蔗渣木质素对溶液中重金属离子的吸附性能

研究了蔗渣木质素在不同的吸附时间、pH值、溶液浓度、木质素用量等条件下对Pb2+、Cd2+、Hg2+3种重金属离子的吸附作用,探讨了蔗渣木质素的等温吸附规律及吸附性能。实验结果表明:木质素吸附平衡时间约为15 min;溶液pH值是影响木质素对重金属吸附能力的主要因素,吸附量随pH值升高而增加;木质素对3种重金属离子皆有一定的吸附作用,吸附量次序为Pb2+(21.62 mg/g)Hg2+(7.65mg/g)Cd2+(3.32 mg/g)。Redlich-Peterson与Langmiur等温吸附模型可以较好的描述蔗渣木质素对3种重金属离子的吸附特性,其吸附过程属于优惠吸附。本结果可为用蔗渣木质素开发吸附重金属食品添加剂提供科学依据。     

3种忍冬属植物对镉富集及转运特性研究

以3种药用忍冬属植物华南忍冬(Lonicera confusa DC.),红白忍冬(L.japonica var.chinensis)和忍冬(L.japonica Thunb.)为试材,采用水培试验方法,研究了3种植物在不同浓度镉离子(Cd2+)胁迫下对Cd的富集和转运特性.结果表明:在不同Cd2+质量浓度环境下3种忍冬属植物对Cd2+均表现出较强富集能力,其中,在质量浓度为50 mg/L时,华南忍冬对Cd的富集能力最高,而红白忍冬对Cd的转移能力最强;同时3种忍冬属植物叶中Cd含量分别达到78.45 mg/kg(忍冬),91.46mg/kg(华南忍冬)和87.47mg/kg(红白忍冬),接近Cd超富集植物的临界富集指标(100mg/kg),因此,3种忍冬属植物在Cd污染土壤的植物修复中都具有一定应用价值.     

污染物在黏土中的非线性扩散特性

针对溶质运移测试中运移参数提取困难、方法不统一的现状,基于溶质在土粒上的质量分数,定义了一个新的非线性吸附模型;推导了非线性吸附情况下溶质运移的控制方程,并用最小二乘法原理编制运移参数的反演程序;用一维土柱静态扩散法测试Pb(Ⅱ)在高岭土柱中的扩散特性,用非线性吸附模型成功提取出运移参数.结果表明：非线性扩散理论比线性扩散理论能更好地解释实验现象;Pb(Ⅱ)在高岭土/水之间的吸附特性近似符合Freundlich模型;Pb(Ⅱ)在高岭土柱中的扩散系数为0.086 8～0.105 8 cm2/d,且呈现出随着溶质体积浓度的减小而增大的非线性;土柱扩散法测得Pb(Ⅱ)在高岭土柱中的单层吸附容量为0.001 77～0.002 36,明显小于Batch法所得的吸附容量;高岭土作为Pb(Ⅱ)的屏蔽材料是可行的,但增加土样的干密度会降低土样吸附污染物的能力.     

纳米磁性壳聚糖对腐殖酸和重金属离子混合吸附研究

研究了纳米磁性壳聚糖吸附剂对腐殖酸的吸附性能和重复使用性能,分析了腐殖酸存在的条件下对Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子吸附的影响及机理.实验结果表明:该吸附剂对腐殖酸吸附的最佳pH值为11,饱和吸附量为292mg/g;吸附速度快,15min可达吸附平衡;经5次吸附后,保留了初次吸附量的60%,具有一定的可再生性和重复使用性.同时,该吸附剂吸附腐殖酸后仍可对Cu2+、Pb2+、Cd2+产生吸附作用,较单独吸附时Cu2+、Pb2+的吸附量有所降低,而Cd2+的吸附量则有大幅提高.     

低温真菌吸附Pb2+性能的研究

从松花江下游排污口土壤中筛选出一株在低温下有较强生长率并对pb2+有较高耐受性的真菌菌株PWK6,采用此株低温真菌对Pb2+进行物理吸附,研究对不同Pb2+浓度的吸附情况及不同pH值、温度等因素对吸附的影响,并对pb2+ 的吸附动力学进行了研究.结果表明:Pb2+浓度为100 mg/L时,吸附达到平衡.吸附的最适pH值...     

钢铁、钛和铝工业废渣在去除水中重金属和酸性中的作用

选取钢铁工业废渣中的钒钛磁铁矿选铁尾矿渣、钒钛磁铁矿含钛高炉渣、普通高炉渣、钢渣,钛工业废渣中的钒钛磁铁矿选钛尾矿渣和铝工业废渣中的赤泥作为研究对象,通过圆柱试验以检验其对水中重金属Cd2＋、Co2＋、Cu2＋、Mn2＋、Ni2＋、Zn2＋和酸性的去除能力。这6种工业废渣对水中的Cd2＋的吸附容量为278~6 811 mg/kg,对Co2＋的吸附容量为127~6 052 mg/kg,对Cu2＋的吸附容量为442~53 566 mg/kg,对Mn2＋的吸附容量为95~5 594 mg/kg,对Ni2＋的吸附容量为158~6 213 mg/kg,对Zn2＋的吸附容量为151~6 710 mg/kg,对酸的中和容量为4.5~8.9 mol H＋/kg。工业废渣尤其是钢渣和赤泥在改善地下水酸性和去除矿业或工业废水中的重金属离子和酸性方面具有很好的应用前景,可以达到以废治废的目的。     

剩余污泥吸附Cu2+、Cd2+试验

为研究剩余污泥的有效利用,通过实验室静态吸附试验,研究剩余污泥对Cu2+、Cd2+溶液的吸附特性及影响因素.结果表明,吸附过程中pH值、污泥量、吸附时间和初始溶液质量浓度对吸附效率均有影响,pH值是吸附过程的最重要因素,增加投泥量和提高pH值可以明显提高吸附量,而温度对污泥吸附的影响并不显著.吸附热力学数据表明,污泥对Cu2+、Cd2+的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich模型,最大吸附容量分别为32.4mg/g和30.2mg/g.剩余污泥能够作为重金属离子的吸附剂.     

水化学条件对高岭土压缩性的影响机理

研究在不同水化学条件下高岭土的压缩特性,开展了不同化学溶液饱和条件下高岭土的一维固结试验。试验结果表明：在较低压力水平下,Na+或Ca²⁺明显降低了高岭土的压缩性,但随着离子浓度的增加,高岭土的压缩性又有提高的趋势,而高应力水平下离子浓度对高岭土压缩性的影响不明显;同一浓度下,Ca²⁺对试样压缩性的影响比Na⁺更明显;在酸性或碱性条件下高岭土压缩性均较中性条件下有所提高;回弹曲线同样受到水化学条件的影响。试验结果的作用机理为:水化学条件变化对高岭土压缩性的影响以物理-化学机制为主导,阳离子交替吸附作用与溶蚀、沉淀作用是改变土体压缩性的重要因素。为进一步揭示水-土化学作用的力学效应机理提供了依据。     

不同尿不湿高吸水性物质吸附重金属离子研究

通过室内水溶液试验研究了不同尿不湿中高吸水性物质(Super absorbent polymer)(SAP)对重金属离子的最大吸附容量、吸附稳定性和选择性。结果表明,废弃的国外品牌DODOT(DD)对重金属离子的最大吸附容量最高,显著高于其他尿不湿,国产好奇牌(HQ)与帮宝适牌(BB)差异不明显,但显著高于妈咪宝贝牌(MM)。通过比较不同重金属离子的最大吸附率和解吸率,供试的4种尿不湿中SAP对4种重金属离子的最大吸附率的趋势为Pb2+Cd2+Cu2+≈Zn2+,解吸率则呈现Pb2+Cd2+Cu2+≈Zn2+,除Cu2+≈Zn2+差异不显著外,其他差异均十分显著,因此Pb2+和Cd2+更加容易被SAP所吸附,这种差异可能是由于不同离子不同的水化半径所导致的。综合以上结果和国情,好奇和帮宝适牌尿不湿更加适合应用在我国土壤重金属污染修复上。     

广西老厂铅锌尾矿重金属动态纵向释放迁移规律

为深入研究岩溶地区铅锌老矿遗留尾矿的重金属动态迁移规律, 采集广西老厂铅锌矿尾矿库样品, 进行动态淋溶模拟实验及相关分析。结果表明: 尾矿样品的NP/ AP>3 ∶1 且NAG<10, 属于非产酸性尾矿, 对酸性淋溶液有较强的中和能力。该尾矿样品中重金属的潜在迁移能力顺序为Zn>Cd>Pb。尾矿样品中Pb、Zn、Cd 3 种重金属的释放受酸性淋溶液的pH 值影响较大, pH=2 时累计溶出量最大, 分别为Pb0. 82 mg/ kg、Zn 86. 32 mg/ kg、Cd 2. 45 mg/ kg。随着淋溶时间的变化, Pb、Zn、Cd 均呈现前期快速、后期慢速的溶出特征。不同尾矿粒径对样品中Pb、Zn、Cd 的溶出有一定的影响, 但不显著, 在淋溶初期, 重金属的溶出速率较快, 呈线性增长; 而随着淋溶的进行, 溶出速率逐渐降低, 累计溶出量达到峰值。     

Adsorption behavior of heavy metal ions by carbon nanotubes grown on microsized Al2O3 particles

Carbon nanotubes （CNTs） were grown on the surface of microsized Al2O3 particles in CH4 atmosphere at 700℃ under the catalysis of Fe-Ni nanoparticles. The CNTs on Al2O3 were used for adsorbing Pb^2＋, Cu^2＋, and Cd^2＋ from the solution and the results were compared with active carbon powders, commercial carbon nanotubes, and Al2O3 particles. The as-grown CNTs/Al2O3 have demonstrated extraordinary absorption capacity with further treatment or oxidation, as well as hydrophilic ability that other CNTs lacked. The adsorption capacity of CNTs on Al2O3 is superior to other adsorbents and the preference order of adsorption on composite Al2O3 is pb^2＋〉Cu^2＋〉Cd^2＋. It seemed that the adsorption of those Pb^2＋, Cu^2＋, and Cd^2＋ did not change the surface properties of composite particles. The adsorption behaviors of Pb^2＋, Cu^2＋, and Cd^2＋ by CNTs on Al2O3 match well with the Langmuir isothermal adsorption model and the second order kinetic model. The calculated saturation amount adsorbed by 1 g of CNTs on Al2O3 are 67.11, 26.59, and 8.89 mg/g for Pb^2＋, Cu^2＋, and Cd^2＋ in single adsorption test, respectively.     

高岭土在Cd^2＋^/对硝基苯酚复合污染体系中的吸附行为

在研究高岭土吸附单体污染物Cd2＋和对硝基苯酚的基础上,研究了高岭土在Cd2＋/对硝基苯酚复合污染体系中的吸附行为.实验结果表明,单一的对硝基苯酚和Cd2＋在高岭土上的吸附与溶液pH值和初始浓度密切相关,对硝基苯酚的吸附以分配作用为主,而Cd2＋则以表面吸附作用为主;在复合体系中,低浓度时的对硝基苯酚在高岭土上的吸附以表面吸附为主,从而与Cd2＋产生激烈的竞争吸附,使对硝基苯酚的去除率从56.34%上升到71.23%,而Cd2＋受对硝基苯酚竞争吸附的影响,在高岭土上的吸附被抑制,去除率从82.29%降到60.19%;高浓度时对硝基苯酚在高岭土上的吸附以分配作用为主,因此Cd2＋的存在对对硝基苯酚影响不大.     

重塑高岭土渗透各向异性影响因素

为了研究软土渗透各向异性,以重塑高岭土为研究对象,利用三轴渗流仪对重塑高岭土展开一系列渗流试验,研究电解质类型、浓度及固结压力对软黏土渗透各向异性的影响,并从微观角度解释其作用机理。研究发现：1）高岭土颗粒为扁平状结构,在一维固结下颗粒趋向于垂直于主应力方向排列,重塑高岭土竖向剖面孔隙面积大于水平向剖面孔隙面积,这2个因素共同导致渗透各向异性比（水平渗透系数与垂直渗透系数之比）大于1;2）渗透各向异性比随固结压力增大而减小,主要是因为竖向剖面大孔隙较多,压力作用下竖向剖面孔隙面积减小幅度大于水平剖面孔隙面积减小幅度;3）马来西亚高岭土在高纯水下为絮凝状结构,在盐溶液下为散凝状结构,在高纯水下土体竖向剖面大孔隙较多,而在盐溶液下竖向剖面孔隙和水平向剖面孔隙较为接近,导致在高纯水下测得的渗透各向异性比在盐溶液下的测量结果大;4）在本试验条件下,电解质类型、浓度对马来西亚高岭土渗透各向异性比的影响均较小。     

蛭石对重金属离子吸附作用的研究

以蛭石为吸附剂,研究了蛭石对Cu^2 ,Pb^2 ,Cd^2 的吸附作用,实验结果表明蛭石具有较强的吸附性能,吸附速度快,PH值是影响吸附的因素,探讨了蛭石的吸附作用机理,得出蛭石对C ^2 ,C^2 ,P^2 吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,离子交换是主要的吸附形式,通过蛭石对实际废水的处理结果表明蛭石可以用于实验废水的处理。     

不排水强度随固结度增长特性试验研究

土体的固结程度对土的强度影响很大,采用等应变速率的直剪仪研究了饱和高岭土在各级固结压力作用下的直剪强度随固结度的变化规律,研究表明:各级固结压力下的直剪强度均随固结度的增长呈近似线性增长。利用微型十字板剪切仪研究了各级固结压力作用下的微型十字板强度随固结度的变化规律,同时考虑到尺寸效应的影响,研制了配合微型十字板剪切仪使用的小直径固结仪,研究表明:微型十字板强度同样随固结度的增长而呈线性增长;将以上两种试验结果进行比较分析,发现具有很好的一致性,验证了用微型十字板剪切仪来研究饱和软粘土抗剪强度变化规律是可行的。     

饱和软土地基弹塑性固结沉降研究

软粘土孔隙比大、渗透率低、压缩性和含水量高,这种特性决定了它的变形沉降受到包括应力历史、应力路径、固结压力、软土特性等诸多因素的影响.本文引入基于混合物理论的两相多孔介质理论描述饱和软土的弹塑性固结沉降过程.该理论具有理论推理严密和数学论证严谨的特点,能够充分考虑固结过程中的水土耦合作用.     

树脂001×7填充PES膜吸附水中重金属离子的研究

以聚醚砜(PES)为膜基质材料,以粉末状强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂001×7为功能颗粒,采用溶剂相分离法制备了膜吸附剂,并系统研究了膜吸附剂对水中重金属离子的吸附性能,考察了树脂含量、吸附时间对膜吸附剂吸附容量的影响,同时研究了膜吸附剂对水中铜离子的动态吸附及脱附效果.研究结果表明:膜吸附剂的吸附容量随着树脂填充量的增加而增大;当树脂质量分数达到65%时,膜吸附剂对重金属离子Hg2+、Pb2+和Cu2+的吸附容量分别可达255.31 mg/g、255.35 mg/g和80.76 mg/g;动态吸附试验表明,该膜吸附剂对水中铜离子有持续的吸附去除效果,膜吸附剂的脱附率可达94.67%;该膜吸附剂吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,吸附速度较快,吸附容量较高;与传统工艺相比,膜吸附剂对水中重金属离子去除效果明显,有较好的应用价值.     

吹填珊瑚岛礁钙质软泥的渗透特性试验研究

钙质软泥作为吹填珊瑚地基土的一部分，其渗透特性对于岛礁工程的建设具有重要意义。基于GDSPERM全自动环境岩土渗透试验系统对南海某岛礁钙质软泥进行系列固结渗透联合试验，探究孔隙比、固结历史、固结压力、水力梯度和孔隙液离子浓度对钙质软泥渗透特性的影响，并对钙质软泥孔隙比与渗透系数之间的非线性关系进行拟合分析，得出钙质软泥的系列渗透规律。结果表明：钙质软泥的渗透系数约为10^-6 cm/s，且不随水力梯度的变化而变化，存在初始水力梯度；固结历史对钙质软泥渗透性有较大影响，在孔隙比相同的条件下，未经固结的土样呈现出更低的渗透性能；钙质软泥的渗透系数随固结压力的增大而减小，减小幅度不超过一个数量级；随着孔隙比的增大，钙质软泥的渗透系数也相应增大，两者呈非线性关系，"lg[k_v（1+e）]-lg e"模型拟合效果较好，为适用于钙质软泥的最优非线性渗透模型；钙质软泥的渗透系数随孔隙液NaCl浓度的增大而减小。