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镧改性沸石活性覆盖控制重污染河道底泥溶解性磷酸盐和铵释放研究

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环境科学 2013年第11期34卷 4266-4274页

作者：李佳林建伟詹艳慧上海海洋大学海洋科学学院上海201306

通过实验考察了镧改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附性能,并探讨了低溶解氧情况下镧改性沸石覆盖控制底泥溶解性磷酸盐和铵态氮释放的效率.镧改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附动力学过程满足准二级动力学模型.镧改性沸石对水中磷酸盐的吸... 详细信息

通过实验考察了镧改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附性能,并探讨了低溶解氧情况下镧改性沸石覆盖控制底泥溶解性磷酸盐和铵态氮释放的效率.镧改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附动力学过程满足准二级动力学模型.镧改性沸石对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以采用Langmuir等温吸附方程加以描述,对水中铵的吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附方程加以描述.当pH 7时,镧改性沸石吸附水中磷酸盐的机制包括配位体交换、路易斯酸碱反应和静电吸引,吸附水中铵的机制是阳离子交换.镧改性沸石覆盖不仅可以有效地控制溶解性磷酸盐从底泥向上覆水的释放,而且可以明显降低铵态氮从底泥向上覆水迁移的速率.镧改性沸石覆盖量越多,控制底泥铵态氮释放的效果越好.镧改性沸石覆盖层吸附从底泥中释放出来的溶解性磷酸盐后主要以较为稳定的形态存在,低溶解氧情况下不容易重新释放出来.上述结果表明,镧改性沸石适合作为一种覆盖材料用于控制低溶解氧情况下溶解性磷酸盐和铵态氮从底泥向上覆水的释放.

关键词：镧改性沸石底泥覆盖磷酸盐铵

反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石联用对底泥中氮磷迁移转化的影响及硝态氮释放风险评估

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环境科学 2021年第4期42卷 1847-1860页

作者：辛慧敏林建伟詹艳慧上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

本文考察了基于反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石的组合技术(CN+DB+ZZ)对底泥中氮磷迁移转化的影响,并探讨了该技术的硝态氮释放风险.结果发现,单一的硝酸钙处理(CN)虽然可以有效地抑制底泥中磷的释放,但是会造成上覆水体的氨氮和硝态氮... 详细信息

本文考察了基于反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石的组合技术(CN+DB+ZZ)对底泥中氮磷迁移转化的影响,并探讨了该技术的硝态氮释放风险.结果发现,单一的硝酸钙处理(CN)虽然可以有效地抑制底泥中磷的释放,但是会造成上覆水体的氨氮和硝态氮污染.硝酸钙和反硝化细菌联合处理(CN+DB)尽管可以有效地抑制底泥中磷的释放,并降低上覆水体的硝态氮二次污染风险,可是却无法有效地控制底泥中氨氮的释放.硝酸钙和锆改性沸石联合处理(CN+ZZ)虽然可以有效地抑制底泥中磷和氨氮向上覆水体的释放,但却会造成上覆水体硝态氮的二次污染.CN+DB+ZZ组合处理技术不仅可以有效地控制底泥中磷的释放,而且可有效降低底泥中氨氮的释放速率,并且与CN和CN+ZZ技术相比还可降低上覆水的硝态氮二次污染风险.CN+DB+ZZ组合技术对底泥中磷与铁同步释放的抑制、对底泥中氧化还原敏感态磷的削减、以及对底泥吸附磷酸盐和氨氮能力的增强,对于其控制底泥中磷和氨氮的释放是至关重要的.以上结果说明,CN+DB+ZZ组合技术是一种非常有希望的用于控制水体底泥中磷和氨氮释放的方法.

关键词：底泥反硝化细菌(DB) 硝酸钙(CN) 锆改性沸石(ZZ) 氮磷迁移转化释放风险

锆改性高岭土覆盖对底泥与上覆水之间磷迁移转化的影响

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环境科学 2016年第4期37卷 1427-1436页

作者：章喆林建伟詹艳慧王虹上海海洋大学海洋科学学院上海201306

以无覆盖和高岭土覆盖作为对照,通过底泥磷释放控制模拟实验考察了厌氧条件下锆改性高岭土覆盖对重污染河道底泥与上覆水之间磷迁移转化的影响.结果表明,厌氧条件下,重污染河道底泥会释放出大量的磷进入上覆水中,且所释放出来的磷主要... 详细信息

以无覆盖和高岭土覆盖作为对照,通过底泥磷释放控制模拟实验考察了厌氧条件下锆改性高岭土覆盖对重污染河道底泥与上覆水之间磷迁移转化的影响.结果表明,厌氧条件下,重污染河道底泥会释放出大量的磷进入上覆水中,且所释放出来的磷主要以溶解性磷酸盐为主.高岭土覆盖可以略微降低底泥磷向上覆水迁移的通量,而锆改性高岭土覆盖则可以极大降低底泥磷向上覆水迁移的通量.被高岭土覆盖层所吸附的磷中29%以氧化还原敏感态磷(BD-P)形式存在和63%以残渣态磷(Res-P)形式存在.被锆改性高岭土覆盖层所吸附的磷中绝大部分(90%)以金属氧化物结合态磷(NaOH-P)和Res-P形式存在,厌氧状态下很难被重新释放出来进入上覆水体.与无覆盖相比,厌氧条件下锆改性高岭土覆盖不仅不会促进底泥BD-P的释放,而且还会促进底泥NaOH-P的形成.X射线光电子能谱(XPS)和固相31P核磁共振(NMR)技术分析证实了锆改性高岭土覆盖层吸附水中磷酸盐的主要机制为配位体交换和形成内配合物.上述结果说明锆改性高岭土适合作为一种活性覆盖材料控制重污染河道底泥磷的释放.

关键词：底泥上覆水锆改性高岭土覆盖磷迁移转化影响

CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能研究

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环境工程学报 2010年第3期4卷 575-580页

作者：林建伟刘漪詹艳慧上海海洋大学海洋科学学院上海201306 同济大学环境科学与工程学院上海200092

采用溴化十六烷基吡啶（CPB）对天然沸石进行改性,并考察了CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且吸附行为满足Langmuir等温吸附模型;粒径、改性剂投加量、反应温度、pH值及共存阴离... 详细信息

采用溴化十六烷基吡啶（CPB）对天然沸石进行改性,并考察了CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且吸附行为满足Langmuir等温吸附模型;粒径、改性剂投加量、反应温度、pH值及共存阴离子等因素均会影响CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力;减小粒径和降低反应温度均有利于CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除;粒径≤0.18 mm CPB改性沸石吸附磷酸盐较优的改性剂投加量为250 mmol/kg;当溶液的初始pH值位于4~10之间时CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而增强;SO42-的存在会明显降低CPB改性沸石对磷酸盐的吸附效率,而提高溶液的pH值有助于消除SO42-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;HCO3-的存在会一定程度上抑制CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除,而提高溶液的pH值无法消除HCO3-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;CPB改性沸石吸附磷酸盐后一定条件下可以重新解吸出来,且随着解吸液SO42-浓度的增加解吸率明显增大。

关键词： CPB改性沸石磷酸盐吸附解吸

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三峡库区消落带氮磷释放规律及控制技术研究

三峡库区消落带氮磷释放规律及控制技术研究

作者：詹艳慧重庆大学

学位级别：硕士

三峡水库是我国特大型水利枢纽工程,在水库全部建成后将在库岸周边形成落差30m的消落带。三峡库区消落带受江水淹没和暴露交替,泥沙冲淤交替的交互作用影响,形成具有独特自然环境过程的生态系统,使得消落带既可能是污染物的源也可能是... 详细信息

三峡水库是我国特大型水利枢纽工程,在水库全部建成后将在库岸周边形成落差30m的消落带。三峡库区消落带受江水淹没和暴露交替,泥沙冲淤交替的交互作用影响,形成具有独特自然环境过程的生态系统,使得消落带既可能是污染物的源也可能是污染物的汇。本实验选取典型消落带土壤进行了氮磷吸持释放规律研究,并进行了干湿交替后底泥氮磷释放规律研究以及土壤、底泥氮磷释放控制实验研究。研究结果表明:三峡水库消落带土壤对氨氮和磷酸盐具有一定的吸附能力,土壤对氨氮和磷酸盐吸附等温曲线满足Langmuir等温吸附方程,且淹水-落干对土壤吸附氨氮和磷酸盐有较明显影响:经淹水-落干处理后对氨氮的吸附能力得到增强,由淹水-落干前的666mg/kg增加到淹水-落干后的833mg/kg;淹水-落干后土壤吸磷能力增强,由淹水-落干前的256mg/kg增加到淹水-落干后的625mg/kg;磷零点吸持平衡浓度（EPC0）由淹水前的0.46mg/L增加到淹水后的1.47mg/L。淹水-落干对土壤磷解吸的影响明显:淹水-落干土壤磷解吸量增大,由淹水-落干前的199～264mg/kg增加到274～334mg/kg;但解吸率降低,由淹水-落干前的73.3%0.3%降低到67.3～69.6%。模拟淹水条件下,吸附氨氮和吸磷土壤向上覆水中释放氮磷,土壤吸附的氮、磷越多,淹水氮、磷释放强度越大。土壤淹水氮磷释放依水体DO量的不同而不同,总氮好氧淹水释放量是厌氧淹水释放量的1.2～1.4倍;并且在两次淹水过程中,好氧淹水磷释放量高于厌氧淹水磷释放量。淹水-落干对土壤淹水磷释放的影响依水体DO的不同而不同,好氧淹水磷释放过程中淹水-落干对土壤磷释放的影响不明显;厌氧淹水磷释放过程中淹水-落干对土壤磷释放在第一次淹水过程中影响不明显,但在第二次厌氧淹水过程中淹水-落干增强了土壤磷释放能力。底泥中氮磷营养物质含量高,淹水条件下向上覆水中释放氮磷营养物质。曝晒对底泥淹水释放氨氮、硝态氮、总氮和总磷有明显影响:曝晒后底泥释放氨氮、硝态氮和总氮能力增强;曝晒后底泥释放总磷能力减弱。沸石对土壤氨氮释放控制效果好,氨氮释放抑制率达到了86.9%;对底泥淹水氨氮释放抑制效果好,并且氨氮释放抑制率随沸石覆盖量的增加而增加,抑制率分别为98.3%（300g沸石）,99.5%（400g沸石）和99.6%（500g沸石）。沸石对土壤磷释放控制效果较好,总磷释放抑制率达到78.7%;沸石对淹水底泥总磷释放抑制率已覆盖层厚度的增加而增大,由63.9%（300g沸石）、75.1%（400g沸石）增加到81.0%（500g沸石）。方解石对土壤和底泥氨氮释放控制效果均较差,对氨氮释放没有控制效果。

关键词：三峡库区消落带淹水-落干氮磷吸持释放控制

镧-四氧化三铁-沸石复合材料制备及去除水中磷酸盐和铵

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环境化学 2015年第12期34卷 2287-2297页

作者：林建伟方巧詹艳慧上海海洋大学海洋科学学院上海201306

采用La3+、Fe^(2+)、Fe3+和粉末状天然沸石制备了一种镧-Fe_3O_4-沸石复合材料,通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附作用.结果表明,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的单位吸附量随吸附剂投加量的增加而降... 详细信息

采用La3+、Fe^(2+)、Fe3+和粉末状天然沸石制备了一种镧-Fe_3O_4-沸石复合材料,通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附作用.结果表明,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的单位吸附量随吸附剂投加量的增加而降低,对磷酸盐和铵的去除率随吸附剂投加量的增加而增加.当溶液pH值由6逐渐增加到11时,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附能力逐渐下降.镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Redushkevich(D-R)等温吸附模型加以拟合,对铵的吸附平衡数据可以采用Langmuir和D-R等温吸附模型加以拟合.根据Langmuir模型计算得到的镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的最大单位吸附量分别为12.9 mg·g^(-1)(以磷计)和6.99 mg·g^(-1)(以铵计).镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附动力学过程可以采用准二级动力学方程加以描述.升高反应温度增强了镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附.溶液存在的氯离子、硫酸根离子和碳酸氢根离子对镧-Fe_3O_4-沸石复合材料吸附磷无负面影响.溶液存在的钾离子对镧-Fe_3O_4-沸石复合材料吸附铵的负面影响最大,其次为钠离子,钙离子的负面影响最小.1 mol·L^(-1)NaOH溶液可以使50%左右吸附到吸附剂上的磷酸盐解吸下来.1 mol·L^(-1)NaCl溶液可以使98%左右吸附到吸附剂上的铵解吸下来.当溶液pH值为7时,镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对磷酸盐的吸附机制主要是配位体交换作用.镧-Fe_3O_4-沸石复合材料对铵的吸附机制主要是阳离子交换作用.

关键词：镧-四氧化三铁-沸石复合材料磷酸盐铵吸附

溴化十六烷基吡啶改性沸石对水中菲的吸附作用

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环境科学 2014年第2期35卷 611-618页

作者：李佳林建伟詹艳慧陈祖梅王鹏钧上海海洋大学海洋科学学院上海201306

采用不同浓度的溴化十六烷基吡啶(CPB)溶液对天然沸石进行改性,制备得到了单层和双层CPB改性沸石,并通过批量吸附实验考察了这两种CPB改性沸石对水中菲的去除作用.结果表明,单层和双层CPB改性沸石对水中菲均具备良好的吸附能力.CPB改性... 详细信息

采用不同浓度的溴化十六烷基吡啶(CPB)溶液对天然沸石进行改性,制备得到了单层和双层CPB改性沸石,并通过批量吸附实验考察了这两种CPB改性沸石对水中菲的去除作用.结果表明,单层和双层CPB改性沸石对水中菲均具备良好的吸附能力.CPB改性沸石对水中菲的去除率随吸附剂投加量的增加而增加,而CPB改性沸石对水中菲的单位吸附量随吸附剂投加量的增加而降低.CPB改性沸石对水中菲的吸附动力学过程满足准二级动力学模型.CPB改性沸石对水中菲的吸附平衡数据可以采用线性模型和Freundlich模型加以描述.CPB改性沸石对水中菲的吸附过程是一个自发和放热的过程.单层CPB改性沸石吸附水中菲的机制主要是疏水作用,双层CPB改性沸石吸附水中菲的机制主要是有机相分配作用.当双层CPB改性沸石的CPB负载量为单层CPB改性沸石的CPB负载量的2倍时,前者对水中菲的吸附能力略微强于后者.以上结果表明,双层和单层CPB改性沸石均可以用于水中菲的去除;为节约成本,单层CPB改性沸石与双层CPB改性沸石相比更适合用于水中菲的去除.

关键词：溴化十六烷基吡啶改性沸石菲吸附单层双层

氢氧化镧-天然沸石复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附作用

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环境科学 2016年第1期37卷 208-219页

作者：林建伟王虹詹艳慧陈冬梅上海海洋大学海洋科学学院上海201306

采用液相沉淀法将氢氧化镧和天然沸石进行复合,制备得到镧-沸石复合材料,并通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐的吸附作用,特别是考察了该复合材料去除水中低浓度磷酸盐的影响因素.结果表明,当制备复合材料时沉淀pH值为5~7... 详细信息

采用液相沉淀法将氢氧化镧和天然沸石进行复合,制备得到镧-沸石复合材料,并通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐的吸附作用,特别是考察了该复合材料去除水中低浓度磷酸盐的影响因素.结果表明,当制备复合材料时沉淀pH值为5~7或13时,复合材料对水中磷酸盐的吸附能力较差;当沉淀pH值控制为9~12,复合材料对水中磷酸盐的吸附能力较好,且当沉淀pH值由9增加到11时,复合材料的吸磷能力明显增加,继续增加pH值由11~12时,复合材料的吸磷能力基本不变.沉淀pH值为11时制备的镧-沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以较好地采用Langmuir模型加以描述,根据Langmuir模型预测的最大磷酸盐吸附量为44 mg·g^(-1)(磷酸盐溶液pH 7和反应温度30℃);该复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述.当磷酸盐溶液pH值由3增加到8时,沉淀pH值为11条件下制备得到的镧-沸石复合材料对低浓度磷酸盐的吸附能力增加,继续增加磷酸盐溶液pH值时,该复合材料对磷酸盐的吸附能力下降;与磷酸盐溶液共存的氯离子和硫酸根离子不会抑制该复合材料对低浓度磷酸盐的吸附,而碳酸氢根离子则会略微抑制该复合材料对磷酸盐的吸附;与磷酸盐溶液共存的腐殖酸会抑制该复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附.当磷酸盐溶液pH值为7时,沉淀pH值为11时镧-沸石复合材料吸附磷酸盐的机制主要为配位体交换作用.因此,沉淀pH值为11时制备得到的镧-沸石复合材料适合作为吸附剂去除水和废水中低浓度磷酸盐.

关键词：镧-沸石复合材料磷酸盐吸附低浓度影响因素

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镧改性沸石改良太湖底泥的磷吸附特征

生态与农村环境学报 2013年第4期29卷 500-506页

作者：李佳詹艳慧林建伟上海海洋大学海洋科学学院上海201306

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg.L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方... 详细信息

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg.L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方程,未改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量为791 ***-1,镧改性沸石添加量为10、25和50 ***-1的改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量分别为937、1 037和1 505 ***-1。准二级动力学模型可以较好地描述太湖底泥对磷酸盐的吸附动力学过程。太湖底泥对磷酸盐的去除能力随pH值增加而降低,其对磷酸盐的吸附属于自发和吸热过程。改良太湖底泥对磷酸盐的吸附能力明显高于未改良太湖底泥,并且其吸附能力随镧改性沸石添加量的增加而增加。镧改性沸石添加量为10～50 ***-1的改良太湖底泥的磷吸附-解吸平衡浓度为0.129～0.241 mg.L-1,明显低于未改良太湖底泥(0.386 mg.L-1)。被改良底泥中镧改性沸石所吸附的磷以NaOH-P和HCl-P等较稳定的形态存在,厌氧状态下不易释放。

关键词：镧改性沸石改良底泥磷酸盐吸附