卡马西平在云南典型土壤上的吸附研究

卡马西平的广泛应用使得其大量进入环境,随之而来的环境风险引起了人们的广泛关注.土壤作为有机污染物主要的汇集地,控制了污染物的迁移、转化等环境行为,进而影响了污染物的生物效应和环境风险.本实验以云南典型10种土壤为吸附剂,探讨卡马西平在土壤上的吸附行为.结果表明,土壤对卡马西平（CBZ）有较强的吸附,且受土壤理化性质的影响.卡马西平在土壤中的吸附符合Freundlich模型,其吸附系数Kd值与土壤有机质含量和粘粒呈显著正相关性,而土壤的pH值、沙粒含量、CEC、粉粒含量与Kd没有显著的相关性.     

生物炭对铅离子的动态吸附

以黄姜皂素废渣为原料,制备成了生物炭,以硝酸铅水溶液作为模拟废水,采用降流式固定吸附床,模拟工业填充柱,分别考察了重金属铅离子溶液的吸附剂投加量、初始浓度、流速及初始pH值对生物炭动态吸附过程的影响.实验结果表明：生物炭能有效去除水中的重金属离子,随着重金属溶液初始浓度及流速的增大,穿透时间提前;增加生物炭的投加量,穿透时间延长;生物炭对水中铅离子动态吸附的穿透时间随pH值增大而延长.对实验数据进行了线性拟合,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征,说明生物炭动态吸附铅离子是一个吸附位点一旦被吸附质占据后则吸附不再发生,而且没有轴向扩散.     

改性活性污泥生物炭对水中苯酚吸附性能研究

以城市生活污水处理厂污泥为原料、碳酸氢钠为绿色活化剂、磷酸铵为氮磷源,采用真空热解法制备改性污泥生物炭,并采用SEM、FT?IR对材料进行了表征分析。结果表明,污泥生物炭改性后,可显著提高生物炭比表面积和孔隙度,以及N—H和C—O数量。研究了改性污泥生物炭投加量、污染物质量浓度、反应温度和pH等条件对苯酚吸附效果的影响,以及吸附的过程与机理。结果表明,改性污泥生物炭对苯酚有更好的吸附效果,吸附率随改性污泥生物炭投加量的增大而增大;当污染物质量浓度增大时,吸附率降低;反应温度越高,吸附效果越好;酸性条件有利于反应的进行。改性污泥生物炭对苯酚的吸附过程符合准二级动力学,吸附机理为单分子层吸附和不均匀的表面吸附。改性污泥生物炭具有良好的再生利用性能,可为污泥资源化利用及废水中苯酚的处理提供有效途径。     

花生壳生物炭对水中Pb(Ⅱ)的吸附

以农业废弃物花生壳为原料制备生物炭,对其表面形貌及孔结构进行了表征,对其吸附水中Pb(Ⅱ)的行为进行了研究.结果表明,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程.Langmuir吸附模型能够很好的模拟吸附等温线,最大饱和吸附量为68.22 mg·g-1.吸附热力学结果显示,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附主要以化学吸附为主,升高温度有利于吸附.     

花生壳对水中阳离子染料吸附性能的研究

选择天然花生壳作为生物吸附剂,研究了其对水溶液中亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)和孔雀石绿(MG)的吸附行为.考察了pH值、盐浓度、振荡时间、初始浓度等因素对染料吸附的影响.结果表明,随着溶液pH值的增大、初始浓度增大以及盐浓度的降低,花生壳对3种染料的吸附率增大.亚甲基蓝、中性红和孔雀石绿吸附过程符合Langmiur和Freundlich吸附等温式.花生壳对3种染料的吸附过程可以用准二级动力学模型较好地描述.相同条件下对3种染料的吸附强弱为NRMGMB.     

樟树叶生物炭对挥发性有机物的吸附研究

以樟树叶为原料制成的生物炭作为吸附剂,对挥发性有机污染物(Volatile organic compounds,VOCs)的吸附特性进行研究.结果表明:生物炭对不同物质的饱和吸附量与其分子粒径和沸点成负相关.甲苯、四氯甲烷、1,2-二氯乙烷和1,2,4-三甲基苯4种物质在生物炭中的饱和吸附量分别为228.4,275.2...     

生物质炭对气态挥发性有机污染物的吸附性能及机理

为探究生物质炭对气态有机污染物的吸附能力及作用机理,以核桃壳和椰子壳为原料制备生物质炭.采用元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、Boehm滴定和比表面积及孔隙率分析仪分析生物质炭理化特征,并利用吸附柱实验考察生物质炭对气态挥发性有机污染物(苯和甲苯)的吸附行为.结果表明:相同制备条件下,椰壳生物质炭吸附性能高于核桃壳生物质炭.在实验温度范围内(400~700℃),随着制备温度的升高,生物质炭吸附性能增大.低温下制备的生物质炭(400℃)吸附行为符合准二级动力学模型,高温下制备的生物质炭(700℃)的吸附过程符合准一级动力学模型.在吸附温度30℃时,生物质炭对苯和甲苯的等温吸附过程符合Toth模型,计算得到生物质炭最大的理论饱和吸附量为18.98 mg/g苯和61.73 mg/g甲苯.生物质炭的表面酸性官能团和孔道结构在吸附过程中起关键作用,影响吸附质在生物质炭的表面吸附和粒内扩散吸附过程.     

热解温度诱导下污泥生物炭特性和吸附能力相关性

为探讨不同热解温度下污泥生物炭性质与其对染料的吸附能力之间的内在关系,以城市污泥为原料,通过热解法在不同温度下(300～800℃)制备污泥生物炭,研究不同生物炭的特性及其对罗丹明B和亚甲蓝的吸附能力,并通过相关性分析探讨影响生物炭吸附能力的主要因素.结果表明:热解温度显著影响生物炭理化性质(P 0. 05),提高热解温度可导致生物炭碱性增大,产率、挥发分质量分数和有机碳质量分数逐渐下降;当热解温度为800℃时,生物炭对罗丹明B和亚甲蓝的吸附效果均达到最大值,分别为5. 8 mg/g和5. 7 mg/g;生物炭对罗丹明B和亚甲蓝吸附量与灰分质量分数显著正相关,但与有机碳质量分数、挥发分质量分数以及有机碳与氧质量分数比值w(O)/w(C)等显著负相关(P 0. 05).因此,高温总体上有利于提高污泥生物炭对染料的吸附能力.     

改性石榴皮生物炭对水中低浓度硝氮的吸附性能研究

以石榴皮为原料在不同条件下制备生物炭,并对其进行盐酸改性,对比改性前后生物炭性质及其对硝氮的吸附效果.SEM、FTIR及等电点测定结果表明,改性后生物炭表面覆盖的颗粒被清除,微孔更清晰且孔径均有所增大;三种改性生物炭均含有-OH官能团,其中HBC600、HBC700是新增的;HBC600、HBC700和HGBC700等电点分别为9.1、10.1和8.1.未改性生物炭BC600、BC700和GBC700吸附后引起硝氮浓度增高,而改性生物炭HBC600、HBC700和HGBC700均具有较好吸附效果.硝氮初始浓度、吸附时间及生物炭投量均影响生物炭的吸附效果,硝氮初始浓度越低、吸附时间越长、投量越大,三种改性生物炭对硝氮的去除率越高,且相同条件下HBC700对硝氮的吸附效果均最优,最大吸附量可达1.742 mg/g.在硝氮初始浓度9.0 mg/L、生物炭投量8.0 g/L、吸附时间12 h条件下,HBC700吸附去除硝氮的综合效果最佳,去除率为87.6%,且可解吸再利用.     

木屑生物质活性炭脱除气体SO2的实验研究

以木屑作为制备生物质活性炭的原料,对比研究未改性、采用氨水和NaOH活化对SO2吸附性能的影响,以探讨木屑生物制活性炭对SO2吸附的可行性。研究结果表明随着吸附时间的增加,未活化的、氨水活化以及NaOH活化的木屑炭对SO2的吸附量都增加;活化后的木屑炭吸附SO2的性能比未活化的木屑炭要好;NaOH活化的木屑炭比氨水活化的木屑炭吸附SO2能力强,NaOH比氨水的活化效果更好。采用生物质活性炭来吸附烧结烟气中的SO2是可行的。     

沉积物有机质的形成温度对苯并[a]芘吸附解吸的影响

通过静态吸附实验,研究了不同燃烧温度形成的沉积物有机质对苯并[a]芘(BaP)的吸附解吸行为。结果表明,当燃烧温度从0℃升高到400℃时,吸附非线性指数n值从0.544降低到0.299。然而,沉积物有机质形成温度的升高增加了BaP的吸附能力和解吸滞后性。当燃烧温度升高到600℃时,样品中脂肪结构、极性结构和大部分芳香结构被燃烧掉,主要剩下矿物组分。因此,T600样品对BaP表现出高的n值、低吸附能力和吸附不可逆性。单一浓度下有机碳标化的吸附能力参数lgKoc值与芳香碳含量显著正相关(p<0.001),而与样品的H/C原子比显著负相关(p<0.001)。样品的芳香碳含量与BaP的解吸滞后指数(H)(p<0.01)和n值(p<0.000 1)均表现出很好的负相关关系。以上的结论说明,芳香碳在BaP的吸附非线性、吸附能力和解吸滞后性中起主要作用。     

Undesorbable residual gas in coal seams and its influence on gas drainage

The definition of ‘‘residual gas" can be found in different scenarios, such as the ‘‘fast" and ‘‘slow" desorption methods of measuring gas content and the sorption hysteresis test and gas management of coal mines, however, its meaning varies a lot in different contexts. The main aim of this paper is to discuss the existence of truly undesorbable residual gas in coal seam conditions and its impacts on sorption model and gas drainage efficiency. We believe the undesorbable residual gas does exist due to the observation of the extended slow desorption test and the sorption hysteresis test. The origin of undesorbable residual gas may be because of the inaccessible(closed or semi-closed) pores. Some gas molecules produced during coalification are stored in these inaccessible pores, since the coal is relatively intact in the coal seam condition, these gas molecules cannot escape during natural desorption and then create the undesorbable residual gas. Based on the existing adsorption models, we propose the improved desorption versions by taking into consideration the role of residual gas. By numerically simulating a gas drainage case, the gas contents after different drainage times are studied to understand the influence of residual gas content on gas drainage. The results indicate that the influence starts to be obvious even when the total gas content is at a high level, and the impact becomes more and more apparent with increasing drainage time. Our study shows that the existence of residual gas will impede the gas drainage and the total amount of recoverable coal seam methane may be less than expected.     

针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为与热力学研究

采用批量振荡吸附平衡法设计针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸试验,对比研究了针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为,并考察了不同K⁺浓度的溶液对蒙脱石吸附菲的影响,比较分析了线性吸附模型和Freundlich吸附模型描述矿物吸附等温线的准确性,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理。结果表明:针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸均表现出明显的非线性和解吸滞后现象; 相对于线性吸附模型来说,针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸更符合Freundlich吸附模型; 与蒙脱石相比,针铁矿对菲的吸附更为显著,且具有更好的稳定性; 溶液中软阳离子K⁺的存在使蒙脱石对菲的吸附能力得到显著提高; 菲在蒙脱石和针铁矿上的吸附过程是一个自发放热,同时伴随着熵值减小的过程; 随着温度的升高,蒙脱石和针铁矿对菲的吸附能力均减弱。     

典型土壤改良剂对污染物生物可利用性的影响

土壤有机污染是当前世界面临的一个严峻环境问题,已经引起广泛关注.污染土壤添加改良剂是一种成本较低、环境友好的土壤原位修复方法,具有极大的应用前景.然而,土壤改良剂对有机污染物生物降解起促进或抑制作用主要取决于其对有机污染物生物可利用性的影响.土壤改良剂对有机污染物的生物可利用性有多方面的影响.一方面,土壤改良剂可通过吸附作用固定污染物,降低生物可利用性;另一方面,土壤改良剂中的溶解性有机质可促进有机污染物的溶解和解吸,增加生物可利用性;另外,某些土壤改良剂可提高微生物活性,促进污染物降解.本文从污染物吸附解吸、污染物与微生物之间传质以及微生物丰度和活性3个方面出发,探讨常用土壤改良剂,包括生物炭、堆肥产物和表面活性剂,对有机污染物生物可利用性的影响,以期为寻找具有较高修复效率的土壤改良剂提供一定的参考.     

溶解性有机质对甲草胺在土壤中吸附行为影响

土壤对甲草胺的吸附解吸作用是甲草胺在土壤中迁移转化行为之一,对土壤环境质量变化有重要影响.在松花江沿江3个城市郊区农田(佳木斯(S1)、依兰(S2)和哈尔滨(S3)),采集3种不同理化性质的土壤,采用批量实验方法研究甲草胺在土壤上的吸附-解吸过程以及溶解性有机质对甲草胺吸附-解吸过程的影响.结果表明:溶解性有机质对甲草胺在土壤中的吸附过程有抑制作用,而对解吸过程有促进作用;甲草胺在3种土壤中的吸附-解吸过程符合Freundlich方程(R2>0.858);在3种土壤样品中的吸附量大小依次为S1>S2>S3;甲草胺在3种土壤中吸附-解吸存在滞后现象.     

溶液pH条件影响针铁矿对溶解性有机质的吸附机理研究

选择酸碱不同的pH条件,研究铁氧化物针铁矿对土壤溶解性有机质(DOM)的吸附模式的变化。批处理吸附实验研究表明,针铁矿对DOM的吸附性强并发生分异现象。而且,针铁矿的表面荷电性的变化,使得DOM针铁矿上的吸附受到显著的影响,随着pH值升高,针铁矿表面从带正电荷变为表面电中性,DOM在铁氧化物矿物表面吸附机制也发生变化,吸附等温线的Freundlich拟合参数n值从0.83升至1.02,表明吸附模式从配体交换为主导转为憎水键和范氏力作用为主导。可见,DOM/矿物界面吸附受多种吸附模式控制,主要包括配体交换、憎水键和范氏力等。     

人工制备有机质固化土力学特性试验研究

为了探讨有机质对水泥固化土物理力学特性的影响以及固化剂XGL2005的固化效果，在软土中添加腐植酸配制得到了不同有机质含量的人工有机质土，并进行了液塑限试验；另外，对单掺水泥固化与水泥添加固化剂XGL2005复合固化有机质土进行了无侧限抗压强度对比试验.试验结果表明,人工有机质土的液限以指数形式增长，塑限则呈线性形式增加；随着固化土中有机质质量分数的增加，固化土的强度呈对数形式下降；而随着固化剂XGL2005掺量的增加，固化土的强度呈幂函数形式增长；固化剂XGL2005可有效消除有机质的不利影响，显著增强水泥固化有机质土的效果.在分析水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度影响规律的基础上，通过回归分析建立了既可考虑有机质质量分数对强度削减的影响，又能考虑水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度增强影响的预测模型.     

控制砂岩型铀矿床中铀迁移转化的主要水文地球化学作用实验

采集中国北方某砂岩型铀矿床中的含铀矿石样品,共进行7组土柱模拟实验,分别探究氧化-还原条件、HCO^-₃浓度、有机质和微生物对铀迁移转化的影响。结果表明:氧化-还原条件改变对铀迁移转化会产生重要影响,含氧入渗水带来的氧化环境使含水介质中沉淀态铀大量氧化溶解; HCO^-₃的促解吸作用及铀酰络合物的强迁移能力对地下水中铀迁移转化影响较大; 有机质会参与含水介质中矿物吸附点位竞争,从而造成铀的解吸; 微生物作为氧化-还原反应的催化剂,在氧化剂氧化沉淀态铀的反应中起重要作用; 氧化作用、解吸作用和溶解作用对地下水中铀迁移转化的贡献比例分别为65.28%、23.91%和10.81%。     

物理再生PUF法制备聚氨酯保温材料

采用物理再生废旧聚氨酯泡沫法制备保温材料。考察废泡粉含量对保温性能和泡体密度的影响,结果表明均呈现出非线性变化。通过对废泡粉含量为12％的泡沫进行热稳定分析,表明失重归结为发生吸附脱附、少量残存原料的完全反应、聚氨酯分解等。热碱老化试验结果表明,随着废泡粉含量的增大,耐碱性能也降低。