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响应曲面法优化生物质炭去除水溶液中的阿特拉津 总被引：1，自引：0，他引：1
将农业废弃物大豆秆在450℃缺氧条件下热裂解制备生物质炭。采用元素分析仪、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、光电子能谱分析(XPS)等手段对生物质炭进行理化性质分析;应用响应曲面法(RSM)下的中心合成设计(CCD)功能研究4个因素(初始pH、吸附剂质量浓度、阿特拉津质量浓度、温度)对阿特拉津去除率的影响;建立二阶模型,并通过方差分析验证二阶方程的有效性。结果表明:生物质炭表面充满孔状结构,且富含C=C、C-C、CHx、-C-OR、-COOR等官能团;吸附阿特拉津后生物质炭在羟基(-OH)的位置产生了新的吸收峰,推测羟基官能团在吸附过程中发挥了重要作用。RSM法优化最佳吸附去除阿特拉津条件为:初始阿特拉津质量浓度为5mg/L、pH=6.67,吸附剂质量浓度为7.75g/L、温度为32℃;在该条件下阿特拉津的吸附去除率达到92.18%。该研究可为评价施加生物质炭土壤中阿特拉津的迁移规律及阿特拉津污染水体修复提供参考。 相似文献
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大同盆地砷中毒病区沉积物中砷的吸附行为和影响因素分析 总被引：3，自引：0，他引：3
沉积物对砷的吸附-解吸作用是控制砷在地下水中的迁移和转化的决定性因素。对砷中毒重病区大同盆地山胡县沉积物中砷的吸附行为和影响因素研究结果表明,沉积物对砷的吸附符合Freundlich吸附等温模式,吸附量主要与沉积物颗粒大小、黏土矿物质量分数和类型、铁铝氧化物质量分数以及沉积物中As的质量分数有关,有机质质量分数对砷的吸附量影响需进一步深入研究。铝硅酸盐、铁铝氧化物质量分数较高且颗粒较细的黏土和亚黏土类沉积物对砷的吸附性较强;而铝硅酸盐、铁铝氧化物质量分数较低且颗粒较粗的细砂和粉砂类沉积物对砷的吸附性较差,其所处的含水层也是形成高砷地下水的主要含水层。pH值为5．5～8．0时,砷的吸附量最大。大同盆地高砷地下水pH条件非常不利于沉积物中砷的吸附,易形成高砷地下水。该区地下水10℃左右的温度条件非常有利于沉积物对砷的吸附,但由于影响因素较多,且地下水的温度在不同季节会发生一定的变化,其产生的影响还有待进一步研究。 相似文献
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低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附砷的实验研究 总被引：15，自引：2，他引：15
将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用，制备了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体，用化学分析，电子探针分析，粉晶X射线衍射分析，差热分析和穆斯堡尔谱分析等手段。对蒙脱石原样，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体和相同条件下制备的铁的含水氧化物进行了表征。在实际土壤的酸度（pH=4-7)和温度（18－40℃）条件下，进行了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附有害元素砷的实验，探讨了复合体的砷吸附能力与pH值，温度，吸附时间，砷初始浓度，离子强度间的关系，并与蒙脱石和铁的含水氧化物的砷吸附行为进行了对比，研究表明，在实验条件下，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体对砷具有明显的亲合力，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附砷的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程，是影响砷地地表，特别是土壤中迁移，富集的重要因素。 相似文献
4.
四环素类抗生素在土壤中的吸附-解吸行为已成为国际上的研究热点,但目前研究主要集中在此类单一抗生素在土壤上的吸附和解吸行为(Rong和Li,2010),以及阳离子类型、pH值、有机质等因素对其吸附、解吸的影响上(Stephen 相似文献
5.
共存镉/铜对沉积物(生物膜)中主要组分吸附阿特拉津的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
采用选择性萃取分离技术对沉积物(生物膜)中非残渣态组分(铁、锰氧化物和有机质)进行分离,研究阿特拉津(atrazine,AT)-Cd-Cu系中共存重金属对选择性萃取前后沉积物(生物膜)吸附AT的影响.研究结果表明:共存体系中,沉积物(生物膜)中铁氧化物对AT的吸附贡献最大,其次是有机质,而锰氧化物则抑制AT的吸附;共存镉促进了AT在沉积物(生物膜)原样及各非残渣态组分上的吸附,镉质量浓度为0.2 mg/L时,促进作用最显著,各组分对阿特拉津的吸附贡献增加了3.20%～32.31%(沉积物)和1.61%～17.10%(生物膜),但随镉质量浓度的增加,其促进作用减弱;共存铜抑制沉积物(生物膜)原样及铁氧化物、有机质对AT的吸附,铜质量浓度为75.0 mg/L时,其抑制作用最强,铁氧化物和有机质对阿特拉津的吸附贡献分别降低了29.21%、22.36%(沉积物)和9.46%、77.27%(生物膜),但同时减弱了锰氧化物对AT吸附的抑制作用,其吸附贡献分别提高了28.98%(沉积物)和17.46%(生物膜). 相似文献
6.
采用氧化还原共沉淀法制备铁锰氧化物/硅藻土复合物,考察原料配比、反应温度、焙烧温度及溶液pH值、离子强度对该复合物吸附磷性能的影响,同时开展吸附等温线、XRD和IR等分析。结果表明,2. 5 g硅藻土与1. 0 mmol锰、3. 0 mmol二价铁、3. 0 mmol三价铁制备的复合物在20℃、pH值为6时对磷的吸附量为10. 84 mg/g,较硅藻土提高约3. 6倍;沉淀反应温度对复合物吸附性能影响很小,焙烧温度400～500℃有利于复合物对磷的吸附;吸附量随溶液pH值的增大而减小,pH值较低时吸附作用主要是静电吸引和内层络合,pH值较高时减弱的静电吸引和内层络合与有利于吸附的内层络合共吸附综合作用,表现为吸附量减小;吸附等温线符合Langmuir方程,饱和吸附量34～37 mg/g,与D-R方程、R-P方程有较好相关性,平均吸附能9. 9～11. 3 kJ/mol,复合物具有微孔结构,有单层也有多层吸附。 相似文献
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基于BP神经网络的复合污染体系中沉积物吸附阿特拉津的规律 总被引：1，自引：0，他引：1
建立了Cu2+和阿特拉津(AT)复合污染体系中沉积物各活性组分及其交互作用对AT吸附量影响的BP神经网络模型,模型预测值和实验值的相关系数达到0.97,各集合的平均偏差均小于10%。模型显示,AT在沉积物上的主要吸附位是铁氧化物。沉积物吸附AT时铁氧化物、锰氧化物、有机质之间存在显著的交互作用,铁氧化物、锰氧化物交互作用贡献率为-130%～80%,铁氧化物、有机质交互作用贡献率为5%～28%,锰氧化物、有机质交互作用贡献率为-200%～-70%。各活性组分吸附AT的能力及其交互作用受Cu2+的影响较大,其中:Cu2+对AT在铁氧化物上的吸附表现为拮抗作用,对AT在锰氧化物上的吸附表现为协同作用,而对AT在有机质上的吸附影响不显著,同时Cu2+减弱了铁氧化物-锰氧化物和锰氧化物-有机质的交互作用影响,增强了铁氧化物-有机质的交互作用影响。 相似文献
8.
为了考察铁锰氧化物对酚类污染物的氧化降解能力,采用天然以及合成的铁锰氧化物对苯酚的氧化降解进行对比实验研究。土壤中铁锰氧化物样品分别为天然针铁矿及氧化锰,合成铁锰氧化物样品分别为合成针铁矿及软锰矿。结果表明：苯酚与铁锰氧化物发生氧化还原作用时,还可能与土壤中杂质发生吸附等作用;铁锰氧化物还原反应强度随着反应介质pH值的升高而迅速下降;可用零级反应动力学方程拟合铁氧化物还原溶解反应,针铁矿溶解反应的强度与介质的pH值呈负相关关系;天然针铁矿对酚类污染物的氧化降解能力明显高于合成针铁矿,pH值对天然针铁矿溶解反应影响较大;可用一级指数衰减方程拟合锰氧化物还原溶解反应,锰氧化物溶解反应的强度与介质的pH值呈指数衰减关系;pH值对软锰矿还原溶解反应的影响大于对土壤中氧化锰的影响,pH值越小,影响越显著;对比pH值对铁和锰还原作用的影响发现,在pH=6.5时,锰氧化物仍有较强的氧化性能。 相似文献
9.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
阿特拉津的大量施用对地表水和地下水造成了广泛的污染。笔者研究了阿特拉津在一系列多孔矿物材料上的吸附及微波诱导降解,结果发现:脱铝Y沸石由于具有高的孔体积、合适的孔径及表面疏水性,对阿特拉津表现出较强的吸附能力,并且吸附其微孔中的阿特拉津在微波场中发生快速降解,而溶液中及加入到惰性材料PTFE粉末中的阿特拉津在微波作用下几乎不降解。吸附于微孔中的阿特拉津在微波作用下降解速率非常快,可被彻底矿化。根据降解中间产物的演化及微波辐射前后矿物表面的红外光谱变化,推测在微波作用下,矿物微孔中形成分子尺度的"热点"导致阿特拉津发生热裂解。进一步研究的结果表明:当表面阳离子密度太低时微孔内不能形成足够多的"热点",而当阳离子密度过高时过量的阳离子及周围的水合水分子与阿特拉津分子竞争吸收微波能量,进而不利于阿特拉津的降解。并且当表面阳离子的水合自由能较低时,水的脱除消耗的能量更少,阿特拉津的降解速率更快。为了设计优化矿物微孔材料,提高其对阿特拉津的吸附富集及微波诱导降解效率,将过渡金属Cu2+、Fe3+交换负载到脱铝Y型沸石中。实验结果表明:铜、铁的引入使得阿特拉津的吸附能力明显提高,并且由于过渡金属在微波作用下形成具有强氧化-还原作用的活性位点,催化了阿特拉津(及其降解产物)的微波诱导降解。最后,研究了过渡金属交换负载的Y型沸石从水溶液中吸附富集及微波诱导降解阿特拉津的实际应用方面的问题,结果表明:在微波作用下,铜、铁交换负载的沸石均可以得到再生而重复使用,其中Fe3+交换负载的沸石具有更高的稳定性。自然水体中常见的阳离子、阴离子及腐植酸对阿特拉津在过渡金属交换沸石中的吸附及微波诱导降解没有明显影响。 相似文献
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通过场地灌溉试验,探讨了灌溉活动对非饱和带中砷迁移转化过程的影响机理。结果表明:灌溉过程中非饱和带中砷的迁移转化受多个地球化学过程共同控制,非饱和带pH值、Ec值、SO_4~(2-)和HCO_3~-与As的竞争吸附以及氧化还原条件的波动都会影响土壤孔隙水中砷的质量浓度。灌溉活动导致土壤处于相对还原环境,铁氧化物矿物还原溶解,被吸附或与之共沉淀的砷被释放进入水相,灌溉结束后,土壤逐渐恢复相对氧化环境,重新生成铁氧化物矿物,土壤孔隙水中砷以吸附/共沉淀形式被其固定。因此,通过改变非饱和带氧化还原条件导致铁氧化物矿物的沉淀/溶解是灌溉作用下非饱和带水体中砷迁移转化的主要原因。 相似文献
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Nowadays, the Fe-C coprecipitate mechanism is recognized by more and more scholars and becomes the hot topic in the environmental science. On the basis of discussing the interaction between iron oxide and organic matter, and the adsorption research progress of Fe-C complexes on heavy metals, the immobilization potential of Fe-C complexes on heavy metals in polluted soil were illustrated. The surface properties and physical characterizations of iron oxide are changed regularly with the interaction of organic matter, which lead to the higher adsorption capacity of Fe-C complexes in contrast to single iron oxide. Besides, the influences of pH values, organic matter types and surface properties of iron oxides on the adsorption capacity of Fe-C complexes on heavy metals were discussed. The excellent adsorption performance of Fe-C complexes in certain conditions will provide important theoretical basis for contaminated soil remediation. 相似文献
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将农林废弃物通过不同碳化方式制备成水热炭或生物炭,用于土壤改良和环境污染修复,是当前研究和应用的热点领域。由于受到不同自然条件的长期影响,如环境温度变化,水热炭和生物炭会发生老化作用,从而影响其对污染物的吸附能力,因此,评估老化作用对碳化材料吸附能力的影响是一个重要的科学问题。采用高温和冻融循环2种加速老化方式模拟自然界中的温度变化,对稻壳和玉米秸秆水热炭、生物炭进行老化培养,通过元素分析仪、傅里叶红外光谱分析仪、扫描电子显微镜等手段对老化前后水热炭、生物炭样品的物化性质进行分析,通过批实验对比研究2种新鲜炭材料对Cd(II)及莠去津的吸附能力及吸附稳定性,并研究了30、60、90次老化循环后生物炭和水热炭吸附能力的变化。结果表明,生物炭对Cd(II)和莠去津有良好的吸附稳定性,而水热炭对莠去津的吸附稳定性较差。2种老化作用均使水热炭、生物炭表面含氧官能团增加,从而增强了水热炭、生物炭对Cd(II)和莠去津的吸附能力。在高温和冻融环境中,随着老化时间的持续,生物炭比水热炭更容易受到环境的影响。研究相关成果对于水热炭和生物炭合理应用于不同环境的污染修复具有试验参考价值。 相似文献
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WU Daqing DIAO Guiyi YUAN Peng PENG Jinlian 《《地质学报》英文版》2006,80(2):192-199
The adsorption of pentachlorophenol （PCP） onto quartz, kaolinite, illite, montmorillonite and iron oxides has been investigated by batch equilibrium techniques. The pH-dependent isotherms are curves with peak values, the position of which is at about pH = 5-6 depending on the mineral species. Based on distribution of both speciation of surface hydroxyls on minerals and PCP in solution a surface reaction model involving surface complexation and surface electrostatic attraction is presented to fit the pH-dependent isotherms, and both reaction constants are calculated. The results show that on quartz and phyllosilicate minerals the predominant adsorption reaction is surface complexation, meanwhile both of surface electrostatic attraction and surface complexation are involved on the iron oxide minerals. The reaction constants of surface electrostatic adsorption are usually one to three orders in magnitude, larger than that of surface complexation. The concentration-dependent isotherms can be well fitted by Langmnir equation with the correlation coefficient R〉0.93 for kaolinite and iron oxides. The maximum adsorption is found in the order： hematite 〉 lepidocrocite 〉 goethite 〉 kaolinite 〉 quartz 〉 montmorillonite ≈ illite, which can be interpreted by consideration of both reaction mechanism and surface hydroxyl density. The significant adsorption of PCP onto mineral surfaces suggests that clay and iron oxide minerals will play an important role as HIOCs are adsorbed in laterite or latertoid soil, which is widespread in South China. 相似文献
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铁锰氧化物在污染土壤修复中的作用 总被引：22，自引：0，他引：22
矿物学在环境科学中的应用将是21世纪矿物学研究的一个主要方面。土壤污染作为一个制约人类社会可持续发展的基本问题正受到日益广泛的关注，污染土壤的修复已成为环境科学研究的一个重点。污染土壤的修复技术主要有物理、化学、生物等方法，但是，它们都不同程度地存在着缺陷。众所周知，铁和锰是自然界中少数但常见的变价元素。含有变价元素和带有表面电荷的铁锰氧化物具有良好的表面活性，不仅对有毒有害的无机污染物具有良好的净化功能，而且对土壤中有机污染物具有氧化降解作用。利用这些矿物来修复污染土壤，具有成本低、无二次污染等优点，体现出天然净化作用的特色，展现出广阔的环境矿物学应用前景。 相似文献
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A careful selection of waste dumpsites, particularly hazardous ones, is very important for sustainable water resources management. Several laboratory experiments were carried out on the field samples to study adsorption capacity using p-dichlorobenzene (a solvent used in various industrial processes) as the test contaminant. The effect of parameters such as organic matter, clay, and iron and aluminium oxides, which are known to influence the soil adsorption capacity, are studied in the present work. Several soil samples from the Patancheru Industrial Area (Hyderabad, India) were collected and characterized. Only three soils, which had a comparatively high percentage of organic matter, clay, iron and aluminium oxide contents were used for the adsorption studies. The results clearly indicated a decrease in the adsorption capacity of the soils by as much as 75% when organic matter was removed. The other parameters such as clay and iron and aluminium oxides also play an important role in adsorption (57 and 39.8% reduction respectively). It was observed that out of the selected factors organic matter in the soils has the maximum effect regarding the adsorption of p-dichlorobenzene. Since the selected soils contain comparatively more organic matter, clay and iron and aluminium oxides in the selected industrial area, these can be used as sites for dumping hazardous waste, which can be further treated by methods like bioremediation. 相似文献
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Arsenic(III) adsorption reactions are thought to play a critical role in the mobility of arsenic in the environment. It is the nature of the As(III) surface species that must be known on a wide variety of minerals and over a range of pH, ionic strength and surface coverage in order to be able to predict adsorption behavior. EXAFS and XANES spectroscopic studies have identified bidentate, binuclear inner-sphere surface species and/or an outer-sphere species, but only a few oxides have been examined. These results need to be integrated with a predictive surface complexation model in order to ascertain the environmental conditions under which the different surface species may be important on a wide range of solids. In the present study, the surface species information from XAFS and XANES studies has been built into a recent extension of the triple-layer model (ETLM) for the formation of inner-sphere complexes of anions that takes into account the electrostatics of water dipole desorption during ligand exchange reactions. The ETLM has been applied to regress surface titration, proton coadsorption, and As(III) adsorption data over extensive ranges of pH, ionic strength, electrolyte type and surface coverage for magnetite, goethite, gibbsite, amorphous hydrous alumina, hydrous ferric oxide (HFO), ferrihydrite, and amorphous iron oxide. Two principal reactions forming inner- and outer-sphere As(III) surface species,
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宁夏银川平原是继河套平原之后,在黄河流域发现的又一个高砷地下水分布区.为了总结其高砷地下水的水化学特征,并探索水化学因素对地下水砷释放和富集的影响机制,本文以银川平原北部（银北平原）作为典型研究区,采取野外水文地质调查、水样采集与测试、砷与水化学组分散点图相关分析及水文地球化学方法进行了综合研究.结果表明,银北平原地下水砷含量在0.2~177 μg/L之间;高砷地下水（大于50 μg/L） pH值多在7.5~8.5,水化学类型主要为HCO3-Na·Ca、Cl·HCO3-Na及Cl·HCO3-Na·Ca型,Eh多在-200~-100 mV.银北平原砷含量较高的地下水中COD、NH4+、HCO3-含量相应也较高,而NO3-和SO42-含量较低.高砷富有机质的冲-湖积含水层经过长期演化,形成偏碱性的中强还原性地下水环境和特殊的水化学特征,也具备极大的砷释放能力.较高的pH导致砷从铁锰氧化物或氢氧化物等水合物或黏土矿物表面解吸.其次部分铁锰氧化物在高pH、低Eh条件下可被还原为低价态可溶性铁锰,从而使与其结合的砷也得以释放进入地下水中.此外重碳酸根与砷酸根、亚砷酸根的竞争吸附行为促使含水层砷的解吸. 相似文献
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以四川省成都平原区农田生态系统水稻土剖面为例,探讨了Cd分配系数及其影响因素。结果表明:Cd分配系数(Kd)在污染土壤环境和本底土壤环境中是不同的,在剖面PM-3、PM-6和PM-8剖面中污染环境中分配系数(Kd)大于本底环境中的分配系数,而在剖面PM-7中,本底环境中的分配系数(Kd)大于污染环境中的值。在污染环境Cd分配系数受土壤pH值、交换性Mg和铁硅氧化物的影响比较大,而在非污染环境中分配系数受到土壤可溶性Al、Cd全量和铁锰铝氧化物的影响较大。这些土壤的物化性质对分配系数造成影响,使得土壤滤渣和土壤原土中Cd形态含量存在差异。 相似文献
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The Effect of Organic Carbon-Iron Oxide Association on the Preservation of Sedimentary Organic Carbon in Marine Environments 总被引：1，自引：0，他引：1
Understanding the mechanisms responsible for long-term storage of organic carbon (OC) in marine environment is important for studying the marine carbon cycling and predicting how the global carbon cycle will respond to climate change. It is estimated that more than 20% of the OC in marine sediments is associated with iron oxides and thus these complexes are one of the most important factors in the long-term storage of OC. The OC-iron oxide (OC-Fe) association can be formed through either adsorption or co-precipitation, but the dominant mechanism of OC-Fe association in marine environments is co-precipitation. The combination of OC from different sources with iron oxides is selective. Iron oxides preferentially combine with marine OC in most marine environments, but in estuarine delta regions they prefer terrestrial OC. Due to large inputs of terrestrial materials, high primary production and frequent re-suspension, estuarine and marginal seas are suitable sites for OC-Fe association studies, which should be emphasized in the future. 相似文献