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不同淋溶方式下石英砂柱中铁锰的运移淀积特征

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中国科技论文 2013年第12期8卷 1282-1290页

作者：阳运秀张斌夏彪黄丽华中农业大学农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

以石英砂为装柱材料,用不同浓度的铁锰单一或混合溶液淋溶石英砂柱40次,研究淋溶液的pH(pH 5,pH 3.5),铁锰物质的量比(1∶1,2∶1,4∶1)和淋溶方式(铁锰同时淋溶或交替淋溶)等因素对石英砂柱中铁锰淀积和运移的影响。结果表明:1)不同淋... 详细信息

以石英砂为装柱材料,用不同浓度的铁锰单一或混合溶液淋溶石英砂柱40次,研究淋溶液的pH(pH 5,pH 3.5),铁锰物质的量比(1∶1,2∶1,4∶1)和淋溶方式(铁锰同时淋溶或交替淋溶)等因素对石英砂柱中铁锰淀积和运移的影响。结果表明:1)不同淋溶方式的处理间铁锰形态分布存在显著差异。随淋溶次数的增加,铁锰同时淋溶的砂柱内,各形态的铁锰淀积量逐渐增加,而铁锰交替淋溶砂柱内的铁锰含量随淋溶阶段而变化;2)相同淋溶方式,不同铁锰物质的量比处理的砂柱间铁锰淀积量差异显著,淋溶液锰浓度高的处理其游离锰、非晶锰的淀积量较大;3)相同铁锰物质的量比,铁锰同时淋溶处理的游离铁锰和非晶质铁的淀积量高于相应交替淋溶的,而非晶质锰的反之;4)pH 3.5淋溶处理的砂柱中,铁锰淀积量总体高于pH 5的,以下层(25cm)的含量最高,铁锰具有向下运移的规律,但在pH 5淋溶处理的砂柱中该现象不明显;5)石英砂表面淀积的游离和非晶质铁锰随着淋溶的进行总体呈现增加的趋势,前期淀积的游离铁锰对后阶段游离铁锰的形成有促进作用,游离铁与非晶质铁的淀积量呈正相关。

关键词：石英砂柱铁锰氧化物淋溶游离态非晶质态淀积

纳米羟基磷灰石及其携带重金属铜在石英砂柱中迁移研究

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纳米羟基磷灰石及其携带重金属铜在石英砂柱中迁移研究

作者：褚灵阳安徽农业大学

学位级别：硕士

由于纳米材料具有特有的光学、医学、机械学和化学特性，因此应用前景十分广泛。纳米羟基磷灰石是纳米大家族中重要的一员，由于其对金属离子有较强的吸附固定能力，已被用于修复受金属污染(Cu、Zn、Pb、Cd、Co等)的土壤或地下水，但对... 详细信息

由于纳米材料具有特有的光学、医学、机械学和化学特性，因此应用前景十分广泛。纳米羟基磷灰石是纳米大家族中重要的一员，由于其对金属离子有较强的吸附固定能力，已被用于修复受金属污染(Cu、Zn、Pb、Cd、Co等)的土壤或地下水，但对用纳米羟基磷灰石修复后的土壤中重金属的迁移以及归趋的关注很少。而重金属离子吸附在纳米羟基磷灰石上很难从其表面解离，一旦土壤溶液化学性质发生改变(如降雨、降雪等天气变化引起土壤溶液离子强度降低)，将引起易负载在纳米羟基磷灰石发生共迁移现象，造成潜在的环境风险。选择石英砂填充柱模拟饱和体系，通过测量纳米羟基磷灰石胶体悬液的zeta电位和出流比来考察悬液化学性质(腐殖酸浓度、离子强度、离子组成和不同Cu浓度条件)对纳米羟基磷灰石在饱和填充柱中迁移规律的影响。结果表明：随着悬液腐殖酸浓度的增加，纳米羟基磷灰石的zeta电位逐渐增加(越来越负)，吸附效率相应降低。当溶液中腐殖酸浓度由0增加至10mg/L时，纳米羟基磷灰石的zeta电位由-15mV增加至-55mV，吸附效率由1.0减小为0.012。这主要是由于吸附在纳米羟基磷灰石上的腐殖酸通过静电排斥和空间位阻效应增加悬液的稳定性，因此，出流比相应增加。随着本体悬液pH增加，由于纳米羟基磷灰石解质子化使其zeta电位越来越负，弥散稳定性增加使其出流比相应增加。伴随着本体悬液离子强度的增加，纳米羟基磷灰石的zeta电位逐渐降低，这主要由高离子强度压缩其双电层所致。二价阳离子(Ca和Cu)的电荷屏蔽效应高于单价阳离子，因此其对纳米羟基磷灰石zeta电位的影响要明显高于单价阳离子。当本体悬液的离子强度由1增加至100mmol/L NaCl时，纳米羟基磷灰石的zeta电位从-51mV降低至-13mV。当本体悬液中Ca离子浓度由0.1增加至5mmol/L时，其zeta电位由-50mV降低至-22mV。由于二价Ca离子桥连纳米羟基磷灰石胶体使其发生团聚，因此其出流比随着悬液Ca浓度增加而降低，同时，由于Cu离子强烈竞争纳米羟基磷灰石上的Ca并与其发生表面络合反应，因此，Cu离子对纳米羟基磷灰石迁移能力的影响要大于Ca离子。离子对纳米羟基磷灰石迁移能力大小影响的顺序为：Cu> Ca> K。其次，考察孔隙水水流流速、石英砂平均粒径和不同比例铁氧化物包被对纳米羟基磷灰石迁移能力的影响。纳米羟基磷灰石的出流比随着孔隙水流速增加而增加。这与经典的胶体过滤理论吻合。因为孔隙水水流流速增加会降低胶体与胶体以及胶体与多孔介质之间的碰撞效率，相应地降低胶体的沉降效率。随着石英砂平均粒径增加，出流液中纳米羟基磷灰石的浓度相应增加。这主要是因为随着粒径增加，胶体的“诱捕效应”相应降低。铁氧化物包被的石英砂对纳米羟基磷灰石迁移能力的影响很大。这些铁氧化物包被提供化学异质性吸附位点，能够强烈地吸附带负电荷的纳米羟基磷灰石胶体，因此，纳米羟基磷灰石的出流比随着铁氧化物包被比例增加而降低。最后，考察不同Cu浓度以及铁氧化物包被石英砂比例对纳米羟基磷灰石携带Cu共迁移能力的研究。纳米羟基磷灰石携带Cu的浓度随着本体悬液Cu浓度增加而降低。这是因为随着本体悬液Cu浓度变化纳米羟基磷灰石和Cu的结合能力发生变化引起的。随着铁氧化物包被石英砂的比例增加，负载在纳米羟基磷灰石的Cu的含量急剧降低。当铁氧化物包被比例由0增加至36%，纳米羟基磷灰石携带Cu共迁移比例由31.8%急剧降低至6.3%，这主要是因为表面带负电荷的纳米羟基磷灰石-Cu复合体吸附在正电荷的铁氧化物包被物所致。研究结果对认识纳米材料以及纳米材料携带污染物在地下环境中的迁移机制及评估其环境风险提供理论依据。

关键词：纳米羟基磷灰石铜迁移石英砂柱环境因素

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纳米氧化铜在饱和石英砂柱中的运移研究

江苏农业科学 2019年第19期47卷 284-284,285-290页

作者：黄黎粤丁竹红胡忻陈逸珺南京工业大学环境学院江苏南京211816 南京大学现代分析中心江苏南京210093

以纳米氧化铜为研究对象,研究其在饱和石英砂柱中的运移规律。首先,对纳米氧化铜和土壤胶体进行扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)以及动态光散射(dynamic light scattering,简称D... 详细信息

以纳米氧化铜为研究对象,研究其在饱和石英砂柱中的运移规律。首先,对纳米氧化铜和土壤胶体进行扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)以及动态光散射(dynamic light scattering,简称DLS)等一系列的表征分析。然后,利用石柱运移试验研究流速(u0=1、3、5 mL/min)、初始溶质浓度(C0=5、20、50 mg/L)、酸碱性(pH值=5、7、9)、NaCl浓度(CNaCl=0.1、1、10 mmol/L)以及土壤胶体(粒径为0~200、200 nm^1μm、1~2μm)对纳米氧化铜在饱和石英砂柱中运移能力的影响。结果发现,流速越快,初始浓度越高,NaCl浓度越高,纳米氧化铜在饱和石英砂柱中的运移能力越强,碱性条件下的运移能力大于酸性条件下的运移能力。并且在大多数条件下,粒径越大的土壤胶体对纳米氧化铜运移能力的促进作用越大。

关键词：纳米氧化铜土壤胶体石英砂柱运移

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纳米羟基磷灰石在石英砂柱中迁移规律的研究

纳米羟基磷灰石在石英砂柱中迁移规律的研究

表面活性剂悬浮纳米碳管在石英砂柱中的迁移性能及影响因素

第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会

作者：汪登俊周东美中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室中国科学院研究生院

＜正＞近年来,纳米材料在土壤和地下水环境中迁移规律的研究受到广泛关注[1],因为其迁移特性影响它在环境介质中的分布、潜在的暴露性以及环境风险等[2]。纳米羟基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2,nHAP）是一种微溶于水的钙磷酸盐,它是脊... 详细信息

＜正＞近年来,纳米材料在土壤和地下水环境中迁移规律的研究受到广泛关注[1],因为其迁移特性影响它在环境介质中的分布、潜在的暴露性以及环境风险等[2]。纳米羟基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2,nHAP）是一种微溶于水的钙磷酸盐,它是脊椎动物骨头和牙齿的重要组成成分。由于其对金属离子有较强的吸附能力,因此被广泛用于去除污染土壤中的重金属（Pb2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+和Co2+）[3-

关键词：纳米羟基磷灰石石英砂柱迁移规律环境风险

来源： cnki会议评论

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表面活性剂悬浮纳米碳管在石英砂柱中的迁移性能及影响因素

腐殖酸和pH对典型轮胎磨损颗粒迁移行为的影响机制

第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会

作者：陆吟盈许小攀林道辉浙江大学环境科学系

＜正＞纳米材料具有独特的电学、热学、光学等性能,已成为目前工业生产、生物医学技术、环境修复等领域炙手可热的材料。在纳米材料的生产、使用和处理过程中,纳米颗粒难免会进入环境从而对微生物、鱼类甚至人类细胞产生毒性。纳米颗粒... 详细信息

＜正＞纳米材料具有独特的电学、热学、光学等性能,已成为目前工业生产、生物医学技术、环境修复等领域炙手可热的材料。在纳米材料的生产、使用和处理过程中,纳米颗粒难免会进入环境从而对微生物、鱼类甚至人类细胞产生毒性。纳米颗粒在水中悬浮和在土壤中的迁移扩散能力决定着其生物可利用性和生态效应,有待进一步研究。本实验以石英砂柱模拟土壤孔隙环境,研究了三种表面活性剂（SDBS,TX-100,CPC）助悬浮下纳米碳管的迁移性能及影响

关键词：表面活性剂纳米碳管石英砂柱迁移性能生态效应土壤环境

来源： cnki会议评论

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土壤学报 2024年第2期61卷 456-468页

作者：李昆孔德跃陈星月彭永红修小嘉苏涵潘旻宇南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学长望学院南京210044 南京信息工程大学应用技术学院南京210044

轮胎磨损颗粒(Tire wear particles,TWPs)作为微塑料(Microplastics,MPs)的重要种类之一,当下其生态风险已受到生态学家的高度重视。通常,颗粒型污染物的环境行为过程是其生态风险的重要影响因素。然而,TWPs在土壤等多孔介质中的迁移过... 详细信息

轮胎磨损颗粒(Tire wear particles,TWPs)作为微塑料(Microplastics,MPs)的重要种类之一,当下其生态风险已受到生态学家的高度重视。通常,颗粒型污染物的环境行为过程是其生态风险的重要影响因素。然而,TWPs在土壤等多孔介质中的迁移过程及影响机制至今尚未见报道。选择冷冻破碎制备的冷冻破碎轮胎磨损颗粒(C-TWPs)以及道路磨损产生的滚动摩擦轮胎磨损颗粒(R-TWPs)和滑动摩擦轮胎磨损颗粒(S-TWPs)为典型研究对象,以石英砂柱来模拟研究TWPs在土壤等环境多孔介质中的迁移行为,并探究天然有机物腐殖酸(HA)及不同pH(4、7和10)环境对以上三种类型TWPs迁移行为的影响。结果显示:HA(50 mg·L^(-1))能够显著增强三种类型TWPs的迁移性,并且在HA(50 mg·L^(-1))存在下,不同pH(4、7和10)对TWPs迁移行为影响不同,中碱性环境(pH=7/10)更有利于TWPs的迁移。主要原因在于,HA存在或(和)中碱性环境有利于(同时)增大TWPs和石英砂颗粒表面的Zeta电位值(绝对值),此时,一方面TWPs的分散性得到改善,有较小的粒径分布,另一方面增加了TWPs和石英砂颗粒间的静电排斥力,有助于TWPs的迁移。值得注意的是,HA存在和不同pH环境条件下,低温破碎制备的C-TWPs的迁移性较R-TWPs和S-TWPs强,主要由于C-TWPs制备时携带有较多的负电荷、较小的等电点和较强的疏水性,上述性质也可促使其吸附更多的HA,从而加强其电负性;而R-TWPs和S-TWPs由于粘附了道路矿物、金属盐或灰尘而减弱以上性质,表面具有较小的电负性。研究结果揭示了不同类型TWPs在自然界中地球化学迁移行为的差异性,并暗示了研究源头性质(排放方式)以确定同种材质微塑料环境行为及生态风险内在差异的必要性。

关键词：轮胎磨损颗粒石英砂柱腐殖酸 pH 穿透曲线

DOM-铁化物复合胶体对无机砷在多孔介质中迁移行为的影响研究

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DOM-铁化物复合胶体对无机砷在多孔介质中迁移行为的影响研究

作者：宋佳南京师范大学

学位级别：硕士

基于砷在地表水和地下水环境中具有迁移多向性和累积可变性,环境介质发生改变导致砷污染问题,已受到人们普遍关注。因此,研究砷在多孔介质的土壤环境中的迁移转化过程与调控机制,可为砷污染治理与修复提供理论和实践依据,具有重要的现... 详细信息

基于砷在地表水和地下水环境中具有迁移多向性和累积可变性,环境介质发生改变导致砷污染问题,已受到人们普遍关注。因此,研究砷在多孔介质的土壤环境中的迁移转化过程与调控机制,可为砷污染治理与修复提供理论和实践依据,具有重要的现实意义。本文以As(Ⅴ)污染团或携砷复合胶体污染团为研究对象,考察了溶解性有机质、pH、离子强度、铁离子和铁氧化物等对As(Ⅴ)在石英砂柱中迁移行为的影响。主要研究内容包括:砷(Ⅴ)污染团在水饱和石英砂柱中迁移行为研究;携砷腐殖酸铁在石英砂柱中的迁移行为研究;携砷腐殖酸纳米氧化铁在石英砂柱中的迁移行为研究。获得主要结果与结论如下:***(Ⅴ)以污染团的形式进入石英砂柱中迁移,受腐殖酸浓度、pH、离子强度和铁离子影响较大,腐殖酸浓度增加和pH增大对As(Ⅴ)在石英砂柱中迁移具有促进作用;高离子强度和铁离子对As(Ⅴ)在石英砂柱中迁移具有抑制作用,且拖尾现象明显。As(Ⅴ)的迁移机制为吸附作用,包括静电吸附和络合作用。2.研究了腐殖酸铁复合胶体在石英砂柱中携砷迁移行为。腐殖酸和砷酸根离子竞争石英砂表面的吸附位点,同时腐殖酸和砷酸根可以发生络合作用生成大分子物质堵塞石英砂柱的空隙,As(Ⅴ)的迁移受到抑制;pH通过改变H+浓度影响腐殖酸和石英砂表面的电荷,从而使砷酸根与腐殖酸和石英砂之间的作用力发生改变,低pH促进As(Ⅴ)的迁移,高pH抑制As(Ⅴ)的迁移;通过改变体系的离子强度,腐殖酸铁和石英砂胶体的双电子层发生改变,As(Ⅴ)的迁移能力随着离子强度的增加而降低;Fe(Ⅲ)与HA中酚羟基和羧基发生作用生成Fe(Ⅱ),吸附位点减少,促进As(Ⅴ)的迁移。As(Ⅴ)的主要迁移机制为吸附作用,包括静电吸附、络合作用、离子交换和化学吸附。3.研究了腐殖酸纳米氧化铁复合胶体在石英砂柱中携砷迁移行为。腐殖酸与纳米氧化铁发生作用,使氧化铁无法提供更多吸附位点,促进As(Ⅴ)的迁移;pH改变体系的酸碱条件,富含H+体系中,氧化铁表面的Fe-OH与H+作用生成的FeOH2+,吸附作用增强,抑制As(Ⅴ)迁移。富含OH-体系中,Fe-OH与OH-发生作用生成Fe-O-,吸附作用减弱,促进As(Ⅴ)迁移;离子强度通过改变腐殖酸纳米氧化铁胶体的双电层和表面电荷影响As(Ⅴ)迁移,低离子强度促进迁移,高离子强度抑制迁移;氧化铁含量增加促进As(Ⅴ)迁移,氧化铁与腐殖酸发生氧化还原作用生成Fe(Ⅱ),可提供的吸附位点减少。As(Ⅴ)的主要迁移机制为吸附作用,包括静电吸附、络合作用、离子交换和化学吸附。4.时间分数阶对流-扩散方程模型对As(Ⅴ)在石英砂柱中迁移的穿透曲线拟合度较好,很好地描述了具有反常扩散的溶质迁移行为。说明该模型对于研究存在反常扩散的污染物在多孔介质中的迁移行为具有适用性。

关键词：砷酸盐石英砂柱腐殖酸铁腐殖酸纳米氧化铁迁移时间分数阶对流扩散