固定化细菌对低浓度重金属Pb2+的吸附特征及影响因素

采用固定化技术将从污水处理厂活性污泥中筛选的吸附重金属能力强的优势细菌固定， 研究其对重金属离子Pb²⁺的吸附特征及其影响因素. 结果表明, 固定化细菌对Pb²⁺的吸附是动态过程， 180 min吸附达到平衡. 随着Pb²⁺浓度的增加， 固定化细菌与吸附量呈正相关； 当吸附体系pH=6， 离子强度为0.01 mol/L时吸附量最大；环境温度对固定化细菌吸附Pb²⁺的影响包括两个阶段； 吸附率随着吸附剂质量增加呈上升趋势， 而单位质量吸附剂吸附Pb²⁺的量呈下降趋势； 共存离子Cd²⁺降低了固定化细菌对Pb²⁺的吸附量.     

天然高岭土对Pb~(2+),Cd~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+)的吸附及解吸性能研究

探讨了吸附时间、溶液pH、重金属离子初始质量浓度、离子强度以及竞争吸附等因素对天然高岭土吸附水中Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+等重金属离子的影响.结果表明,pH、初始质量浓度、离子强度以及共存离子,是影响高岭土吸附重金属离子的主要因素;高岭土对Pb2+的吸附性能明显优于其它3种重金属离子,顺序为:Pb2+＞Cd2+＞Ni2+＞Cu2+;吸附等温线均符合Freundlich型等温方程,说明高岭土对这几种离子都是典型的单分子层吸附;Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+离子解吸量大小顺序为:Pb2+＜Ni2+＜Cu2+＜Cd2+.     

不同金属污染物在含钙高岭土中的运移特性试验研究

重金属在土壤中的运移过程极其复杂，土壤的性质和结构不同，对运移也会造成影响.通过将不同浓度的Ca²⁺溶液加入高岭土来模拟真实的含钙土壤，研究高岭土含钙量对Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺运移规律的影响，并分析Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺在含钙高岭土中的运移规律.得出结论：随着高岭土含钙量的增加，Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺的初始穿透时间和运移平衡时间都有不同程度的缩短，其中对Zn²⁺初始穿透和运移平衡时间影响的差距最大，且高岭土对Cu²⁺、Zn²⁺的吸附量都减少，对Pb²⁺的吸附量几乎不变；Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺三种离子中，Pb²⁺达到初始穿透和运移平衡的时间最长且吸附量最大，而Zn^2...     

基于渗透吸力的侵蚀黏土强度模型

为定量研究孔隙流体化学性对黏土力学特性的影响,针对构成土体单元的土颗粒、孔隙流体和结合水膜三相开展受力平衡分析,通过理论推导证明渗透吸力可作为控制土体力学性状的独立应力状态变量。采用不同质量浓度CuCl₂溶液与贵州黏土拌合制成的重塑土样作为研究对象,开展室内三轴固结不排水剪切实验,并测定试样孔隙液的电导率,计算渗透吸力。基于三轴实验结果,拟合得到法向应力和渗透吸力两个独立应力状态变量共同作用下的扩展摩尔-库仑强度模型。结果表明:随着重金属Cu²⁺质量浓度的增加,孔隙流体对土颗粒的渗透吸力增大,土体的抗剪强度降低,有效抗剪强度指标黏聚力和摩擦角均呈现降低趋势。所得强度模型能够有效地评估地基承载力,对解决场地污染土体引发的工程问题具有参考价值。     

重金属离子污染粉砂土力学性能试验研究

为了探究重金属离子对粉砂土力学性能的影响,配制不同重金属离子含量的污染土试样,进行无侧限抗压试验、直剪试验和X射线衍射分析试验。试验表明:铬离子渗入会增大土体抗压强度,而铜离子加入会导致土体抗压强度减小;铬离子和铜离子掺入量的增加均会引起土体抗剪强度下降;借助X射线衍射试验发现,铜、铬离子的渗入会改变土体内SiO_2化合物的含量及形态。综合分析表明,铬离子、铜离子会改变土中SiO_2的含量,从而影响土的力学性能。     

多组分重金属复合体系在高岭土中的吸附差异

重金属环境污染问题日趋严重。针对利用黏土矿物高岭土治理多组分重金属环境污染的问题,本文研究了三种重金属离子镉(Cd~(2+))、铅(Pb~(2+))和铜(Cu~(2+))在土壤中广泛存在的高岭土于不同理化条件下(包括吸附时间、pH值、离子强度、重金属离子初始浓度)的吸附行为特性,以及两相与三相多组分重金属之间的竞争吸附行为。研究结果表明:在恒温条件下吸附达平衡后,高岭土对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附率均大于70%;当反应体系pH7.0时,高岭土对这三种离子的吸附率可达90%以上;而当离子强度大于0.05 mol/L时,吸附率降低近一半。在复合体系中,不同重金属离子在高岭土表面的竞争吸附作用使高岭土对各重金属离子的吸附量小于单一组分,其中,高岭土对三种重金属离子的吸附能力大小为Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)。研究结果表明,高岭土对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)都具有良好的吸附能力,其吸附量受pH值、离子强度和竞争吸附作用的影响较大。     

水泥固化重金属污染膨胀土物理性质试验研究

重金属污染对生态环境和工程安全均造成严重不利影响,而对重金属污染膨胀土的固化研究还处于初级阶段。采用南阳地区膨胀土,通过室内添加硝酸铅和硝酸镉溶液分别配制3种不同浓度的重金属污染膨胀土,并采用水泥进行固化。在不同的水泥固化剂掺量下,对固化的重金属污染膨胀土进行击实、液塑限和自由膨胀率试验研究。比较分析干密度、自由膨胀率和液塑限随重金属浓度、水泥掺量的变化规律。试验表明,随着重金属Pb、Cd浓度的增加,污染膨胀土的干密度和自由膨胀率增大,而液塑限降低;掺入水泥后,污染膨胀土的干密度和自由膨胀率随着水泥掺量的增加而降低,液塑限提高,并且水泥对铅污染膨胀土的固化效果优于镉污染膨胀土。     

特殊环境条件下复合重金属污染固化土中离子迁移特性分析

运用有限元软件建立二维轴对称分析模型,研究了重金属离子(Cu2+,Cd2+)在土壤中的迁移扩散规律,对比了单一重金属离子(Cu2+)和复合重金属(Cu-Cd)的迁移特性,分析了固化前后重金属的扩散规律,并考虑了温度和干湿作用的影响。结果表明:复合重金属在渗透过程中的迁移半径大于单一重金属离子的迁移半径;固化后的污染土对于重金属离子的扩散速率有着良好的控制作用,固化作用对单一重金属离子扩散的影响更为明显。环境温度对于重金属离子的扩散速率和范围呈现出正相关的影响;干湿循环作用下重金属离子的扩散范围明显增大。     

丙烯酸-马来酸酐共聚物络合超滤分离水溶液中Pb2+和Zn2+的实验研究

采用丙烯酸-马来酸酐共聚物(PMA)为络合剂, 研究络合超滤技术对水溶液中Pb²⁺和Zn²⁺的分离效果、竞争络合效应以及外加盐对分离效果的影响。以两种金属离子截留率之差表示分离率, 以单一金属离子溶液中离子截留率与混合溶液中该离子的截留率之差表示金属离子间的竞争强度。结果表明: 随着PMA浓度增加, 两种金属离子的分离率先增大后减小, 当PMA浓度为200 mg/L时, 分离率达到最大值, 为54.47%。pH从2增加到6时, 分离率先增大后减小, 且在H=4时达到最大, 为71.34%。两种金属离子的竞争效应随pH及PMA浓度的增加先增强后减弱, 在pH=5, PMA浓度为200 mg/L时, 混合溶液中两种离子竞争效应最强。外加Na₂SO₄对分离率有较大影响, 随着 n(Na₂SO₄)增大分离率增加, 随后基本保持不变, 在n(Na₂SO₄)=0.06 mol/L时, 分离率达到最大值, 为97.677%。加入Na₂SO₄减弱了Zn²⁺的竞争络合能力, 有利于两种金属离子的分离。     

Cu(Ⅱ)对重塑黄土抗剪强度和电阻率的影响

为研究Cu2+含量不同对重塑土的抗剪强度影响以及剪切过程中电阻率变化,进行了室内直剪试验。制取含量为0mg/kg、5 mg/kg、50 mg/kg、500 mg/kg、5 000 mg/kg的五种Cu2+污染重塑土,对其进行直剪试验和电阻率试验,最后处理并分析数据。结果表明:随Cu2+含量增加,电阻率减小,且电阻率浮动变小,电阻率随剪切位移增大呈减小的趋势,含量500 mg/kg时的电阻率浮动小,规律明显;Cu2+污染土剪应力随剪切位移增大不断增加,没有明显的屈服点;Cu2+含量小于5 mg/kg时,Cu2+污染土抗剪强度随Cu2+含量增加而增加,Cu2+含量大于500 mg/kg时,Cu2+污染土抗剪强度随Cu2+含量增加而减小;同一含量下的污染土在不同垂直压力下的抗剪强度与电阻率呈负相关,Cu2+含量越大抗剪强度变化对电阻率越不敏感;定义了电阻率角、初始电阻率,电阻率角反映电阻率对土体结构变化的敏感程度,初始电阻率为土体在没有垂直压力作用下时的电阻率。     

几种重金属离子对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响

研究了重金属离子Cd2+、Hg2+、Cr6+污染对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响.结果显示:当重金属离子浓度较低时,组培盾叶薯蓣叶绿素含量随重金属浓度增加而增加.随着重金属离子浓度增加,组培盾叶薯蓣叶绿素含量降低,其抑制效应随重金属浓度的增加而增强.三种金属离子对组培盾叶薯蓣叶绿素含量影响的强弱顺序依次为:Cd2+、Cr6+、Hg2+、Cd2+-Hg2+-Cr6+互作、Hg2+-Cr6+互作、Cd2+-Cr6+互作、Cd2+-Hg2+互作.     

机油污染膨胀土基本工程特性的室内试验

在室内人工制备了4种不同机油含量的污染膨胀土,对其液限、塑限、膨胀特性、抗剪强度等基本物理性质进行了试验研究。结果表明:适量的机油会增加膨胀土的液限,但机油含量达到一定值后,土样的液限先减小,后趋于稳定值;污染膨胀土的塑限都小于原状土,且随机油含量的增加而减小,而塑限指数均大于原状土,且随机油含量变化不大;机油含量较少时,机油对膨胀土的膨胀起促进作用,膨胀土的自由膨胀率和无荷膨胀率均增加,机油含量为8%时达到峰值;随着机油含量的增加,机油对膨胀土的破坏作用加强,膨胀土的膨胀作用减小;机油对膨胀土的结构有破坏作用,机油污染导致膨胀土的黏聚力、内摩擦角及强度均会变小。     

重金属离子在长江中下游沿线典型地基中的迁移特性研究

长江中下游沿线分布着众多化工企业，近年来在长江大保护政策框架下，沿岸各地陆续进行化工企业搬迁，关停并转留下大量重金属污染场地，对周围环境和水体形成严重威胁.重金属污染物在长江中下游沿线典型地基中的迁移问题逐渐引起重视.以长江南京段典型淤泥质黏土地基为研究对象，采用气动固结设备模拟地基的天然含水率和应力状态，采用土柱试验测试了重金属离子在地基中的对流-弥散-吸附特性参数.研究结果表明：重金属Pb²⁺和Cd²⁺在长江沿线典型地基中的分子扩散系数高于一般黏土地基和高岭土地基，这与淤泥质粉质黏土的夹层结构相关.南京段淤泥质粉质黏土对重金属具有明显的吸附作用，其对Pb²⁺的吸附能力高于对Cd²⁺的吸附能力，同时水头高度对重金属吸附特性具有一定影响.根据长江沿线的水文地质条件和数值模拟结果，对沿江水质影响较大的是高渗透性土层中污染物的对流作用.研究结果可为长江沿线典型污染物迁移控制提供理论依据.     

有机重金属复合污染对香樟吸收营养离子的影响

采用土培试验研究了聚已戊二酯重金属复合污染处理对香樟吸收营养元素的影响。研究结果表明:高浓度重金属可以增加根部对Ca2+、Fe2+吸收,增加叶片对Ca2+、Mg2+的吸收,但降低了香樟根部对Mg2+及叶片对Fe2+的吸收。与有机浓度100mg/kg处理相比,根和叶在有机浓度为50mg/kg对Ca2+、Mg2+的吸收能力有所增强,但对Fe2+的吸收能力有所减弱。根部吸收重金属离子与吸收营养元素离子间呈现显著的相关性,但叶中重金属吸收和营养元素吸收之间没有明显的相关关系。     

多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺）,影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液,分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律,研究了NSA、EDTA、CA,3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明,多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe²⁺ > Fe³⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺;3种络合剂对Mg²⁺屏蔽能力为CA>NSA>EDTA,对Ca²⁺屏蔽能力为NSA > EDTA > CA,对Fe³⁺屏蔽能力为EDTA > NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。     

磷酸镁水泥固化铜污染土的工程特性

为研究不同水泥固化重金属污染土的处理效果和工程特性,取掺重金属铜的高岭土作为研究对象,考虑磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)掺量、养护龄期、初始铜离子浓度三种因素,研究了MPC固化后重金属铜污染土的固化效果及特性.基于无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,分析了三种因素对固化铜污染土的强度和微观结构的影响,并得到固化土抗压强度与内部孔隙所占百分比之间的关系.无侧限强度试验结果表明,MPC固化铜污染土的效果显著;随着MPC掺量的增多和养护龄期的增长,固化土的抗压强度增大;随着初始铜离子浓度的增大,固化土的抗压强度减小,且当污染土中铜离子浓度过高时,固化效果降低.微观试验结果表明,固化过程中既有物理包覆又有化学反应,随着MPC掺量的增多、养护龄期的增长,固化土的孔隙百分比降低,结构变得更加致密,随着初始铜离子浓度的增大,孔隙所占百分比增大,土体结构变得疏松,固化土体强度降低.     

中国南北过渡带土壤差异化试验研究

通过对中国南北过渡带的山地土壤开展液塑限试验和室内直剪试验,分析了过渡带山地土壤液塑限及抗剪强度的变化规律.试验结果表明:(1)沿过渡带两侧从北到南,山地土壤液限、液性指数和塑性指数逐渐减小,塑限逐渐增加,土体从可塑状态向坚硬状态转化;(2)沿过渡带两侧从北到南,山地土壤抗剪强度逐渐减小,随着土样含水率的增大,A、B、C 3类土试样的抗剪强度差异逐渐增大;(3)沿过渡带两侧从北到南,山地土壤粘聚力逐渐减小,随着土试样含水率的增大,A、B、C 3类土试样的粘聚力逐渐减小;(4)随着土试样含水率的增大,除C类土试样的内摩擦角逐渐减小外,A、B类土试样的内摩擦角基本不变.     

Cu2+与Pb2+在高岭土中的迁移和淋洗试验研究

重金属污染与重金属在土壤中的竞争迁移和外界环境有关.通过淋洗试验模拟外界环境降雨对重金属污染的影响,通过竞争迁移试验探究竞争体系下重金属离子的迁移行为与单一离子体系的不同.得出结论:初始浓度越大,Cu2+穿透土柱以及完成迁移的时间越短,并且高岭土对Pb2+的吸附性更强;淋洗试验中,Cu2+与Pb2+的累计释放量前期增长迅速后期增长缓慢,通过修正的Elovich方程拟合结果较好,这说明重金属离子的释放是一个由多因素综合控制的过程;淋洗之后进行竞争迁移,会使得穿透时间和土柱中重金属离子的含量减少,Cu2+竞争迁移时减小的幅度更大.     

偏高岭土-水泥固化Cd污染土的工程特性

采用偏高岭土-水泥体系对Cd污染土固化/稳定处理。通过无侧限抗压强度试验和毒性浸出试验,探讨Cd2+含量和偏高岭土掺量对固化污染土强度和浸出特性的影响。结果表明:固化土体的无侧限抗压强度随着养护龄期的增加而呈不同程度的对数增长趋势;掺加偏高岭土后,固化土体随着Cd2+含量的增加,强度逐渐减小,无明显临界效应;各种Cd2+含量下,偏高岭土的掺入对固化土体的强度均有提高,且掺量达到2%时出现峰值;毒性浸出试验结果表明掺入偏高岭土对污染土中Cd2+具有更优异固化稳定效果;无论从固化效果还是从经济性出发,偏高岭土的最佳掺量均在2%左右,且可适当减少固化剂用量。     

重金属离子(Hg~(2+),Cu~(2+),Ag~+)对鲫鱼和鲤鱼呼吸运动机能的影响

本文研究了不同浓度的醋酸酮、醋酸汞和醋酸银溶液对鲫鱼(Carassius auratus)和鲤鱼(Cyprinus Carpio)呼吸运动机能的影响.结果表明,上述三种含重金属离子的溶液.其浓度在0.1,0.3,0.5,1.0mg/l范围内,均能迅速地引起鲫鱼和鲤鱼呼吸运动机能的改变.随着离子浓度的增高,这两种鱼的鳃盖运动频率有些减慢,但清除污物的洗涤运动(Clean-ing movement,又称Cough response)频率则急剧地增加.同一种重金属离子对不同鱼类的呼吸运动机能有不同的影响.Cu~(2+)对鲫鱼的作用大于鲤鱼;相反,Hg~(2+)对鲤鱼的作用大于鲫鱼,而Ag~+对这两种鱼类的作用都特别明显.在这三种重金属离子中,Ag~+对鱼类的呼吸运动机能的影响最大.鲫鱼和鲤鱼对重金属离子具有相当高的敏感性,而且其洗涤运动与重金属离子密切相关,这提示有可能利用这两种淡水养殖鱼类的呼吸运动对重金属离子这种反应特性作为水质重金属污染的生物监测指标.