水生植物组合培植对水体中重金属富集 效果研究

以蔺草(Juncus effusus)、水菖蒲(Acorus calamus)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)和慈姑(Sagittaria sagittifolia)4种水生植物为研究对象,研究了其两两组合培植对水中Cr~(6+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的富集效果和转运系数。研究表明:水生植物组合对金属富集具有相对的专一性,选择适当的水生植物组合可提高植物对金属的富集量,(蔺草‖凤眼莲)和(蔺草‖慈姑)组合有利于富集Cr~(6+);(蔺草‖水菖蒲)、(水菖蒲‖慈姑)和(凤眼莲‖慈姑)组合有利于富集Zn~(2+);(凤眼莲‖慈姑)组合有利于富集Pb~(2+);(蔺草‖凤眼莲)和(蔺草‖慈姑)组合有利于富集Ni~(2+);(蔺草‖凤眼莲)、(蔺草‖慈姑)和(水菖蒲‖慈姑)组合有利于富集Cu~(2+)。凤眼莲分别与蔺草、水菖蒲组合时,相互促进Zn~(2+)转运;凤眼莲与蔺草组合时相互促进Ni~(2+)转运。     

重金属污染膨胀土力学性质和微观试验研究

弱膨胀土遭受重金属离子污染后,其工程性质会发生改变。该文采用Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)污染离子和弱膨胀性土,通过室内试验和微观结构试验对污染土的力学性质和微观结构进行研究。研究结果表明,污染离子加入素土后,液塑限降低,土粒比重增加,含水率降低。土体的无侧限抗压强度明显降低,且Cu~(2+)试样的抗压强度先增加,而后抗压强度降低。其中,Pb~(2+)对膨胀土抗压强度性的影响最大,其次是Zn~(2+)和Cu~(2+)。微观试验中,Zn~(2+)、Pb~(2+)试样表面平整,Cu~(2+)试样表面粗糙,有明显裂纹。     

低电流电絮凝法去除废水中重金属离子的研究

以铁板为电极,通过间歇试验和连续流试验分析低电流电絮凝法去除重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的影响因素及效果。结果表明,在电流密度为0.42 A/dm2、电解时间为10 min、极板间距为14 mm、废水电导率为1.0 m S/cm、电絮凝反应器出水p H调节值为8.5条件下,对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的去除率分别达到99.8%、98.6%和99.7%以上,处理后该3种重金属离子的浓度均远低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准。     

羟基磷灰石/蔗渣生物质炭对Pb~(2+)的动态吸附性能

针对工业废水中铅的处理,以羟基磷灰石/蔗渣生物质炭为吸附剂,对水中铅进行了吸附实验。根据动态吸附的客观规律,实验研究了pH值、Pb~(2+)质量浓度、吸附剂用量等对穿透曲线的影响。结果表明:穿透时间(tb)随pH值的变化规律为tb(pH=3.0)tb(d=0.4g)>tb(d=0.2g);穿透时间随着动态虑速的增加而减小。在不同的实验条件下,羟基磷灰石/蔗渣生物质炭对Pb~(2+)的动态吸附饱和时间为1 987min。采用Thomas模型和Adams-Bohart模型对数据进行处理,初步揭示了羟基磷灰石/蔗渣生物质炭吸附水中铅的规律。在处理某含铅采矿废水时,对铅的去除效果令人满意。     

4种重金属离子对偏顶蛤的急性毒性效应

为探究偏顶蛤Modiolus modiolus对几种重金属离子的耐受能力,在水温为21~23℃、盐度为32.1、p H为8.2的试验条件下,采用静水试验法研究了Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)对湿质量为(73.28±6.11)g的成体偏顶蛤的急性毒性作用。结果表明:偏顶蛤死亡率随重金属离子浓度的升高而增大,表现出明显的剂量—效应关系;4种重金属离子对试验蛤48、72、96 h的半数致死质量浓度(LC50)分别为Pb~(2+)372.392、223.357、129.122 mg/L,Zn~(2+)292.415、113.501、62.230 mg/L,Cu~(2+)3.373、1.189、0.506 mg/L,Cd~(2+)106.170、47.973、24.949 mg/L;Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)对偏顶蛤的安全浓度分别为1.291、0.622、0.005、0.250 mg/L。研究表明,单一金属对偏顶蛤的毒性大小依次为Cu~(2+)>Cd~(2+)>Zn~(2+)>Pb~(2+),其中Cu~(2+)对偏顶蛤属于高毒性,而偏顶蛤对Pb~(2+)、Cd~(2+)均具有极强的耐受性。     

重金属Pb~(2+)污染土的渗透性能研究

通过对不同渗透压差下的Pb~(2+)污染土进行室内柔性壁渗透试验,研究不同Pb~(2+)污染浓度、养护龄期及渗透时间对重塑黄土渗透性能的影响。结果表明:当Pb~(2+)与土体反应时间较短时,污染浓度对渗透系数的影响较小,试样龄期为3d时,随着Pb~(2+)污染浓度的增加,渗透系数在低、中、高渗透压下变化规律不同,渗透压差对渗透系数的测定影响较大;在相同铅污染含量下,随着养护龄期加长,铅污染土的渗透系数先减小、后增大。     

Zn~(2+)污染土抗剪强度及电阻率特性研究

针对土中不同质量分数Zn~(2+)在快剪试验中的抗剪强度和电阻率的变化规律,分别制取了5种不同质量分数的Zn~(2+)污染土的试样进行室内试验,观测试验过程中剪应力和剪切位移、抗剪强度和Zn~(2+)所占土的质量分数、电阻率和剪切位移及抗剪强度和电阻率的变化,并收集数据进行分析;比较了50Hz和50kHz下的电阻率变化,根据电阻率和正压力的关系,提出原始电阻率和敏感度来反映污染土的性质。结果表明:Zn~(2+)污染土在剪切过程中没有明显的屈服点,剪应力随剪切位移的增加而增大;不同质量分数的Zn~(2+)污染土在直剪过程中的电阻率在50kHz下均随位移先减小、后略有增大,而50Hz下的电阻率在高浓度下变化反常,剪切过程电阻率测试频率应采用50kHz;定义了土体的原始电阻率和敏感度来反映污染土的电阻率特性,污染程度越高,原始电阻率值越小,敏感度越低。     

纳米MnO_2强化混凝去除地表水中痕量重金属

利用常规混凝剂Al_2(SO_4)_3和FeCl_3,研究了纳米Mn O2强化混凝对地表水中痕量Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)的去除效能及水环境条件的影响规律。总体来讲,混凝剂种类对强化混凝效果影响不显著。纳米MnO_2对混凝去除配水中痕量Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)有较好的强化效果。而对于我国东北某地表水而言,背景成分降低了强化混凝去除痕量重金属的效果,但出水水质仍能达到国家《生活饮用水卫生标准》。地表水的p H值、竞争性Ca~(2+)和络合性腐殖酸(HA)对强化混凝有一定影响。低p H值不利于强化混凝去除水中的痕量重金属,而在碱性条件下强化混凝效果有所增强。5 mmol/L Ca~(2+)的加入降低了对痕量重金属的去除效能,10 mg/L的HA显著抑制了重金属的去除,大大增加了出水中残余重金属的浓度。     

黄孢原毛平革菌对镉废水的处理效果及去除途径

利用黄孢原毛平革菌处理镉污染废水,考察了p H值、温度、Cd~(2+)初始浓度和生物接种量等因素对处理效果的影响,并分析了废水中镉的去除途径。结果表明,黄孢原毛平革菌对废水中的镉具有一定的去除能力。最佳处理条件如下:p H值为6、温度为30℃、接种量为1%、Cd~(2+)初始浓度为50 mg/L。在最佳处理条件下,对镉的去除率可达64%左右。在不同的Cd~(2+)初始浓度条件下,胞内镉富集量与镉总去除量的比值均小于13%,说明黄孢原毛平革菌去除Cd~(2+)是以表面胞外络合、离子交换、细胞外螯合等方式为主,而胞内富集起次要作用。     

Aeromonas veronii N8活性菌体对Zn~(2+)的吸附特征

以Aeromonas veronii N8菌为对象,对菌体的性质及其吸附Zn~(2+)特征进行研究。结果表明,Aeromonas veronii菌的生长周期在66h左右,并且Zn~(2+)对该菌的最低抑菌质量浓度为150mg/L;N8菌体对Zn~(2+)的吸附随时间的增加,吸附率逐渐增大,并且在90min后达到吸附平衡。菌体的吸附率随菌体质量浓度的增加而变大,并随Zn~(2+)质量浓度的增加而变小。吸附前、后扫描电镜及能谱分析(scanning electron microscope-energy dispersive X-ray,SEM-EDX)的表征结果显示,在菌体的细胞壁表面检测到Zn元素,说明Aeromonas veronii N8菌体对Zn~(2+)具有一定的吸附作用。菌体的Zn~(2+)吸附过程可采用Toth模型进行描述。     

多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)),影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液,分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律,研究了NSA、EDTA、CA,3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明,多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe~(2+)>Fe~(3+)>Mg~(2+)>Ca~(2+); 3种络合剂对Mg~(2+)屏蔽能力为CA>NSA>EDTA,对Ca~(2+)屏蔽能力为NSA>EDTA>CA,对Fe~(3+)屏蔽能力为EDTA>NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。     

花生壳生物炭对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附及影响因素分析

以花生壳生物炭为吸附材料,通过批量试验探究了pH值、生物炭投加量、初始重金属离子浓度、吸附时间对生物炭吸附Pb~(2+)和Cu~(2+)的影响,并利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型、准一级和准二级吸附动力学模型分别进行等温吸附和吸附动力学分析。结果表明,花生壳生物炭吸附Pb~(2+)和Cu~(2+)的适宜pH值分别为4. 5～5. 5和5～6。在Pb~(2+)和Cu~(2+)的初始浓度分别为100和75 mg/L,花生壳生物炭投加量分别为2和6. 25 g/L,吸附时间分别为480和900 min条件下,Pb~(2+)和Cu~(2+)达到吸附平衡时的吸附量分别为49. 32和11. 35 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型。同时发现,花生壳生物炭能更快更好地吸附Pb~(2+)。     

烧结赤泥对磷酸镁水泥力学性能的影响及重金属固化效果研究

掺加烧结赤泥制备钙系磷酸镁水泥材料,通过力学性能测试、XRD和SEM分析研究了烧结赤泥掺量和反应条件对磷酸镁水泥微观形貌和力学性能的影响,并对重金属固化作用进行了初步探讨。结果表明:当烧结赤泥掺量为7%时,磷酸镁水泥的抗压强度达最大值43.27 MPa、凝结时间13.4 min、流动度127 mm。此外,磷酸镁水泥能显著降低烧结赤泥中的重金属元素Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)的浸出浓度,浸出浓度远低于相应的鉴定标准,对其中所含的毒重金属元素均具有很好的固化效果。     

雾霾多发地区绝缘子自然积污成分及其来源分析

在河南省境内的特高压交、直流输电线路采集绝缘子表面的自然污秽物并测定了污秽物中可溶性物质的化学成分,分析了试验绝缘子表面自然积污可溶性物质金属阳离子的富集程度。研究发现,河南省地区特高压交、直流输电线路绝缘子自然积污的可溶性物质中均含有金属阳离子Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Na~+、Zn~(2+),均含有阴离子SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、F~-;雾霾天气可能是造成绝缘子表面SO_4~(2-)和NO_3~-浓度较大的一个原因,但雾霾天气与绝缘子污秽物可溶性物质中金属阳离子的沉积没有直接关联;在试验所在地区,绝缘子自然积污可溶性物质中富集的金属阳离子主要来源于人为污染源,其中,Zn~(2+)和Ca~(2+)与取样杆塔周围工业污染源的排放物关系密切。     

活性污泥胞外聚合物对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附机理

采用优化的热碱法提取活性污泥中的胞外聚合物(EPS),探究Pb~(2+)和Cu~(2+)在EPS上的吸附规律,并采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)探讨其吸附机理。结果表明:p H值显著影响吸附效果,最适p H值为5~6,EPS的最佳投量为m(M~(2+))∶m(EPS)=1∶2,Pb~(2+)在前10 min即可完成快速吸附,而Cu~(2+)需20 min左右,EPS对Pb~(2+)和Cu~(2+)的理论最大吸附量分别为697和590 mg/g。FTIR分析表明,两种离子的吸附均涉及到羧基、羟基和磷酸基团,而Cu~(2+)的吸附还与氨基、亚甲基等官能团有关;TEM和XRD分析表明,EPS在吸附金属离子的过程中会形成水合磷酸盐,EDX能谱揭示了吸附中存在离子交换作用。     

双波长分光光度法测定青麻果实中锌含量

在pH=6.0的六亚甲基四胺缓冲溶液中,Zn~(2+)与二甲酚橙形成红色配合物,以试剂空白为参比,在570nm处褪色,在440nm处生色,实验表明在一定范围内△A=A440-A570与Zn~(2+)浓度呈线性,建立了双波长分光光度法测定青麻果实中Zn~(2+)含量的方法。最佳实验条件下,Zn~(2+)含量在0.1~0.6μg/mL范围内符合Lambert-Bill定律,检出限为1.5×10~(-2)μg/mL。结果表明,方法的相对标准偏差小于5%,加标回收率为95.0%~96.0%。方法简便快速。     

基于G四联体的检测汞和铅的适配体传感器

汞和铅污染对人体健康和生态环境造成严重危害.基于汞离子和铅离子诱导G四联体构型改变,建立了一种简单、快速、灵敏的传感器以定量检测汞和铅.通过优化荧光染料浓度、反应时间进一步优化体系检测灵敏度.在最佳实验条件下,适配体对Hg~(2+)的检出限为1.57μM,荧光信号比与Hg~(2+)浓度在0.5～4.0μM范围内呈现良好的线性关系,回归方程为F_0/F=0.56+0.51C_(Hg),相关系数R=0.9975;适配体对Pb~(2+)的检出限为0.51μM,荧光信号比与Pb~(2+)浓度在0.5～4.0μM范围内呈现良好的线性关系,回归方程为F_0/F=-3.37+9.00C_(Pb),相关系数R=0.9976.在自来水的Hg~(2+)和Pb~(2+)加标回收实验中,回收率分别在87.3%～104.5%和88.1%～94.2%.该荧光传感器设计简单方便,且具有较高灵敏度和选择性,为Hg~(2+)和Pb~(2+)的快速检测提供了一种新思路和新方法.     

反洗水组分对超滤膜污染的影响

超滤反洗如同短时间的"死端过滤",反洗水组分对超滤膜污染进程有重要影响,以腐殖酸(HA)、Na~+和Ca~(2+)模拟反洗水中的小分子有机物、一价和二价金属阳离子,将海藻酸钠(SA)作为典型污染物,通过死端过滤的方式分析了反洗水中的不同组分对PVDF超滤膜污染的影响。同时借助质量守恒定律对膜的反洗效率和反洗后污染物的去除情况进行了定量分析。结果表明,反洗水中单独存在的小分子有机物对膜污染的影响并不显著,但小分子有机物协同金属阳离子对膜污染产生了较为明显的不利影响;一方面Ca~(2+)、Na~+等阳离子能够与带负电的HA小分子吸附结合,形成尺寸较大的聚集体,导致膜内壁污染以及反洗膜孔的堵塞,从而降低反洗效率,加剧膜面污染物的积累;另一方面,通过Ca~(2+)、Na~+等阳离子的"架桥作用"与电荷屏蔽效应,强化了膜表面污染物与膜壁之间的静电吸附作用,导致了更为严重的不可逆污染。     

聚电解质强化超滤处理低浓度含Cd~(2+)废水效能

分别采用聚丙烯酸(PAA)和壳聚糖(CTS)作为聚电解质,研究了聚电解质强化超滤法处理含Cd~(2+)重金属废水,并考察了聚电解质浓度、pH值、共存离子对截留率、渗透性能和膜污染的影响。结果表明,对于20 mg/L的含Cd~(2+)废水,当PAA、CTS浓度为100 mg/L时去除效果最好,对Cd~(2+)的去除率分别为90.1%和91.6%,对PAA和CTS的去除率分别为71.5%和69.4%。pH值对Cd~(2+)的去除影响较大,Cd~(2+)去除率随着pH值的上升而明显增加,PAA和CTS的去除率则无明显变化。在PAA溶液中,4种共存离子对Cd~(2+)的去除影响程度排序为Na~+Cu~(2+)Mg~(2+)Ca~(2+);在CTS溶液中,对Cd~(2+)的去除影响程度排序则为Cu~(2+)Na~+≈Mg~(2+)Ca~(2+)。聚电解质浓度越高,产生的膜污染越严重,而且投加CTS的膜污染更严重。     

Cu~(2+)对温州软粘土电阻率特性影响的试验研究

温州制革、电镀等轻工业发达,废水中Cu~(2+)含量较高,多处地下水和土壤受到污染。选取典型温州软黏土,将土样重塑,加入不同浓度的Cu~(2+)和适量水泥进行固化,通过测试不同土样电阻率来研究Cu~(2+)对土体性能的影响。电阻率测试在改装的一维压缩固结试验中进行,压缩中部分土样电阻率变化不显著,但可量测到压缩过程中电阻率的变化规律。试验结果表明:电阻率可以很好地评估加入水泥之后土体性质的改变,在实际工程中可以用来反映土体的污染程度;土体在Cu~(2+)含量和含水量很高时,不宜采用电阻率法评估土体污染压缩的过程。