新型材料电气石对酸性溶液中镉离子的吸附

电气石对溶液中Cd2+离子的吸附特性和机理研究的结果表明,电气石对Cd2+离子的吸附受吸附时间、温度及初始浓度的影响.在酸性、中性及碱性条件下电气石对Cd2+均有较好的去除效果,这主要归结为电气石能将酸性(除pH2.0和3.0外)、中性或碱性溶液pH自动调整至6.4左右.在强酸性条件下(相对工业废水酸度),电气石对Cd2+离子吸附优于其他矿物材料且符合Langmuir和Freundlich模型,相比之下,更符合Langmuir模型.通过Langmuir模型计算得出,在pH4.0,温度15,25和35℃时电气石对Cd2+离子的饱和吸附量分别为31.77,33.11和40.16mg/g,因此,电气石对酸性溶液中Cd2+有较好的吸附效果.电气石对Cd2+的吸附符合准二级动力学模型,热力学参数表明该吸附过程是吸热自发过程.通过对溶液中Cd2+离子吸附过程pH的变化趋势、电气石吸附前后Zeta电位的变化、不同温度下溶液中Ca2+,Mg2+和K+总释放量与Cd2+离子吸附量的相关性,以及FTIR红外光谱分析,证实电气石对Cd2+离子的吸附机理涉及物理吸附和化学吸附过程,主要包括水体自发极化、静电吸附和离子交换.在这些机理中,电气石对水体自发极化是电气石特有的性质.     

稻田土壤镉的表面络合模型及其生物有效性验证

中国南方分布的稻田土壤以酸性可变电荷土壤为主(pH 6.5).重金属Cd作为重要污染物,其生物有效性在酸性条件下相对较高,因此,研究可变电荷稻田土壤中Cd的吸附特征并建立模型准确评价Cd的生物有效性具有重要意义.本研究通过测试不同p H下的稻田土壤Cd吸附曲线,建立了表面络合模型(SCM),模拟Cd的吸附行为;并且采用田间实验的稻米Cd累积量,对SCM预测的有效态Cd进行验证. Cd的吸附实验表明,随pH升高Cd的吸附量升高,至pH 5.5时Cd以吸附态为主.利用电位滴定实验和不同pH下Cd的吸附实验,建立了Cd吸附的1-site/2-p K表面络合模型,该模型能够很好地拟合Cd在可变电荷土壤中随p H变化的吸附特征.水稻田间实验数据表明,酸性(pH 5.5)稻田土壤pH与水稻籽粒Cd呈显著负相关(P 0.05),因为p H决定的吸附平衡是影响有效态Cd含量的关键;采用连续提取法获得的Cd形态(1 mol L-1MgCl2提取的可交换态和1 mol L-1NaOAc/HOAc提取的碳酸盐结合态)与水稻籽粒Cd含量无显著相关(P 0.05);而采用模型预测的溶解态Cd与水稻籽粒Cd含量极显著相关(P 0.01),说明本模型预测的有效态Cd明显优于连续提取法.因此,应用SCM模型,可以更为准确地预测稻田土壤有效态Cd及其Cd在土壤-水界面的形态分配,为Cd的生物有效性评估提供新的思路.     

土壤和氧化物对稀土元素的专性吸附及其机理

土壤对重金属离子,如Cu、Zn、Co、Ni、Cd、Pb等的吸附和解吸行为,国内外研究较多,而且在吸附机理方面也做了许多探讨。研究表明,合成的或土壤中的铁、锰和铝等氧化物对这些元素有专性吸附现象,吸附过程强烈地依赖于体系的pH。对于这个现象,目前已提出     

~1H固体核磁共振测定HY沸石的表面羟基结构

分子筛表面对吸附质具有给予质子或接受电子的位置。对它的研究是复相催化中很重要的问题。分子筛中这位置是Brnsted酸位,它来源于与骨架铝离子相联系的,吸附分子可接近的羟基。表面羟基及其相联系的铝离子的类型,用核磁共振法对HY沸石作了探索。对     

钙钠质土壤胶体的电泳和粘度的初步研究

土壤胶体的分散和团聚性在土壤结构形成上具有重要意义.它与土壤吸附的阳离子种类、饱和程度和有机质等因素密切相关.黑土和黄棕壤这种类型土壤吸附的阳离子中,两价离子钙量较多,而一价中有时钠离子相对多些.通常钙离子在土壤结构形成中起团聚作用,钠离子则起分散作用.因此,研究钙和钠体系的土壤胶体性质在土壤肥力上具有一定的实践和理论意义.     

氧化物表面重金属专性吸附实验区分的有关问题——兼论陪补阴离子效应

关于铁铝氧化物对重金属离子的专性吸附的机理,虽然目前看法不同,但对专性吸附在方法论上的定义则是基本一致的,即:在中等或高浓度的碱或碱土金属离子存在时,氧化物对微量重金属的吸附作用。很多资料也表明随加入的碱或碱土金属离子浓度增加,重金属离子吸附量减少。这些也被看作是专性吸附方法论定义的合理性的证据,因为在上述条件     

宜兴典型农用地土壤剖面重金属元素含量研究

针对宜兴市自然环境与土地利用空间分异特点,选取平原的菜地、稻田与丘陵岗地的茶园、竹林4种典型农用地,通过不同开发利用年限样地土壤剖面0～15,15～30和30～60cm上重金属元素含量变化研究发现,菜地与稻田土壤剖面Cd,Hg,Cu,Pb,Zn和Cr累积明显,部分剖面Cu,Hg和Cd含量超标;茶园、竹林土壤剖面重金属元素一般没有明显累积,含量尚处于清洁水平;4种用地土壤剖面重金属累积与污染程度的总体排序为:菜地>稻田>茶园>竹林,其中工业企业、交通和城市人类活动以及肥料农药高强度尤其是过度使用,是引起研究区农用地土壤重金属累积与污染的主要原因.各元素在菜地土壤剖面存在较为明显的淋溶下移性,稻田、茶园土壤剖面Cd,Hg,Pb和Zn,竹林土壤剖面Cd及Hg表聚亚表聚现象明显.菜地土壤受到Hg,Pb和Zn的特别影响,4种用地土壤基本上未受到外源As和Ni的污染.随着开发利用年限的增长,菜地、稻田土壤将面临一定危害程度的重金属潜在生态风险,主要来自于Hg,Cd和Cu,但茶园、竹林土壤重金属潜在生态风险总体较小.     

离子在固体吸附剂上的表面扩散研究

无机固体吸附剂由于吸附速率快,加之本身有良好的化学稳定性,被广泛用于水体中重金属离子的去除.已有的大量研究工作侧重于吸附质在吸附剂表面吸附热力学的研究.而对液固体系中的离子在固体吸附剂的表面扩散行为研究报道较少,特别是在进行动力学研究时常假定表面扩散系数为常数,这样处理不能正确地描述表面扩散的真正行为.对于水体中有害离子的处理,工业上多采用固定床吸附剂(fixed-bed adsorber),它能更有效地利用吸附剂的吸附容量,因此开展溶液离子在吸附剂表面扩散行为的研究在理论及实际中均具有重要的意义.本文根据吸附剂表面非均匀的特点,即在不同的吸附中心其吸附能不同,引入吸附能分布函数,导出描述固体表面的表面扩散系数模型,根据建立的模型对离子在吸附剂表面的扩散行为进行了计算分析,并将其用于计算纯电解质水溶液中铅离子在两种新型吸附剂表面上的扩散系数.     

胶体晶体制备与应用研究进展

不同于由分子、原子或离子所形成的晶体,胶体晶体是由单分散的微米或亚微米胶体颗粒组装形成的二维或三维有序阵列结构.与通常晶体相比,胶体晶体中占据每一个晶格点的是单分散的胶体粒子.由于具有特殊的周期性晶格结构和光学、模板等性能使其在制备三维有序大孔材料、光子晶体和传感器等领域有着重要的应用价值,受到科学界和工业界的广泛重视.本文综述了近几年来在胶体晶体制备和应用领域研究的最新进展,包括单分散胶体颗粒的制备及功能化、不同类型胶体晶体的自组装制备和图案化、以及胶体晶体在构筑晶体结构模型、二维有序微结构、三维有序大孔材料、光子晶体、传感器和仿生材料等领域的应用,并对其未来研究发展的方向进行了展望.     

火灾损害对森林的滋育

火灾对生态系统的影响在表面上无可置疑是破坏性的，但是从生态意义上讲，它可能起着积极的作用。作为一种调节生态系统的管理手段，火至少从中石器时代开始就被利用。而且，它很有可能早在这之前就被开发作为一种驱赶猎物的打猎技术。但是火到底对生态系统，特别是对土壤有什么影响，现在知之甚少。木炭，作为火的一种产物，在火灾中大量地产生。木炭一般被认为是对土壤的一种情性添加物，它对土壤的物理影响往往大于化学影响。然而，众所周知．木炭能吸附有机分子，例如酚，而这些被木炭吸附的有机分子在土壤生态中是非常重要的化合物。在…     

大蒜金属硫蛋白家族新成员AsMT2b在镉离子胁迫下的功能分析

利用RACE方法, 从大蒜(Allium sativum)幼苗中克隆到一个MT基因家族的新成员, 命名为AsMT2b. AsMT2b全长520 bp, 编码80个氨基酸, 具有type 2 MT蛋白的结构特征, 但其Cys的位置和排列方式与其他type 2 MT蛋白具有明显差异. RT-PCR结果表明, 该基因与其他 type 2 MT的表达模式不同, 只有在CdCl₂的胁迫强度增加到一定程度时才增强表达. 将AsMT2b在酵母细胞中表达后可以提高转化子对Cd的抗性. 同时AsMT2b在拟南芥中过表达后, 转基因植株对Cd抗性显著增强, 同时Cd的积累量也增加. AsMT2b在镉离子胁迫下的特性表明, 其在Cd污染土壤的植物修复中具有应用前景.     

电解质浓度对铁、铝氧化物表面解吸重金属离子的影响及原因

铁铝氧化物对重金属微量元素的吸附-解吸,是控制这些元素在可变电荷土壤中的有效性和迁移转化的主要因素.目前有关重金属离子解吸特性的文献,通常将较高浓度的碱或碱土金属的氯化物或硝酸盐类所解吸下来的那部分重金属元素,称为交换态(静电吸附态);不能解吸下来的,则作为专性吸附态.为评价交换态和专性吸附态金属离子各自所占比例,一般总是使用很高浓度如M的碱或碱土金属的氯化物或硝酸盐溶液作解吸剂,以将交换态部分尽可能完全解吸下来.现有的文献资料也都表明,交换态重金属离子的解吸率随解吸剂盐浓     

均匀球状α-Fe_2O_3胶体粒子的制备

所谓均匀胶体粒子是指不但组成、形状相同,而且粒子尺寸分布十分狭窄的胶体粒子。均匀胶体粒子在研究胶体界面双电层的电特性,吸附特性以及絮凝稳定性等方面具有重要的理论意义。由于均匀胶体性质的重现性,才使得对溶胶体系的研究走向真正的定量化。尤其对于球状粒子。在理论研究中具有模型简单、数学处理较方便等优点。在工业中,如防腐、催化     

决定电位离子吸附的一种理论模型

本文给出决定电位离子吸附的一种理论模型,其要点有四: (1)处于任一本身离子溶液中的M(Z_M~ )A(Z_A~-)型固相物质。其表面由于决定电位离子的吸附而形成一带电层——决定电位层。 (2)吸附在决定电位层的离子是具有特定能量的决定电位离子,此能量称决定电位吸附能。     

有机粘土矿物及土壤改性在污染防治和环境修复中的应用

土壤粘土矿物中天然存在的无机阳离子可通过简单的离子交换反应被有机阳离子(如阳离子季铵盐表面活性剂)置换而生成有机粘土矿物．有机粘土矿物有效地吸附水中的有机污染物，可应用于工业废水处理、作为土地填埋防渗材料添加剂等．现场土壤改性可吸附地下水中的有机污染物，并结合微生物降解提供一项崭新的综合技术，以改善污染的地下水环境．     

太原市公园土壤重金属污染研究

通过对太原市区5个代表性公园的土壤取样调查,测定土壤中Cd,As,Pb,Cr的含量,结果显示,研究区大部分土壤样品Cd,As,Cr,Pb含量低于土壤环境质量二级标准,但与太原市土壤背景值相比,Pb表现为强烈富集,Cr较强富集,As,Cd有一定的富集,说明这些地区土壤均已受到人为因素的影响。与国内其他城市比较,太原公园土壤Pb和Cr含量相当高;As含量较高;Cd含量处于中等水平。重金属Pb和Cr,Cd,As含量之间呈现不同程度的正相关,说明太原市公园土壤部分重金属来源相似。     

一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L.)

以杂草为研究对象,通过盆栽模拟试验和小区试验,从20科54种杂草植物中筛选出镉（Cd）超积累植物龙葵(Solanum nigrum L.).试验结果表明:在Cd投加浓度为25mg/kg条件下, 龙葵茎和叶中Cd含量分别为103.8和124.6mg/kg, 超过了Cd超积累植物应达到的临界含量标准100 mg/kg；而且, 其地上部Cd富集系数为2.68, 地上部Cd含量大于其根部Cd含量, 植物的生长未受抑制, 这些特点均满足Cd超积累植物的衡量标准. 小区试验也表明, 龙葵对Cd的富集特性均符合Cd超积累植物的基本特征. 因此, 可以确定龙葵是Cd超积累植物. 本研究对于超积累植物筛选乃至植物耐性生理、遗传和进化等具有一定意义,并为Cd污染土壤的植物修复提供了一种具有自主知识产权的新材料.     

关于电离势计算的一个新经验公式

原子的各级电离势值,反映了基态原子、正离子中电子能级的大小,同时也是对X光谱线系的各级极限的直接说明.因此,电离势的计算是量子力学中一个重要的课题.量子力学虽然给出了一个自由多电子原子或离子的哈密顿(Hamilton)算符     

宝山堇菜(Viola baoshanensis)——一种新的镉超富集植物

通过野外调查和温室试验, 发现并证实宝山堇菜(Viola baoshanensis)是一种Cd超富集植物. 自然条件下, 宝山堇菜地上部Cd平均含量为1168 mg/kg, 变化范围为465~2310 mg/kg; 地下部Cd平均含量为981 mg/kg, 变化范围为233~1846 mg/kg. 地上与地下部Cd含量比值变化范围0.41~2.22, 平均为1.32. Cd生物富集系数变化范围为0.7~5.2, 平均为2.38. 营养液培养试验研究表明, 宝山堇菜地上部Cd含量随生长介质中Cd浓度的增加而呈线性增加. 营养液Cd浓度为50 mg/L时, 地上部Cd平均含量达到4825 mg/kg, 在Cd浓度为30 mg/L时, 生物量达到最大值; 地上与地下部Cd含量的比值变化范围为1.14~2.22, 平均为1.67, 显示宝山堇菜不仅可以超量吸收Cd, 而且可以从地下向地上部有效输送. 宝山堇菜的发现将为Cd超富集植物的生理、生化、遗传和进化及其在Cd污染土壤修复方面的研究提供新的重要材料.     

宝山堇菜(Viola baoshanensis)--一种新的镉超富集植物

通过野外调查和温室试验,发现并证实宝山堇菜(Viola baoshanensis)是一种Cd超富集植物.自然条件下,宝山堇菜地上部Cd平均含量为1168 mg/kg,变化范围为465～2310 mg/kg;地下部Cd平均含量为981 mg/kg,变化范围为233～1846 mg/kg.地上与地下部Cd含量比值变化范围0.41～2.22,平均为1.32.Cd生物富集系数变化范围为0.7～5.2,平均为2.38.营养液培养试验研究表明,宝山堇菜地上部Cd含量随生长介质中Cd浓度的增加而呈线性增加.营养液Cd浓度为50 mg/L时,地上部Cd平均含量达到4825 mg/kg,在Cd浓度为30 mg/L时,生物量达到最大值;地上与地下部Cd含量的比值变化范围为1.14～2.22,平均为1.67,显示宝山堇菜不仅可以超量吸收Cd,而且可以从地下向地上部有效输送.宝山堇菜的发现将为Cd超富集植物的生理、生化、遗传和进化及其在Cd污染土壤修复方面的研究提供新的重要材料.