不同金属离子及三氯乙烯(TCE)初始浓度对有机-矿质复合体的吸附影响研究

有机-矿质复合体对有机污染物的吸附,是直接影响有机污染物在地质环境中迁移、转化及归宿的重要因素,多价金属离子在有机质与粘土矿物相互作用形成复合体的过程中起到重要作用.为研究不同离子对有机质与粘土矿物的结合及其对有机污染物吸附行为的影响,以蒙脱土和腐植酸模拟地质吸附剂中的粘土矿物和有机质,分别加入Ca2+、Fe3+和Al3+金属离子,制备成有机质含量一定的不同离子有机-矿质复合体,进行对TCE的吸附批实验.结果表明,模拟土样Ca2+离子复合体直接拟合曲线在叠加计算曲线之上,而Fe3+和Al3+离子复合体直接拟合曲线均在叠加计算曲线之下,说明Ca2+离子的加入增强了有机-矿质复合体整体对TCE的吸附能力,Fe3+和Al3+离子有机-矿质复合体吸附性能则减弱;Ca2+、Fe3+和Al3+金属离子的加入均降低了复合体中有机质对TCE的亲合力,但Ca-M-HA复合体中有机质对TCE的亲合力强于Fe(Al)-M-HA复合体;TCE初始浓度对不同离子有机-矿质复合体的影响存在差异,在TCE低浓度段,复合体Kom值随着TCE浓度的增高而增大,且Ca-M-HA复合体较Al-M-HA和Fe-M-HA复合体增加幅度更大,在TCE高浓度段,TCE初始浓度对Al-M-HA和Fe-M-HA复合体Kom值的影响随着浓度的增加而减小后趋于稳定,而此时TCE初始浓度对Ca-M-HA复合体吸附行为影响仍然不能忽略.     

土壤中石油类污染物的化学氧化去除研究

用H2O2氧化处理柴油重度污染土壤,研究了土壤初始含油量、H2O2投加量、土壤pH值以及催化剂等的影响.结果表明,室温条件下向油污土壤中直接投加氧化剂的修复方法可行;H2O2的经济添加量为400 ml/kg土,低含油(20000 mg/kg)污土的去除率可达70.0%以上,高含油(50000 mg/kg)污土的去除率可达96.0%以上:pH 5～8范围内土壤介质对该法的应用影响不大;如用芬顿试剂处理高含油(50000 mg/kg))污土,H2O2只需100 ml/kg土或200 ml/kg土,就能达到85.0%以上的去油效果.     

天然沸石去除地下水中氨氮的研究

针对地下水中氨氮（NH4-N）污染,采用天然沸石进行了试验研究,探讨了沸石种类、振荡强度、pH、吸附等温线等因素对去除地下水中氨氮的影响。结果表明,天然沸石对NH4-N具有＂快速吸附、缓慢平衡＂的特点,浙江缙云沸石对地下水中NH4-N具有较好的去除能力。当反应时间≤3 h,高振荡强度（200 r/min）的NH4-N去除率大于低振荡强度（100 r/min）的;振荡强度显著影响NH4-N的去除效果。当pH介于2.59～10.66时,去除率为74.23%～93.71%。中性初始pH（5.76～8.55）利于NH4-N的吸附去除,酸性（pH≤2.59）导致去除率略有下降,而碱性（pH≥10.66）致使去除率急剧下降。缙云沸石的Langmiur吸附等温公式为：Q=0.964 8μ/（1＋0.181 0μ）,而Freundlich吸附公式为：Q=0.815 8μ0.5762,推荐采用后者。     

萘和p，p′-DDE在典型包气带介质上的吸附动力学及吸附-解吸特征

选取3种典型包气带土壤为吸附剂,萘和p,p'-DDE为吸附质,研究了其吸附动力学特征及吸附解吸规律.实验结果显示,初始浓度越大,吸附到达平衡所需时间就越短.数据拟合结果表明,单一级次的动力学方程难以描述两种吸附质的吸附动力学特征,分析认为土壤对有机污染物的吸附过程不是单一反应,而是有机污染物在无机矿物、无定型有机碳和凝聚型有机碳上同时进行吸附反应的复合结果.萘与p,p'-DDE的吸附、解吸过程均表现出非线性,Freundlich方程的吸附指数n在不同程度上偏离1;两种污染物在土样中的吸附过程不完全可逆,Kow、初始浓度以及土壤有机碳含量(foc)的差异都影响其在土壤不同组分上的吸附百分比,进而影响解吸率.萘更多地吸附在无机矿物表面及无定型有机碳上,随着初始浓度的增大(37.7～780.9μg·L-1),解吸率可从10%左右增至近85%;而当初始浓度为37.7 μg·L-1时,随foc的增大(0.01%～0.65%),解吸率由12.39%降至3.90%.p,p'-DDE则更多地吸附在凝聚型有机碳上,解吸率随浓度的变化(11.0～275.1μg·L-1)仅在1%～5%内波动,当初始浓度为11.0 μg·L-1时,解吸率随foc的增大由4.49%降至1.06%.两者解吸率都和foc呈负相关关系.     

三级串联人工快渗系统处理高氨氮生活污水运行参数的优化

[目的]进一步优化三级串联人工快渗系统处理高氨氮生活污水的运行参数。[方法]以校园学生生活区高氨氮生活污水为研究对象,从水力负荷、湿干比以及水力负荷周期等方面,通过模拟柱试验确定其最佳运行参数。[结果]最佳运行参数为水力负荷1.0m/d,湿干比为1∶5,水力负荷周期为4 h,出水COD、NH4-N的浓度均能满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。碳源不足是影响三级串联人工快渗系统脱氮效率较低的主要限制因子。缩短水力负荷周期,可以有效增加系统的复氧效率,提高系统对COD、NH4-N的好氧生物降解效率。[结论]该研究为三级串联人工快渗系统的实际工程应用奠定了理论基础。     

砂土中铵氮的吸附形态研究

[目的]利用浸提试验研究不同粒径组成的砂土中吸附的铵氮存在形态,为了解铵在包气带中的迁移转化提供参考。[方法]首先用不同初始浓度的NH4Cl溶液浸泡采集于某垃圾填埋场背景区的砂土以及从此砂土中筛分出的粗砂和细砂,再用3种不同浸提能力的浸提剂——水、KCl、CaCl2浸提吸附于土样上的不同形态的铵。[结果]不同浸提剂的浸提能力为：水〈KCl〈CaCl2;当溶液中铵浓度低时,铵优先吸附在矿物的可交换点位,此时铵主要以交换态存在,随着溶液中铵浓度的升高,具备了与矿物内部足够的浓度差驱动力,铵才开始进入2：1型黏土矿物（如伊利石）内部被固定,成为固定态;在粗砂土样中几乎没有固定态铵,即固定态铵主要存在于具有很强吸附能力的2：1型黏土矿物中。[结论]砂土中铵的存在形态与土壤矿物组成和铵的初始浓度密切相关。     

北京市东南郊再生水灌区地下水多环芳烃污染风险评估

为研究污染物随再生水进入地下环境后其迁移衰减情况及对地下水的潜在危害性,以Multi-cell模型为基础,结合污染物质量守恒、在水土中吸附再分配、生物降解等机理,针对地下水污染风险评估构建了计算污染物随水在土壤剖面的垂向迁移衰减一维模型,并以北京通州大兴再生水灌区为研究区域,以再生水中持久性有机污染物多环芳烃萘和菲为研究对象,根据当地钻孔资料及灌溉水水质、地下水水质资料,应用该模型进行试算.结果表明,经过多年连续灌溉后,通州大兴大部分地区进入潜水含水层的萘、菲浓度较低,整体污染风险较低,仅在通州区潞城镇等个别地区萘、菲浓度较高,应引起重视;由于大兴区整体包气带较厚,其污染风险低于通州区.土壤粘土层是萘、菲积累的主要层位,其吸附容量远大于细砂等粗颗粒介质,在土壤表层低环多环芳烃迁移性更强.应用这一模型,能够较为宏观地掌握通州大兴再生水灌区不同区域地下水中多环芳烃萘和菲的污染风险差异.     

C/M值对腐植酸-高岭土复合体形成机制及吸附特性影响

为了探究有机质与矿物质之间的比值(C/M)对高温高压下复合体形成过程的影响,采用亚临界水处理方法模拟自然界有机-矿质复合体的形成过程,分别在常温常压与高温高压条件下,制备出C/M值为10%、5%、2%、1%、0.5%的复合体样品。对样品进行比表面积全分析、傅立叶红外光谱图分析以及扫描电镜的测试,分析样品的表面性质官能团变化和微观结构变化。结果显示,C/M值的增加通过影响腐植酸与高岭土结合方式来影响复合体的结构性质,C/M值小于1%时,常温常压状态下腐植酸吸附在高岭土表面或微孔中,高温高压条件下腐植酸与高岭土表面形成稳定结构。C/M值大于1%时,常温常压状态下腐植酸以游离形式,发生静电作用被吸附或氢键作用脱离复合体,高温高压状态下腐植酸与复合体外层腐植酸不断聚合成大分子累加到复合体表面。对不同C/M值的复合体进行卡马西平(CBZ)吸附批实验结果表明,C/M值的增加使得复合体线性吸附作用更强。Fruendlich吸附模型拟合中Kf值与N值变化证实,常温常压条件下,有机质含量较小时,复合体内高岭土与腐植酸共同吸附CBZ,线性吸附较为明显;有机质含量较大时,复合体外层腐植酸成为吸附质的主要部分。高温高压下复合体的C/M值较大时,复合体外层腐植酸聚合成团簇状阻隔CBZ与内层复合体的接触,复合体吸附能力增加不明显。     

顶空气相色谱法测定汽油污染土壤中的气相特征组分

以国家标准方法和美国环保局(EPA)方法为基础,确定了最佳分析条件,用纯组分的甲醇配制溶液作标样,建立汽油污染土壤中气相特征组分的顶空气相色谱测定方法.结果表明,各组分的方法检出限较低,为0.39~2.25 μg·L-1.相对标准偏差(RSD%,n=7)为1.10%~6.64%,加标回收率为101.3%~109.2%,保证了测试结果的精密度和准确度.在采用的色谱条件下,分析周期仅为30min,除间二甲苯和对二甲苯谱图重合外,其他组分得到较好分离.用此方法对土壤气相抽提(Soil Vapor Extraction,即SVE)修复场地土壤中的气体样品进行了测定,结果满足实验要求.气体样品特征组分与其在汽油中的含量和含碳原子数有关,以低碳烃为主,随着碳原子数的增加,烃类物质的沸点也逐渐增高,越不易挥发,在气体样品中含量越少.气体样品组分与土壤中微生物的降解作用也有一定关系,微生物降解能力越强,高碳烃越倾向于分解为低碳烃.     

三级人工快渗系统处理高氨氮生活污水研究

将传统人工快渗系统与改良的三级串联人工快渗系统对高氨氮生活污水的处理效果进行对比研究。结果表明,三级串联人工快渗系统COD、氨氮和TN的去除率均比传统人工快渗系统分别提高了3.14%、4.47%和20.7%,并可以有效地缓解系统堵塞现象发生。