13X沸石分子筛对饮用水中NH_4~+-N吸附性能的实验研究

研究了 13X沸石分子筛对饮用水中低浓度NH+4 N的吸附性能 ,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH+4 N的吸附效果、沸石的再生效果及沸石对NH+4 N的吸附机理。实验表明用NaOH处理的沸石比未处理的沸石对NH+4 N的吸附效果要好。在 pH值为 6 5～ 7 5、吸附时间为 2 0min、吸附温度为 2 0～ 30℃的条件下 ,沸石对NH+4 N的吸附率接近 10 0 % ,沸石对NH+4 N的吸附量可达 16 32mg/g。用直接焙烧法进行再生活化处理后的沸石对NH+4 N的吸附率仍接近 10 0 % ,沸石对NH+4 N的吸附机理是以离子交换吸附作用为主。 13X沸石吸附NH+4 N的过程符合Langmuir吸附等温模式。实验证明 ,利用 13X沸石净化含低浓度NH+4 N的饮用水具有良好的工业化应用前景。     

北京平原沉积物稀土元素地球化学特征及物源意义

文中总结了北京平原永定河、潮白河流域钻孔沉积物中稀土元素分布特征,两流域沉积物稀土元素总量∑REE、轻重稀土比(LREE/HREE)及轻(La/Sm)N、重(Gd/Yb)N稀土分馏特征差异较为显著。粒度对沉积物稀土分布(总量、轻重稀土比及分馏特征)有一定影响;各流域沉积物均表现为轻稀土相对富集、弱Eu负异常的球粒陨石标准化曲线。细颗粒沉积物稀土分馏特征(La/Yb)N有较好的物源示踪意义。根据沉积物(La/Yb)N值对永定河、潮白河交互沉积区不同深度沉积物进行了物源示踪,不同深度上沉积物来源不同。此外,同一流域上、中、下游沉积物稀土分馏特征不同。常量元素Al2O3/Fe2O3与稀土元素(La/Yb)N划分结果相符,但精度低于稀土元素物源分析。     

滨海地区不同质地土壤对垃圾渗滤液中氨氮的吸附作用

为了探讨粉砂、粉质粘土、粉土对垃圾渗滤液中NH4+-N的吸附作用,在室内做了吸附实验,实验结果表明,三种土样吸附NH4+-N的等温吸附曲线均符合Langmuir模式,且最大吸附量分别为粉砂1.3 034 ms/g,粉质粘土1.109 mg/g,粉土0.3 439 mS/S.不同土样吸附NH4+-N的能力差异较大,三种土样的吸附顺序为:粉砂>粉质粘土>粉土;三种土样的迟滞因子分别为粉砂27.939,粉质粘土21.782,粉土18.257,说明粉砂和粉质粘土的防污能力较粉土强.     

某硫铁矿尾矿库区土壤对Mn~(2+)、Fe~(x+)、Cu~(2+)的吸附性研究

尾矿库区土壤金属污染严重影响了库区的生态环境,而金属离子在土壤中的危害性大小取决于其进入土壤之后的吸附-解吸、形态转化、迁移等。为了进一步预测和防治土壤金属污染,取某硫铁矿尾矿库区土壤进行室内批淋滤实验,结果表明:淋滤液中金属离子初始浓度越大,越有利于土壤对金属离子的吸附;淋滤液的pH越小,越不利于土壤对金属离子的吸附。土壤对Mn2+的吸附规律更符合双常数方程,对Fex+、Cu2+的吸附规律更符合Elovich吸附速率方程。假设土壤中金属离子可全部溶出,在1∶25土液比的实验条件下金属离子Mn2+、Fex+、Cu2+的持续溶出时间分别为3.28,284.5,1.224d,实际中造成的污染将更加严重。吸附量、吸附速率及分配系数均与淋滤液中金属离子初始浓度及土壤中背景浓度呈正相关关系,土壤中金属溶出时间则与土壤中金属元素背景值呈正相关关系。     

喀斯特石冠腐殖土及其对NH4+-N的吸附性能——以云南石林为例

石冠腐殖土在喀斯特地区广泛分布,具有维系喀斯特生态系统植物多样性、截留沉降养分和水分等重要的生态功能。本文以云南石林为例,选择典型石漠化生态系统、人工林生态系统和次生林生态系统,实地取集各类小生境的石冠腐殖土样,并进行NH4+-N吸附实验,探究石冠腐殖土对NH4+-N的吸附动力学和等温吸附特征。结果表明:石漠化生态系统、人工林生态系统和次生林生态系统每平方米岩石投影面积的石冠腐殖土分别为40.45±25.38 g、38.89±9.92 g和397.66±142.71 g;石冠腐殖土对NH4+-N的吸附动力学遵循准二级反应动力学方程,2 min内能完成吸附量的65%～75%,吸附平衡时间约为20 min;腐殖土对氨氮的吸附量随加入NH4+-N浓度的升高而增加,吸附等温线符合Boxlucas1模型,依据此模型计算出的石漠化生态系统石冠腐殖土的吸附性能最大,最大吸附量约7.79 g/kg,人工林次之,为5.29 g/kg,次生林的吸附性能最小,吸附量仅为4.73 g/kg,腐殖土对氨氮的截留率为20%～50%。      

不同温度条件下氨氮在砂土中的吸附实验研究

温度的变化能够改变水体的环境,引起周围环境中的离子吸附解吸作用的变化。不同于其他土壤,砂土的保水保肥能力更差,砂土地区一旦发生氨氮(NH₄⁺-N)污染,情况会更加严重和突出。为防治砂土地区N H₄⁺-N污染提供理论依据与技术支持,通过N H₄⁺-N的静态吸附试验,研究不同温度条件下N H₄⁺N在粗砂、中砂、细砂中的吸附转化特征,得到如下结论: 在试验设置的温度区间内,总的趋势是温度越低,砂土对N H₄⁺-N的吸附量越高,表明温度升高对N H₄⁺-N的吸附有抑制作用,这主要是因为吸附过程中会产生弱放热效应,进而降低渗滤介质对N H₄⁺N的平衡吸附量; 在25~30 ℃区间内存在硝化与反硝化作用的临界温度,当温度低于临界温度时,N H₄⁺-N吸附量的减少主要是由于发生了硝化反应,当温度高于临界温度时,N H₄⁺-N的吸附量减少主要是由于发生了反硝化反应。     

蒙脱石与滑石矿物对菲吸附-解吸行为的对比研究

采用批量处理平衡实验,考察蒙脱石与滑石矿物对菲的吸附解吸行为。采用Henry和Freundlich方程对其吸附等温线进行分析比较,并着重考察软阳离子K+对上述两种矿物吸附菲的影响机制。研究结果表明:蒙脱石对菲的吸附等温线表现出明显的非线性,吸附/解吸有滞后现象,Freundlich方程最符合其吸附/解吸曲线;滑石吸附菲的能力较之蒙脱石的强,且吸附呈线性,其吸附曲线与Henry方程吻合程度最好。此外,随着溶液中K+离子浓度增加,蒙脱石吸附菲的能力增强,而滑石吸附菲的能力减弱,说明软阳离子K+对蒙脱石吸附菲有明显的强化作用,而对滑石吸附菲却有抑制作用。说明黏土矿物内部结构与表面理化性质控制着污染物的吸附-解吸环境行为,从而影响着PAHs等污染物的迁移转化。     

CBs在沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量平衡实验,研究了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯4种氯苯类化合物（CBs）在含不同特性的自然有机质（NOM）的5种沉积物上的吸附．解吸行为。研究结果表明,所有吸附等温线均表现出明显的非线性和吸附-解吸滞后现象。1,2,4-三氯苯在不同沉积物上吸附等温线的非线性程度以及在沉积物上解吸滞后效应都随着沉积物NON聚合度的增加而增大。另外,CBs溶质分子本身的性质也影响着其在沉积物上的吸附．解吸性能。4种CBs在同一种沉积物上吸附等温线的非线性程度及其解吸滞后系数按氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯的顺序依次减弱,说明CBs的分子尺寸越大,其在沉积物上的吸附非线性程度和解吸滞后现象也越弱。     

钾化蒙脱石对硝基苯的强化吸附机理研究

测定分析蒙脱石的孔隙结构及化学组成,采用批量平衡实验研究了改性后蒙脱石对硝基苯(NB)的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨了NB的强化吸附作用机理。研究结果表明,吸附过程符合伪二级动力学方程,反应经过快速吸附、减速吸附和平衡吸附3个阶段,12 h达到吸附平衡。K+-蒙脱石对NB的吸附符合Henry方程,吸附过程主要由分配作用所致,随着改性的K+浓度越高,离子强度增强,EDA作用效果显著。另外,K+-蒙脱石对NB的吸附是一个放热过程,在303～323 K范围内,反应的吉布斯自由能变小,吸附反应为自发过程。     

多离子体系中黄河沉积物对重金属的竞争吸附研究

以黄河包头段上游清洁河段的沉积物为吸附剂,以Pb2 + 、Cu2 + 、Zn2 + 、Cd2 + 4种离子的混合溶液体系为吸附质,开展了重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附及其影响因素等实验研究。结果表明,混合溶液体系中不同离子间的吸附竞争有显著的拮抗或协同效应关系,4种重金属离子在黄河沉积物中竞争吸附的能力依序为Pb2 + ≥Cu2+>Zn2 + ≥Cd2 + 。     

渤海湾西岸全新世沉积速率对河流供给的响应

渤海湾西岸由北向南获取了3个钻孔,以全新世海相岩心为研究对象,采用AMS14C(Accelerator Mass Spectrometry14C,加速器质谱14C)测年方法建立年代框架并计算平均沉积速率,结合沉积物粒度组成及沿岸古河流三角洲发育历史,探讨了沉积速率对沿岸河流供给变化的时空响应。结果表明,早全新世—中全新世初期(11~6ka),渤海湾西岸整体沉积速率偏低,仅0.03~0.07cm/a,沉积物粒度较粗;中全新世6.43~4.97ka cal BP期间,NP3孔平均沉积速率为0.60~0.93cm/a,高于同期沿岸南部的CH110孔和BT113孔。沉积物组成以粉砂为主,粘土含量低,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西北岸对潮白河、永定河及滦河沉积物供给的响应;中全新世晚期3.68~2.67ka cal BP期间,BT113孔沉积速率为0.27~1.4cm/a,高于同期沿岸北部CH110孔和NP3孔,沉积物组成以粉砂为主,粘土含量较NP3孔高,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西岸南部对黄河沉积物供给的响应;晚全新世2.29~0.24ka cal BP期间,沿岸中部CH110孔沉积速率为0.55~0.91cm/a,高于同期沿岸南部的BT113孔和北部的NP3孔,该高沉积速率为渤海湾西岸中部对黄河和海河供给沉积的先后响应。     

燕山山地伊逊河下游河流阶地沉积物特征及古环境意义

河流沉积物蕴藏着其形成之时水动力条件及古气候变化等重要信息,因此研究河流相沉积物不仅可指示其沉积之时的水动力条件,还可对其反演的古气候进行一定的探索.伊逊河地处燕山东段,开展其下游河流相沉积物粒度、磁化率及形成年代的探讨,可为燕山山地河流相沉积物蕴藏的古环境意义研究提供参考.笔者等通过野外实地调查、光释光测年、粒度分析...     

Adsorption of phosphate on tidal flat surface sediments from the Yangtze Estuary

Adsorption of phosphate (PO₄-P) by sediments of nine sites taken from the Yangtze Estuarine and coastal tidal flats were studied in a laboratory. The results indicate that the process of phosphorus adsorption onto sediments mainly occurred within 0-10 h, and then reached a dynamic equilibrium. This experimental finding has shown maximum adsorption rates (ad-R) occurred within 0-0.5 h, ranging from 10.40-56.40 mg/kg h with regional differences. The adsorption rates were obviously related to concentrations of fine particles (<63 µm) in the sediments. Adsorption isotherm curves were fitted to the modified Langmuir equation. Adsorption capacities (ad-C) varied from 26.32 to 204.08 mg/kg, and showed good affinities for Fe³⁺ and TOC concentrations. The adsorption efficiency (ad-E) of phosphate on sediments ranged from 21.55 to 248.30 L/kg, showing a close correlation with TOC concentrations. A correlation between environmental factors and phosphate adsorption is presented in this experiment. Phosphate adsorption is susceptible to changes in pH, temperature and salinity conditions.     

潮白河中游沉积物氮磷和有机质分布特征及评价

潮白河是京津冀地区的重要河流。本研究以潮白河中游段为研究区,针对该区段沉积物有机质、氮磷污染程度不明的问题,通过对研究区130个采样点表层沉积物中有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)的测定,分析了表层沉积物中有机质和氮磷的分布特征及污染来源,将有机指数和有机氮污染指数评价法相结合开展污染及生态风险评价。结果表明:(1)潮白河中游表层沉积物中OM含量变化范围为0.17%~13.15%,平均含量为5.32%; TN的含量为0.005~1.028 g/kg,平均含量为0.192 g/kg;TP的含量为0.367~4.825 g/kg,平均含量为1.662 g/kg。(2)相关性分析表明,OM与TP、OM与TN均呈弱相关,而TN与TP呈强相关。这是因为TN和TP来源相近,主要来自外源,与OM来源有一定差异。根据TOC/TN特征分析,OM主要受藻类、浮游植物和非纤维束植物等影响。(3)有机指数评价结果显示,潮白河中游段表层沉积物监测点中60%为清洁,33.85%为较清洁,4.62%为尚清洁,1.54%为有机污染。有机污染点主要位于运潮减河入潮白河口和田贾庄排干渠入潮白河口。区域有机氮评价结果以清洁级别为主,整体较好。     

鸭绿江河口西岸潮间带柱状沉积物中重金属的分布特征及其对流域变化的响应

2010年和2011年在鸭绿江西水道和西岸潮间带共采集4根柱状样,通过对2mPb测年、粒度、总有机碳、重金属元素等多指标综合分析,探讨了：（1）鸭绿江河口西水道和西岸潮间带柱状沉积物中重金属的垂向分布及其来源：（2）重金属分布的粒度控制作用：（3）不同时期的粒度和重金属分布变化及其对流域变化的响应。结果表明：f1）Cu和zn可能来源于有机质降解的内源释放：Cr和Ni表征了岩石风化剥蚀形成陆源碎屑的自然来源：Cd和Pb反映了人类活动的影响。（2）除西岸潮间带的Cd和Pb含量可能部分受来源影响外,研究区的粒度效应是控制鸭绿江地区重金属含量分布的最主要因素。（3）粒度变化与流域演变密切相关,重金属含量对流域变化和人类活动响应明显,大致以1940年、1970年、1995年为界分为四个沉积阶段：1940年以前,自然演变对鸭绿江河口西岸潮间带的重金属分布控制明显,而1940年来至今,人类活动的控制作用日益凸显。     

堰塞湖溃坝堆积物的粒度特征及其沉积环境——以雪隆囊古堰塞湖为例

金沙江上游新构造运动活跃,崩塌、滑坡、堰塞湖等地质灾害广泛发育,是古、今堰塞湖多发的地区.以金沙江上游雪隆囊大型古滑坡堰塞湖溃坝堆积物为例,对溃坝堆积物的粒度特征及其与沉积环境的关系进行了研究.并对雪隆囊滑坡堰塞湖溃坝堆积物的粒度进行了测试.结果表明：1）从溃坝堆积体的上段→中段→下段,粒度频率曲线分别为单峰、多峰、双峰,粒径有明显的细化趋势（粗→细）;2）溃坝堆积物的分选系数从上段→中段→下段依次减小,表明分选性逐渐变好;3）溃坝堆积物的粒度累积曲线上游段为两段式,中、下游段为三段式,水动力条件从上段→中段→下段依次减弱.以上这些特点综合反映了该研究区内水动力条件由溃坝堆积体上游到下游在逐渐减弱.     

Analysis of geological effects on methane adsorption capacity of continental shale: a case study of the Jurassic shale in the Tarim Basin,northwestern China

The Jurassic shale is an important source rock for the found gas reservoirs in the Tarim Basin, northwestern China, but has never been researched for shale gas potential. The geological effects on methane adsorption capacity for the gas shale have been investigated in this paper through the geochemical, mineralogical and adsorption analyses on samples from wells and sections. The methane adsorption capacity ranges from 0.58 to 16.57 cm³/g, and the total organic carbon (TOC) content is between 0.5 and 13.5 wt%. The organic maturity measured by T_max is between 410 °C (immature) and 499 °C (overmature). The methane adsorption capacity of the Jurassic continental shale in the Tarim Basin is affected by many geological factors, including the TOC content, organic matter maturity, mineral composition, surface area and pore size distribution. The TOC content is the most significant factor with a positive effect on the adsorption capacity of the Jurassic shale, and the influence varies piecewise according to the TOC content. The TOC content contributes much more to the methane adsorption capacity of organic‐rich shale samples (TOC content > 0.7 wt%) than to the organic‐lean samples (TOC content < 0.7 wt%). The mineral composition is a secondary factor, and the abundance of clay content has a positive effect on the methane adsorption capacity despite its relatively weaker adsorption ability compared to TOC. The pore size distribution has different effects on surface area and pore volume. Mesopores and micropores provide the major surface area and are mainly derived from TOC and illite, which has a positive influence on the adsorption capacity. Mesopores and macropores offer the major pore volume and are mainly formed by illite, which is the major contributor for pore volume rather than surface area. In addition, the TOC and illite contents of the Jurassic shale in the Tarim Basin are closely related to the origin, maturity and diagenesis evolution of the shale: (1) both TOC and illite content variations are related to the different provenances and depositional environments of shale; (2) the decrease of TOC content with increasing maturity is also partly attributed to hydrocarbon generation; and (3) the increase of illite content with increasing maturity is due to illitization in the diagenesis of shale. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

公元前602年至公元11年黄河下游冲积平原沉积特征分析

根据钻孔中沉积物性状的详细描述、样品粒度分析资料,结合已有黄河下游历史变迁及沉积物测年成果,分析了公元前602年到公元11年黄河下游冲积平原的沉积特征和沉积环境的变化。发现可以利用沉积物颜色、组成、粒度组成变化比较准确地确定研究区公元前602年的古地面,砂粘比Kd值是确定界线的很好指标。公元前602年以后的黄河冲积平原沉积物以浅黄色、黄色、棕色砂质亚沙土和粉质亚粘土为主,少量粉质亚沙土,平均粒度范围为331～612Φ,分选较差,偏度多为正偏或极正偏,峰态为窄峰、很窄和中等峰态。总体上由上游到下游平均粒径逐渐变细,标准离差增大,峰度减小,即水动力减弱,分选程度降低。对比分析发现,古黄河冲积平原沉积与现代黄河河漫滩沉积样品相比粒径明显偏细。钻孔Kd值随深度的变化揭示,从公元前602年到公元11年,黄河下游冲积平原沉积环境的水动力条件发生了两次明显的强弱变化。     

自然水体生物膜、悬浮颗粒物和沉积物吸附铅、镉的热力学参数比较

采用实验室模拟的方法研究了松花江自然水体生物膜、悬浮颗粒物和沉积物吸附铅、镉的热力学规律。根据吸附热力学参数（Γ_max、k和K_d）综合比较3种固相物质的吸附能力,并讨论吸附能力存在差异的原因。结果表明：Langmuir型及Freundlich等温式可以很好地描述3种固相物质吸附热力学规律,三者吸附铅、镉的能力为生物膜>悬浮颗粒物>沉积物,生物膜、悬浮颗粒物和沉积物对铅的吸附能力均明显高于对镉的吸附能力。