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土壤中的微塑料(MPs)作为一种新型污染物而被广泛关注,其迁移行为受到自身理化性质、土壤溶液化学组成和土壤矿物等因素的影响.目前,铁氧化物存在时,离子类型和离子强度对MPs迁移行为的影响机制尚不明确.通过稳定性实验和迁移实验,重点考察了离子类型、离子强度和铁氧化物对带有不同官能团聚苯乙烯微塑料(PSMPs)迁移行为的影响,并用胶体迁移模型、CD-MUSIC模型及DLVO理论探讨其迁移机制.结果表明,PSMPs在NaH2PO4背景下的稳定性最强,标准化浓度(c/c0)达到0.99,而在CaCl2背景下的稳定性相对弱,c/c0降低至0.94.不同离子种类对PSMPs的迁移行为产生不同影响,对于阳离子Na+和Ca2+,二价Ca离子有架桥作用和较强的电荷中和作用,更能阻滞PSMPs在石英砂中的迁移,出水溶液中PSMPs回收率低至(43.83±1.71)%且第二动力学位点上的一级保留系数k2a为1.54 min-1,铁氧化物会进一步加剧阻滞作用,回收率降低为(6.04±0.40)%且k2a升高为5.33 min-1;对于阴离子Cl-和PO43-,PSMPs在纯石英砂柱中的迁移主要受其自身表面电负性的控制,Cl-离子下PSMPs电负性更低,回收率升高[(92.95±0.63)%]且k2a降低(0.19 min-1),而当铁氧化物存在时,PSMPs的迁移则受控于载铁石英砂表面的Zeta电位.CD-MUSIC模型计算结果显示PO43-容易吸附在铁氧化物表面形成内圈络合物,降低载铁石英砂表面的电负性,因此PSMPs在PO43-背景下的回收率升高[(76.22±1.39)%]且k2a降低(0.66 min-1);同时,该内圈络合物的形态受PO43-浓度的控制且不同形态的内圈络合物具有不同的表面负电荷数,因此高PO43-浓度下载铁石英砂表面电负性反而高,不利于PSMPs迁移.此外,PSMPs的迁移均随着离子强度的增加而降低.最后,DLVO理论计算出不同条件下PSMPs和介质间的一级势垒变化趋势与PSMPs的迁移能力一致,即较高的一级势垒表明PSMPs和介质间较大的相互斥力有利于PSMPs的迁移,可以更好地阐明PSMPs的迁移行为. 相似文献
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水稻土中铁-氮循环耦合体系影响镉活性机理研究 总被引:4,自引:1,他引:4
关于铁-氮循环耦合体系对镉(Cd)活性影响的研究目前尚鲜见报道.本文采用淹水培养试验,研究不同硝酸根(NO_3~-)、铵根(NH_4~+)处理条件下,南方典型Cd污染水稻土中铁氧化还原与氮形态转化耦合关系及其对Cd活性影响的机理.结果表明:随着培养时间延长,不同处理的pH值逐渐向7.0靠拢,Eh值由273~321 mV持续下降至118~132 mV,pe+pH值(e-活度的负对数值与H+活度的负对数值之和)从10.62~11.19持续下降至8.55~8.83,土-水体系处于中度还原条件;化学反硝化(Chemodenitrification)和NO_3~-依赖的厌氧铁氧化过程(Microbial NO_3~--dependent FeIIoxidation,NDFO)生成无定形氢氧化铁(Fe(OH)_3(amorp)),其对Cd~(2+)专性吸附及与Cd~(2+)共沉淀降低了有效态Cd浓度,加之pH值上升增大Cd~(2+)在土壤固相表面的吸附量,导致水稻土中Cd活性下降;NH_4~+被Fe(OH)_3(amorp)厌氧氧化(Anaerobic NH_4~+oxidation coupled to FeIII reduction,Feammox)会消耗H+而提高体系的pH值,在一定程度上会降低Cd活性,但其自身与Cd~(2+)对土壤固相表面吸附位点的竞争,可能会更大程度地减少Cd~(2+)在土壤固相表面的吸附量,而导致Cd活性提高.本研究成果可为丰富和拓展水稻土中Cd的生物地球化学理论,并为南方Cd污染农田修复及治理提供科学依据. 相似文献
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为深入理解稻田土壤砷(As)的环境行为,以及不同环境因素对土壤溶液中As有效性的影响机制,通过吸附实验结合天然有机质-电荷分配(NOM-CD)模型分析了pH、 Ca2+和PO43-对As在湖南株洲稻田土壤中溶解度和化学形态分布的影响,并揭示其影响机制.结果表明,土壤总As溶解度在pH 6.0左右最低,主要受Ca2+、 PO43-、 As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的静电作用及位点竞争作用控制;土壤溶液中Ca2+浓度的增加会促进As的吸附,降低土壤溶液中As的浓度,尤其在碱性条件下由于Ca2+的吸附增加了土壤氧化物表面正电荷,因而土壤溶液中As(Ⅴ)浓度随Ca2+浓度的升高明显降低;pH低于5.5时,添加PO43-抑制了土壤As(Ⅴ)的还原,但pH高于5.5后,添加PO43-促进了土壤As(Ⅴ)的还原,并由于PO 相似文献
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高含硫废水中硫的受限氧化过程及影响因素研究 总被引:1,自引:0,他引:1
针对含硫气田采出水硫化物浓度高及氧化产物种类多的特点,通过控制氧化反应使得单质硫为主要产物,实验考察了偏重亚硫酸钠投加量、初始pH和反应时间对硫化物氧化过程及氧化产物组成的影响。结果表明,偏重亚硫酸钠氧化法是处理含硫废水的一种有效手段,最佳反应条件为偏重亚硫酸钠的投加量为6 g/L,初始pH=6,反应时间35 min,此时硫化物的质量浓度从800 mg/L降至21.34 mg/L,硫化物去除率可达97.33%;主要产物为单质硫和硫代硫酸盐,在最佳反应条件下,这2种主产物的转化率为36.63%和57.57%,固体产物元素分析结果表明,其主要成分为S(质量分数为92.056%),偏重亚硫酸钠氧化硫化物过程符合表观二级反应动力学规律,R2=0.9819,反应速率常数为k=0.0063 L/(mg·min)。 相似文献
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不同环境条件下水铁矿和针铁矿纳米颗粒稳定性 总被引:2,自引:1,他引:2
纳米颗粒的团聚和分散是控制许多重要环境过程的关键因素.本研究通过测定水铁矿纳米颗粒(FHNPs)和针铁矿纳米颗粒(GTNPs)的粒径和Zeta电位,计算DLVO相互作用能,探究了不同pH、离子和有机质条件下两种纳米颗粒的稳定性.结果表明Na+和Ca2+通过离子强度的作用促进FHNPs和GTNPs团聚;低浓度PO43-(2mmol·L-1)、HA和FA(2 mg·L-1和10 mg·L-1)吸附在铁矿物纳米颗粒上,改变其表面电荷,提高FHNPs和GTNPs在中高pH条件下的稳定性.高浓度的PO43-(10mmol·L-1)虽然也可改变铁矿物纳米颗粒的电性,但由于离子强度的作用,对GTNPs的稳定性贡献不大.FHNPs或GTNPs的Zeta电位接近于0时,其相互作用的一级势垒和次级势阱常常同时不存在,两种纳米颗粒主要以不可逆的方式在一级势阱中团聚;当一级势垒和次级势阱同时存... 相似文献
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不同植物和吸附剂对室内甲醛的去除效果 总被引:1,自引:0,他引:1
以绿萝、芦荟、活性炭和茶渣为材料,采用密闭箱法进行甲醛净化能力的研究。结果表明,4种物质对甲醛都具有一定的去除效果,但是作用效果差异明显。植物中绿萝对甲醛的净化效果比芦荟好,对不同初始质量浓度甲醛的去除率分别为76.5%、51.8%和40.0%,光照条件有利于植物对甲醛的吸收,甲醛的去除效率提高约39.3%。茶渣表面突起结构和较大的孔隙结构有利于甲醛的去除,对不同初始质量浓度甲醛的去除率分别为49.0%、32.6%和21.1%。动力学研究表明,在所研究的条件范围内,两种吸附剂吸附甲醛符合拟一级动力学,活性炭吸附甲醛的反应速率常数ka=0.0318 min-1,茶渣吸附甲醛的反应速率常数kt=0.0319 min-1。 相似文献
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采用双氧水在常温常压下对实验室模拟的高浓度含硫废水进行处理,考察了双氧水的浓度、初始pH和反应时间对硫化物去除效果的影响,以及含硫废水去除过程中氧化还原电位(ORP)的控制对氧化产物的影响,分析了固相产物的晶体和表面结构。结果表明,在双氧水浓度为0.147 mol/L、初始pH为6、反应时间为9 min的条件下,废水中硫化物浓度由1985.46 mg/L降至38.37 mg/L,硫化物去除率达到98.07%,去除效果最佳。在初始ORP值不同的条件下,体系中主要的氧化产物为单质硫和硫酸根;当加入的氧化剂不足时,单质硫和硫酸根随ORP值降低而增加,当加入氧化剂过量时,单质硫和硫酸根随ORP值增加而增加;当体系中ORP值控制在60~178 mV时,单质硫的产量都能达到较为理想的值。X射线衍射(XRD)分析表明,体系中固相产物为环状斜方硫(α-硫)。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,单质硫颗粒为表面不光滑的球状颗粒,粒径呈微米级,越小越易聚集在一起。 相似文献