二氧化碳等小分子物质。     

膨润土和沸石对重金属镉的吸附性研究

通过等温吸附试验,研究了粘土矿物膨润土和沸石对Cd~(2+)的吸附状况,并与土壤对Cd~(2+)的吸附状况进行了对比。结果表明:随溶液中Cd~(2+)浓度的增大,膨润土、沸石和土壤对Cd~(2+)的吸附量增大,对Cd~(2+)的吸附率随Cd~(2+)浓度的增大而降低,其中膨润土的降低的较慢,沸石次之,土壤的降低最快。膨润土、沸石和土壤对Cd~(2+)的吸附等温曲线符合Langmuir方程,三者对Cd~(2+)的最大吸附量膨润土>沸石>土壤。粘土矿物膨润土和沸石对Cd~(2+)有很好的吸附作用,可用于重金属污染土壤的治理。     

粘土矿吸附过程中四环素基团变化研究

湖南红壤主要由富含硅铝的高岭土和蒙脱石组成,选取这两种粘土矿作为吸附介质在实验室环境下模拟了四环素的吸附过程,通过高效液相色谱和红外光谱检测分析了四环素的主要基团在不同吸附阶段的变化,结果表明-OH是影响吸附速率和吸附量的主要基团,发生的吸附在解吸过程中也难于解吸;C=O主要在吸附后期起作用,吸附能力不强,易解吸,可能与其吸电子能力较弱有关。     

有机质和铁氧化物对水稻土吸附Cd~(2+)的贡献

采用等温吸附和吸附动力学方法研究了2种水稻土对Cd2+的吸附特征。结果表明,水稻土对Cd2+的吸附符合Freundlich等温吸附方程,单独去除土壤有机质后,河南伊川水稻土(HN)的吸附能力增加了15%,而四川邛崃水稻土(SC)则降低了33%;去除铁氧化物后对Cd2+吸附能力均显著降低。在去除铁氧化物条件下去除有机质或者在去除有机质条件下去除铁氧化物,HN和SC的Cd2+吸附能力均明显降低。与一级动力学一点模型比较,两点模型更适合拟合HN和SC对Cd2+的吸附动力学。去除有机质后,HN快吸附速率常数降低,而SC则有所增加;去除铁氧化物后,HN和SC的快吸附速率常数均明显降低。HN中铁氧化物对Cd2+吸附贡献均大于有机质,SC中铁氧化物与有机质的贡献量基本一致。对HN中Cd2+吸附过程中起主导作用的是铁氧化物和黏土矿物,其对吸附量的贡献率分别为61%~76%和21%~36%,而SC中起主导作用的是黏土矿物,贡献率可达85%,其次是有机质和铁氧化物。