GCL对铜离子吸附和隔离性能试验研究

采用蒸馏水和0.01 mol/L铜离子溶液分别水化钠基膨润土防水毯(以下简称GCL)进行渗透试验,并用0.01 mol/L铜离子溶液代替蒸馏水测试GCL渗透系数和渗滤液中铜离子浓度;分析了不同水化处理对GCL吸附铜离子和防渗性能的影响。结果表明:不同水化方式预水化的GCL对铜离子都具有优异过滤效果,两种水化方法对铜离子过滤能力都达到99%以上;相比于0.01 mol/L铜离子溶液直接水化,蒸馏水预水化后GCL吸附性能较好,但防渗性能随着时间的增加而变差。     

Ca~(2+)浓度对膨润土掺砂混合土渗透性能的影响

垃圾填埋场底部铺设含黏土或膨润土掺砂混合土的防渗系统,防止渗滤液流入地下污染周边环境。采用模型试验研究Ca~(2+)离子浓度和基础局部沉降对膨润土掺砂混合土渗透特性的影响。试验结果表明Ca~(2+)浓度对膨润土掺砂混合土的渗透性能有较大影响,渗透液中Ca~(2+)浓度超过一定值后混合土渗漏;Ca~(2+)离子浓度与发生渗透时间之间有很大关系,浓度越高发生渗透的时间越短;同样沉降量条件下,含Ca~(2+)离子溶液渗透的混合土均发生渗漏,而用蒸馏水作渗透液的没有出现渗漏;钠基膨润土遇Ca~(2+)离子溶液后,当Ca~(2+)离子浓度大于两倍Na+就会发生离子交换,钠基膨润土转化为钙基膨润土,混合土的防渗性能下降。因此开展Ca~(2+)离子浓度对膨润土掺砂混合土渗透特性的研究具有较好的理论和实际意义。     

利用膨润土的膨胀和稠度特性对GCL渗透系数进行预测的试验研究

以土工合成粘土衬垫(Geosynthetic Clay Liner,GCL)在尾矿库防渗层中的应用为背景,研究不同浓度重金属离子(Cu和Zn)作用下,膨润土的自由膨胀量、液限及GCL渗透系数的变化规律,并分析它们之间的对应关系。试验结果显示,当重金属离子浓度在0.01mol/L到0.1mol/L之间递增时,膨润土的自由膨胀量和液限会随着重金属离子浓度的增大而大幅度减小,但当重金属离子浓度从0.1mol/L增加到0.5mol/L时,膨润土的自由膨胀量和液限则只有微小变化。在渗透试验中,当渗透溶液中重金属离子浓度小于0.01mol/L时,GCL的渗透系数能够保持稳定;但当重金属离子浓度大于0.02mol/L后,GCL的渗透系数会随着渗透溶液中重金属离子的浓度增加而不断升高。研究结果表明,当尾矿库渗滤液中重金属离子浓度大于0.02mol/L时,GCL的渗透系数与膨润土的自由膨胀量和液限之间具有良好的数学对应关系,可以利用自由膨胀量和液限对渗透系数进行预测。     

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。     

菖蒲对水中铅富集能力的试验研究

文章通过模拟不同浓度含铅废水与复合污染废水,研究菖蒲在不同污染条件下对水中铅的富集能力。分析菖蒲对水中Pb~(2+)的富集能力以及Zn~(2+)、EDTA对菖蒲富集Pb~(2+)的影响,得到如下结论:菖蒲根的生长受Pb~(2+)抑制,菖蒲适宜处理小于等于10 mg/L的低浓度含铅废水,Zn~(2+)的存在可提高菖蒲对Pb~(2+)的富集能力,EDTA的存在降低菖蒲对Pb~(2+)的富集能力。以上结论可为菖蒲在水污染治理和环境修复中的应用提供参考。     

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+)。     

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。     

影响GCL防渗性能因素分析

钠基膨润土防水毯(以下简称GCL)在国内已应用20多年,但GCL的生产和使用存在一些疏忽,影响了GCL的防渗性能和使用效果。通过对编织布、膨润土粒径、施工搭接,以及测试方法等方面存在的问题进行分析,阐明这些因素对GCL防渗性能以及测试的影响。研究结果表明:圆织编织布不宜用于防渗要求严格的GCL的生产;以GCL为主防渗层的工程,应该使用粉末型GCL;GCL检测应将由于编织布不平整导致的缺土现象列入检测指标;施工中处理GCL搭接区域阻断无纺布导渗作用的措施应有效可靠。     

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.     

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。