不同浓度柠檬酸溶液中石灰性紫色土微团聚体对Pb~(2+)的吸附解吸特性变化

铅(Pb~(2+))因溶解度较小,易在土壤中长期滞留,从而造成严重的土壤铅污染。柠檬酸(Citric Acid)作为植物根系分泌的典型天然有机酸,含有大量羧基功能团和活性点位,影响着土壤中重金属的吸附和解吸。为深入了解柠檬酸输入土壤后,Pb~(2+)在土壤中的积累与迁移规律,以石灰性紫色土为研究对象,通过模拟试验,采用平衡液吸附法及柠檬酸、HCl解吸法,研究了不同浓度柠檬酸溶液中石灰性紫色土及各粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附-解吸特性。结果表明:在不同浓度柠檬酸溶液中,石灰性紫色土全土及各粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附量随其初始浓度增大而增加,各粒径间吸附量大小顺序为:(0.002 mm)2~0.25 mm全土0.053~0.002 mm0.25 mm~0.053 mm;柠檬酸浓度在0~1 mmol·L~(-1)范围内,石灰性紫色土全土及各粒径微微团聚体对Pb~(2+)的吸附量明显上升,1~100 mmol·L~(-1)范围内吸附量下降,低浓度的柠檬酸能够有效促进全土及各粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附,高浓度柠檬酸则起抑制作用,降低土壤对Pb~(2+)的吸附量;Freundlich方程对等温吸附过程的拟合达到极显著水平(R2=0.985-0.999),全土和不同粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附为不均匀表面的多层吸附;易解吸率随初始Pb~(2+)质量浓度上升而不断增大,难解吸率不断下降,加入柠檬酸后,易解吸率进一步上升,且随柠檬酸浓度升高而增大。研究柠檬酸溶液中石灰性紫色土对Pb~(2+)的吸附-解吸特性,能够有效预测石灰性紫色土区域重金属的环境效应,对农业环境安全调控具有重要意义。     

黄泥土和乌栅中不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附与解吸

用平衡吸附法研究了黄泥土和乌栅土的不同粒径微团聚体对Cu2 的吸附和解吸.结果表明,不同粒径微团聚体对Cu2 的吸附特性均符合Freundlich和Langumir方程,最大吸附量介于1667-3333 mg·kg-1之间,以粘粒级和粗砂级为最大,其对Cu2 的固持能力高于其它粒径的微团聚体.随着溶液中Cu2 浓度的升高,吸附率出现不同程度的降低.对同一粒径颗粒的Cu2 吸附量来说,乌栅土高于黄泥土,而解吸量则相反.微团聚体颗粒对Cu2 的吸附容量与有机质、游离氧化铁含量呈显著正回归关系,说明团聚体颗粒对重金属的吸附首先受土壤团聚体胶粘剂的控制.     

水稻土团聚体中Cu~(2+)的解吸动力学特征

用磁力搅拌法和平衡吸附法研究了水稻土的原土和团聚体颗粒吸附态Cu2+的解吸动力学特征.结果表明,原土和团聚体颗粒Cu2+的解吸率大小顺序为粗粉砂级粉砂级原土砂粒级粘粒级,与其有机质、游离氧化铁、氧化铝含量大小顺序相反.Cu2+解吸过程可分为快、慢两个解吸阶段,快解吸阶段属于非专性吸附态Cu2+的解吸,慢解吸阶段属于专性吸附松结合态Cu2+的解吸.用一级动力学方程、E lovich方程和双常数方程模拟Cu2+的解吸过程,相关性均达显著水平.磨细后的原土Cu2+的解吸速率和解吸进度均大于4个粒组团聚体颗粒.Cu2+的解吸速率和解吸量与土壤表面Cu2+的吸附形态有关.     

黄河上中游水体沉积物对磷酸盐的吸附/释放行为

研究了黄河上中游8个沉积物磷酸盐的吸附/释放动力学,比较了不同沉积物吸附磷的差别,分析了沉积物磷形态对磷吸附特征的影响.结果表明,沉积物对磷酸盐的吸附与释放均主要在前8 h内完成,在前0.5 h内对磷的吸附和释放速率均最快,在24 h内吸附基本达到平衡;沉积物对磷的等温吸附曲线既符合线性方程和Freundlich模型,同时也较好地符合Langmuir模型.据Langmuir模型计算得出沉积物对磷的最大吸附容量为0.095～0.272 mg·g-1,且最大吸附容量与沉积物总磷、可交换态磷和有机质含量呈显著正相关;沉积物在相应的上覆水中对磷酸盐的吸附过程存在一个吸附/解吸平衡点,对应的吸附/解吸平衡质量浓度为0.009～0.031 mg·L-1,均大于相应上覆水体中磷浓度,说明沉积物有向上覆水释磷的趋势.     

固定化枝孢霉对铜离子的生物吸附

对固定化枝孢霉(Cladosporiumsp.)吸附Cu2+进行了研究,结果表明,当海藻酸钙浓度为3%,CaCl2浓度为4%,菌量为15%(V:V)时,包埋制得的固定化小球具有较好的机械性能和较高的吸附量。并考察了不同因素如接触反应时间,溶液的pH,温度对生物吸附的影响,结果表明:生物吸附平衡时间为3h左右,固定化空白小球和活菌的最佳pH值分别为3.5和4.0,在15℃～45℃的温度范围内,温度对吸附量变化有一定的影响。在一定浓度范围(30～500mg/L)内,生物吸附随浓度的增加而增加,Langmuir型吸附模式较好描述Cu2+在固定化小球的吸附实验数据,其线性回归系数高达0.99,HCl、HNO3、柠檬酸都是有效的解吸剂,解吸吸附后的海藻酸钙小球,解吸率都在92%以上,其中以硝酸的解吸效果为最好。     

不同粒径沉积物对1,2,4,5-四氯苯的吸附/解吸特性

采用静态吸附实验,研究不同粒径沉积物的基本性质及其对1,2,4,5-四氯苯吸附/解吸性能的影响.结果表明,不同粒径沉积物所含天然有机质(NOM)质和量的不同,导致其对1,2,4,5-四氯苯吸附性能的不同.颗粒最细的沉积物因其主要结合聚合度较低的无定型腐殖物质,导致1,2,4,5-四氯苯吸附等温线的非线性程度最低,在沉积物上的吸附亲和力和吸附.解吸滞后现象也最弱.而颗粒最粗的沉积物因为含有一些煤炭和木炭等高比表面积的碳黑类物质,NOM聚合度较高,导致1,2,4,5-四氯苯吸附等温线的非线性程度最高,在沉积物上的吸附亲和力和吸附-解吸滞后现象也最强.而粒径中等的沉积物本身的性质和吸附性能介于颗粒最粗和最细的两种组分之间.     

三峡水库消落区土壤汞吸附解吸动力学特征

对三峡水库消落区5种土壤进行了汞的吸附-解吸试验,用不同的等温吸附方程和化学反应动力学方程进行了模拟比较,结果显示,不同土壤对汞的吸附解吸动力学规律相类似,吸附速率和解吸速率均与土壤pH值呈显著(r=0.933,p＜0.05)和极显著相关性(r=0.962,p＜0.01),但吸附量和解吸量各不相同,其中,紫色潮土对汞的吸附量最大,酸性紫色土最小;灰棕潮土对汞的解吸量最大,黄壤最小,其它类型土壤介于它们之间.     

阿特拉津在天然水体沉积物中的吸附行为

本文研究了阿特拉津在几种水体沉积物中的吸附、解吸规律,并进一步探讨了沉积物浓度、pH值和离子强度对其吸附行为的影响．结果表明,不同沉积物对阿特拉津的吸附程度由沉积物本身的总有机碳、粘土矿物、阳离子交换容量、比表面积以及铁锰氧化物等理化特性综合作用的结果,有机碳不是影响阿特拉津吸附的唯一重要因素．连续吸附实验结果指出,化合物的起始浓度愈大,吸附时间愈长,阿特拉津的最大吸附容量也愈大,且在解吸过程中表现出一定的滞后性(即不可逆吸附)．沉积物浓度与其吸附量呈负相关;溶液的pH值增大,沉积物对阿特拉津吸附能力减弱;离子强度愈大,沉积物对阿特拉津吸附能力愈强．     

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>(<0.053 mm粒径)团聚体>(0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^-1),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^-1),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。     

黄泥土微团聚体颗粒组对Cu2+的吸附与解吸研究

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区黄泥土不同粒径微团聚体颗粒组样品,用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究原土和不同粒径微团聚体颗粒组对重金属Cu2 的吸附和解吸特征。结果表明,对于Cu2 的吸附,原土用Langmuir方程拟合最佳,而不同粒径微团聚体颗粒组用Freundlich方程拟合最佳。原土和不同粒径微团聚体颗粒组吸附量大小顺序为粘粒级>砂粒级>原土>粉砂级>粗粉砂级,这与其游离氧化铁和有机质含量呈显著正相关。原土和不同粒径微团聚体颗粒组对Cu2 的专性吸附质量分数随吸附量增加而减少,而非专性吸附质量分数则相反。不同粒径微团聚体颗粒组吸附总量小于原土,所以传统风干磨细的研究方法可能高估了土壤对铜固持能力。     

黄河沉积物对磷的吸附行为

研究了黄河流域9个沉积物对磷的吸附行为,用修改后的Langmuir等温吸附模型对吸附实验数据进行了拟合,得到最大吸附容量PAC、Langmuir吸附平衡常数k.利用所得拟合参数通过公式计算方法得到EPC_0,以此判断沉积物是磷"源"还是磷"汇",分析了沉积物组成及其理化性质与磷吸附特征的关系.结果表明,各沉积物的吸附,解吸平衡磷浓度EPC_0范围在0.0031～0.109 3 mg/L,,其值也较低,与可解吸的内源磷含量正相关,与地理位置没有表现出相关性.在本研究条件下,在壶口张家湾断面,沉积物对磷表现为"汇";而其他沉积物对磷表现为"源",但释放量和吸附量不大.黄河沉积物对磷的最大吸附容量PAC的范围为0.073～0.454 mg/L,吸附能力较弱,沉积物的最大吸附容量与沉积物的有机质有较好的正相关关系.此外,沉积物对磷的吸附存在明显的固体浓度C_S效应,吸附滞后角随着C_S的增加而增大,随着同体浓度的增加,沉积物对P的吸附量逐渐降低,但EPCC_0值却增大,体现了颗粒物在磷循环中的两性作用.     

黑碳对沉积物中疏水性有机污染物的锁定作用与微生物降解的影响研究进展

黑碳是含碳物质不充分燃烧而产生的一种高度芳香化结构无定型碳质,是沉积物有机质中重要的组成部分.黑碳通过表面吸附或微孔束缚作用将疏水性有机污染物(HOCs)锁定在沉积物中,其超强的吸附性能导致对HOCs的解吸量减少、解吸速率减慢,进而在短期内降低其生物有效性和短期生物毒性,大量学者开展了较低HOCs浓度下短期降解实验,得出了黑碳抑制HOCs降解的结论.但长期来看,黑碳一方面会通过抑制生物有效性削弱微生物降解等HOCs的自然衰减速率,另一方面也会通过促进微生物生长提高降解率.因此推测,黑碳对HOCs微生物降解的影响可能与HOCs的类型与浓度相关,在较高HOCs浓度下,黑碳可能会通过降低急性毒性,促进微生物生长和生物膜形成来加速HOCs的降解.本文综述了黑碳对HOCs吸附/解吸和微生物降解的研究进展,从黑碳对HOCs的吸附机理和吸附模型,对解吸动力学、微生物生长以及生物有效性影响等方面进行讨论,指出了黑碳对环境中HOCs迁移转化与归趋的影响,并对黑碳的应用前景及研究趋势进行了展望.     

四川盆地西缘4种人工林土壤团聚体及有机碳特征

土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,强烈影响着土壤物理化学性质.通过干筛法对四川盆地西缘4种人工林(柳杉林、含笑林、桢楠林和麻栎林)两个土壤层次(0-20 cm和20-40 cm)土壤团聚体及有机碳进行研究.结果表明:4种人工林土壤团聚体均以2 mm粒径为主,而0.5-0.25 mm粒径团聚体仅占1.07%-3.39%;柳杉人工林0-20 cm土壤有机碳含量比20-40 cm高2倍多,其他3种人工林两个土壤层次差异幅度相对较小;与2 mm土壤大团聚体相比,各林地微小团聚体有机碳含量相对较高.2 mm粒径团聚体对有机碳贡献率达到72%-87%.但是,较小粒径土壤团聚体有机碳储量相对较高.综上所述,就土壤团聚体及有机碳特征而言,柳杉林和麻栎林比桢楠林和含笑林更适合用于当地植被恢复.     

有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中吸附解吸特性的影响

采用平衡液吸附法和NH4AC、EDTA溶液解吸法,研究了有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中(<10 μm,10～50μm,50～250 μm)的吸附解吸过程中的影响,为寻求有效控制土壤中Cu2+环境行为的对策措施提供理论支撑.研究结果表明,各粒级微团聚体中有机质对Cu2+的吸附能力随粒级的减小而增强,原土仅次于<10 μm微团聚体.就吸附机制而言,去除有机质后的原土及其各粒级微团聚体在不同吸附机制控制下的吸附能力也有所变化,表现为:去除有机质后,棕壤及各粒级微团聚体对Cu2+的静电吸附能力增强,络合吸附能力和专性吸附的能力均有所降低.分析表明,原土及其不同粒级微团聚体对Cu2+的吸附能力及稳定性的差异,与其重要组成成分有机质有关.     

黑碳对土壤和沉积物中菲的吸附解吸行为及生物可利用性的影响

利用淡水单孔蚓Monopylephorus limosus的生物富集实验,研究了黑碳对土壤和沉积物中多环芳烃类有机化合物菲生物可利用性的影响,同时研究了黑碳对菲吸附和解吸行为的影响,并用"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,土壤和沉积物中黑碳的存在直接导致了菲在颤蚓体内的生物累积因子(BSAF)的降低,其原因在于菲在黑碳沉积物样品中的不可逆吸附程度的显著增强.研究发现,土壤和沉积物中菲的生物可利用性与土壤和沉积物中菲的吸附相浓度无关而与孔隙水浓度密切相关.     

甲醇对多氯联苯在低密度聚乙烯膜上解吸动力学的影响

通过分别用纯水和甲醇-水溶液作为预吸附液使单个多氯联苯(PCB-52、PCB-185和PCB-209)分配到低密度聚乙烯膜后,再在纯水中解吸(解吸时间2—110 d),运用交换速率常数和解吸百分比来确定甲醇对目标物解吸动力学的影响.实验结果显示,目标物在两种预吸附方法的交换速率常数没有显著性差异(PCB-52:P=0.96;PCB-185:P=0.19;PCB-209:P=0.46),但负值的交换速率常数暗示:本实验中可能不适合用其来评价甲醇对目标物解吸的影响.而PCB-52在采用纯水与甲醇-水溶液作为预吸附液时所得解吸百分比之间没有显著性差异(P=0.37),但PCB-185和PCB-209的解吸百分比均存在显著性差异(P0.01),故甲醇可能影响PCB-185和PCB-209的解吸动力学.因此,在应用以低密度聚乙烯膜为吸附相的被动采样器,并以行为参考物校正法作为定量依据测定水体中疏水性有机物时,需谨慎使用以甲醇作为助溶剂的预吸附液将强疏水性的行为参考物分配至吸附相.     

沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响

为估算沉积物不同天然有机组分吸附态氨氮携载量．采用平衡吸附法研究西辽河沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响。结果表明,去除有机质后的沉积物对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量（Гmoc）和吸附分配系数（Koc）分别为重组的55．30％和69．49％,说明有机质是影响氨氮在沉积物上吸附特征的主要因素。氨氮在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主（Koc=85．57）;稳结态和紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质,氨氮在重组有机组分上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质（胡敏素）对氨氮吸附起关键作用（Гmoc,=5857．78mg·kg-1）。轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态氨氮可分别按重组（Гmoc=3477．81mg·kg-1）的0．32、1．21和1．68倍估算。关键词：沉积物;天然有机组分;氨氮;吸附;碳标化吸附分配系数;碳标化饱和吸附量     

固定化菌藻系统及对污水中氮磷营养盐的净化效果

利用海藻酸钙分别包埋固定小球藻、活性污泥及其两者混合物.研究固定态小球藻与悬浮态小球藻对污水中氮磷营养盐的处理效果,实验结果表明固定态藻对氮磷的去除效果明显优于悬浮态藻,其原因主要由于海藻酸钙凝胶对氮磷的吸附,系统pH值提高引起氨的气提及磷酸盐的沉淀作用.研究固定化藻、同定化活性污泥及共固定化菌藻分别对污水中氮磷营养盐的处理效果,在同等条件下,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化活性污泥和固定化藻类.这项研究显示菌藻共生在污水处理中具有较大的潜力.     

典型农耕区黑土和沼泽土团聚体颗粒中重金属的分布特征解析

了解重金属在土壤中的富集特征是其风险评价和土壤修复的基础。分别以黑龙江省典型的农耕黑土和沼泽土为研究对象,采用干筛法获得〉4000、4000～2000、2000～1000、1000～250、250～53和〈53衄16个粒级的土壤团聚体颗粒组。利用等离子质谱（ICP-MS）测定了本土和各级团聚体颗粒中Cr、Cd、As和Pb的含量,并对其颗粒组分布特征及对有机碳的响应进行了解析。研究表明,2种土壤中的重金属Cr、Cd和Pb的富集因子均大于1,而As则存在明显的流失。除了黑土中的As和Pb外,其他重金属随着团聚体粒径的增加而呈现富集减弱的趋势。其中,cr和cd主要趋向分布在粉．黏团聚体（〈53wn）颗粒中;Pb在黑土中易赋存于1000～2000μm大团聚体中,在沼泽土中则富集于53～250μm的微团聚体中;As不但趋向被吸附在53～250μm的微团聚体中,而且在黑土中也容易被吸附在〉l000μm的大团聚体中。金属质量负载计算表明,大粒径颗粒组对土壤中重金属含量的总体贡献较大。土壤中有机碳含量均随着团聚体粒径减小而升高,cr和Cd分布与颗粒有机碳含量正相关,黑土中As的分布与颗粒中有机碳含量负相关而在沼泽土中呈弱正相关,Pb的分布则与有机碳含量均无明显的相关性。     

沙土不同有机组分对磷的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了沙土不同有机组分对磷的解吸附特征影响。结果表明,通过过氧化氢去除有机质后的沙土使磷的解吸比例（Dr=0.94）大幅度增加,解吸迟滞性指数（TⅡ=0.05）显著降低;有机质是影响磷在沙土上解吸特征的重要因素;磷在橡胶态胶体（轻组有机组分）上的表面分配作用吸附是导致解吸比例（Dr=0.81）增大,解吸迟滞性指数（TⅡ=0.05）减小的原因;稳结态腐殖质中的胡敏酸在对磷的吸着和滞留过程中发挥重要作用,HⅡ＋HⅢ组（Dr=0.57、TⅡ=0.30）;磷在紧结态腐殖质所形成的团聚体结构中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷的解吸比例（HⅢ组Dr=0.24）降低,解吸迟滞性指数（HⅢ组TⅡ=0.49）增大的根本原因,考查土壤磷的解吸特征不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤磷解吸特征的重要因素,轻组有机组分、重组有机组分、以及重组有机组分中的稳结态腐殖质、紧结态腐殖质所携载的吸附态磷进入水体后对上覆水体的释放通量可分别按其饱和吸附量的81%、66%、57%和24%进行估算。