Pitzer理论在CaSO_4-Ca(OH)_2-H_2O系硫酸根平衡浓度计算中的应用

利用Pitzer理论,通过C++语言编程,计算了不同pH条件下CaSO4-Ca(OH)2-H2O体系中硫酸根的平衡浓度,考察Na+对该体系硫酸根平衡浓度的影响。计算结果表明:当pH为3.0～10.0时,SO42-的平衡浓度最小,基本维持一恒定值0.0152mol/L,当pH高于12.0时,SO42-的平衡浓度显著增大,且体系中Na+存在时溶液中SO42-的平衡浓度增大,但SO42-平衡浓度的变化规律与无Na+时的变化规律基本一致。     

NH4+-Mg2+-PO43--H+-H2O体系的固液平衡热力学

对NH4+-Mg2+-PO43--H+-H2O体系中固相MgNH4PO4,Mg3(PO4)2,MgHPO4及Mg(OH)2与液相间的热力学平衡关系进行计算,绘制溶液总镁与总磷摩尔比为1-1时该体系的lgcMg-pH图、lgcN-lgcMg图和lgcN-pH图,确定体系中各种固相稳定存在的pH值范围.结果表明,溶液中的氨氮浓度和pH值是影响固相稳定存在的重要因素,MgNH4PO4的稳定区随氨氮浓度的降低而变小并最终消失,当pH=8.5且MgNH4PO4与Mg3(PO4)2共存时,溶液中的氨氮平衡浓度最低.     

初期雨水对景观水体氮、磷释放及转化的影响

采用微宇宙培养法,以初期雨水为例,从底泥营养物质释放对污染物转化的角度考察在无外源污染输入情况下,雨水对小面积景观水体污染进程的影响.结果表明:雨水的融入使系统在短时间内NH4+增加,且进一步影响NH4+的硝化;有机物的增加消耗了系统中的溶解氧从而削弱硝化反应条件,造成中间产物NO2-的累积,延缓了向NO3-的进一步转化;磷在水体中自净能力较低,雨水本身带有的磷酸根与Ca2+,Mg2+等阳离子的结合使其在系统中的存在更加稳定,难以转化;雨水增加了系统阴阳离子含量,水-底泥界面离子释放周期延长,pH波动较大,系统稳定时间延长.     

指示剂及pH值对滴定法测定水中常见离子的影响

水质简分析需要测定水中Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-这8种离子,虽然项目少,但要求快而及时准确,本文主要论述水质简分析时指示剂及pH值对滴定法测定常见离子的影响。     

通径系数法分析中国酸雨中主要离子与pH值的关系

为客观评价酸雨中各主要阴、阳离子对酸度的相对贡献 ,首次运用通径系数法对中国酸雨中主要离子与 pH值的关系进行了探讨 .分析结果表明 ,在影响酸雨 pH值的主要离子中 ,阴离子的致酸作用是主要的 ;致酸阴离子以SO2 -4 最重要 ,其次是NO-3 ,两者的重要性SO2 -4 是NO-3 的 4.5倍 ;而Cl-的作用相对较弱 .Ca2 + 和Mg2 + 在中和酸度的作用上其重要性大致相当 ,是最为重要的两种碱性阳离子 ,其次是NH+ 4;而K+ 和Na+ 的重要性不大 .在所考虑的主要离子中 ,除了对pH值的直接影响外 ,还存在程度不同的间接影响 .酸雨中大部分离子的百分含量与其直接通径系数 (绝对值 )百分比大致相当 ,而Mg2 + 和Cl-却成反向相差很大 ,说明离子的重要性不仅与其含量有关 ,而且可能和其来源关系密切 .表4,参 30 .     

北京玉渊潭水化学特征及其控制因素分析

为了解城市景观水体的水化学特征,选择北京玉渊潭为例,分别对丰水期与枯水期湖水进行采样研究.结果表明玉渊潭湖水偏弱碱性,阳离子以Ca2＋、Na＋为主,阴离子以HCO 3-、SO42-为主,水化学类型为HCO 3--Ca2＋型.枯水期离子浓度低于丰水期,但离子含量序列一致均为：HCO 3-〉SO42-〉Ca2＋〉Na＋〉Cl-〉Mg2＋〉K＋.Gibbs图解得出玉渊潭主要离子来源于上游河流的岩石风化过程,表明即使是大都市的河流及湖泊,流域内的岩石风化仍是控制河水主离子成分的主导因素.相关分析得出玉渊潭水体中Cl-、NO 3-、SO42-、NH 4＋和Mg2＋之间有很好的正相关关系,表明它们有共同的来源,受人类活动影响较大.各种含氮营养物质的存在表明玉渊潭水体已经受到污染,主要由上游农业生产地区化肥的施用、工业生产及人类活动排放的废物引起.     

阴离子交换膜无电压下分离水中磷酸盐的研究

基于Donnan分离原理,采用阴离子交换膜无电压下分离去除水中磷酸盐.结果表明:当原水磷酸盐初始质量浓度为2.0mg/L(0.064 5mmol/L),受体液NaCl浓度为0.1mol/L,给体液流量为5.0mL/min时,磷酸盐的去除率为70.0%.降低给体液初始pH值至3.0,给体液磷酸盐出水浓度远高于给体液初始pH值为5.0～9.0的浓度,去除率仅为43.5%.在所试共存离子(Cl-,HCO3-和SO24-)浓度范围内,其对磷酸盐的分离去除效果影响不大.采用Na2SO4作为受体液时,磷酸盐的去除效果大大降低.降低受体液NaCl浓度,对磷酸盐的分离去除效果影响不大,但受体液中磷酸盐的浓度明显降低.给体液流量由2.5mL/min增加至10.0mL/min,磷酸盐的去除率由84.3%下降至61.1%.     

2019年白银市大气降水的化学特征分析

对2019年白银市大气降水进行采集分析,研究了其化学特征(化学组成、浓度水平和变化特征),结果表明:全市季均降水量在0.8～18.2mm,降水pH值季均值的范围7.20～8.50,季均电导率在27.1～172μs·cm-1之间。pH值与电导率变化趋势相似,与碱性浮尘及降水量有关。降水中主要离子浓度的大小顺序为C(SO42-)>C(Ca2+)>C(NH4+)>C(NO3-)>C(Cl-)>C(Na+)=C(Mg2+)>C(K+)>C(F-), SO42-和Ca2+是降水中的高浓度离子,与白银市的地理气候、能源消耗及工业布局有关。降水中阴、阳离子浓度冬春高,夏秋低。降水中各离子之间相关性均较高,表明各离子间的物质来源具有同源性或化学反应过程相似。     

化学沉淀法处理高氨氮模拟废水的研究

利用沉淀剂Mg Cl2和Na2HPO4,以磷酸铵镁的形式去除高浓度氨氮模拟废水中的NH4+,考察了p H值、Mg∶N摩尔比对氨氮和无机磷去除率的影响,并对产物进行了电镜扫描(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:当p H值为9.0~9.2,n(Mg2+):n(NH4+):n(PO43-)摩尔比为1.1∶1∶1时,氨氮去除率和无机磷去除率可分别达到96.64%和95.55%,产物为斜方形结构的磷酸铵镁沉淀。可见,化学沉淀法能够满足氨氮高去除率的要求,方便后续进一步的生化处理,同时,沉淀产物可用作氮肥,降低废水的处理成本。     

火山渣净化石油类污染地下水过程中与水化学因子的响应关系分析

采用生态安全型火山渣净化石油类污染地下水,考察该过程中与水化学因子(Fe2+,Fe3+,Mn2+,SO2-4,NH+4,Ca2+,Mg2+,NO-3,NO-2等)间的响应关系.结果表明:在火山渣吸附水体总石油烃(TPH)过程中,与Mn2+,SO2-4,Ca2+,NH+4的质量浓度无关,与Fe2+,Fe3+,Mg2+,NO-2的质量浓度呈负相关,与NO-3的质量浓度呈正相关;对Ca2+的去除率为42%~56%,对SO2-4,Mg2+,NH+4的去除率为60%~80%,对Fe2+,NO-3的去除率大于80%,对Fe3+,Mn2+,NO-2的去除率均大于95%.     

青藏高原大气降水化学组分特征及来源

为研究青藏高原大气降水无机离子组成特征及来源,2008年5～8月,在定日和聂拉木地区利用自动降水采集系统采集大气降水样品,并利用离子色谱对Cl-、NO3 -、SO42 -、NH4+、K+、Na+、Ca2、Mg2+8种无机离子浓度进行了分析.结果表明:定日、聂拉木降水中总离子浓度分别为390.6μeq·L-1和238.8 μeq·L-1,Ca2+浓度最高,分别为217.9 μeq·L-1和71.0 μeq·L-1,分别占离子总浓度的55.8％和29.7％.海洋源对定日降水中Cl-、SO42 -、K+、Mg2+和Ca2的贡献比例分别为98.3％、10.0％、29.3％、4.0％和0.7％;聂拉木分别为98.9％、45.0％、46.0％、16.7％、3.1％.气团后向轨迹结果表明:来自孟加拉、印度东北部和尼泊尔等地区的污染气团可能是定日和聂拉木降水中NO3 -、SO42 -的主要来源.     

过硫酸钠氧化硫酸亚铁去除水中磷的研究

利用过硫酸钠氧化硫酸亚铁,对水中磷的去除进行了研究。结果表明,磷的去除效率随Fe~(2+)、P物质的量之比增大而增大,随Na_2S_2O_8、Fe~(2+)物质的量之比增大而先增大后减小;磷在不同pH条件下去除效率大小顺序为碱性中性酸性;SO_4~(2-)对磷去除有促进作用;Cl~-和NO_3~-对磷去除有抑制作用;CO_3~(2-)在低浓度时促进磷的去除,在高浓度时则抑制磷的去除。     

近年来长江口水体主离子的变化特征及影响因素分析

通过对2004-2008年长江口徐六泾江水样品中主要离子(Ca2+,Mg2+,Na+,K+,HCO32-,SO42-,Cl-,NO3-和SiO32-)含量的月观测,以及对2008年9月长江下游调查,研究发现,长江河口水体主要离子浓度与径流呈现很好负相关关系,季节变化明显,但主离子浓度季节差异小于径流量的季节差异.河口水体中K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO42-,NO3-,总硬度/总碱度有上升趋势,尤其以SO42-和总硬度/总碱度的上升趋势显著,SiO32-,HCO3-则表现出下降趋势.引起近年来长江口水体主离子浓度变化的影响因素为工业排放、环境酸化、循环盐和三峡蓄水等.     

过硫酸钠氧化硫酸亚铁去除水中磷的实验研究

利用过硫酸钠氧化硫酸亚铁,对水中磷的去除进行了研究。结果表明,磷的去除效率随Fe~(2+)、P物质的量之比增大而增大,随Na_2S_2O_8、Fe~(2+)物质的量之比增大而先增大后减小;磷在不同pH条件下去除效率大小顺序为碱性中性酸性;SO_4~(2-)对磷去除有促进作用;Cl~-和NO_3~-对磷去除有抑制作用;CO_3~(2-)在低浓度时促进磷的去除,在高浓度时则抑制磷的去除。     

中国典型酸雨区大气湿沉降化学特性

以湖南蔡家塘、贵州雷公山和重庆铁山坪3个小流域长年大气降水及森林穿透水的监测数据为基础,对三地的大气降水和森林林冠穿透水的化学成分的分布特征进行分析研究。研究结果表明:3个地区大气降水都已出现严重的酸化现象,大气降水多年平均pH从大至小的顺序为雷公山(4.96)、蔡家塘(4.62)和铁山坪(4.12);蔡家塘与铁山坪大气降水和森林穿透水中的阴离子均以SO42-为主,阳离子以NH4+为主;蔡家塘大气降水和森林穿透水中SO42-占总离子量的26.67%和24.14%,NH4+占总离子量的31.67%和23.69%;铁山坪大气降水和森林穿透水中SO42-占总离子量的54.73%和12.26%,NH4+占到总离子量的8.92%和59.14%;雷公山大气降水中的阴离子以Cl-为主,占总离子量的16.59%;阳离子以NH4+为主,占总离子量的20.99%;森林穿透水中的阴离子以SO42-为主,占总离子量的19.83%,阳离子以K+为主,占总离子量的16.73%;3个地区森林穿透水与大气降水相比,森林穿透水中的各种离子组分都发生了富集现象,蔡家塘、雷公山、铁山坪离子总量增加量分别为2.75倍、1.79倍和4.63倍。     

滇东典型煤矿区地表水地下水化学特征及控制因素

以滇东典型煤矿区不同水体为研究对象,分析其水化学特征及控制因素,为水资源保护与利用提供理论依据。2020年8月采集水样42组,运用 Piper 三线图、Gibbs 图、因子分析以及离子比例系数法,分析了研究区不同水体水化学特征及其影响因素。 结果表明：研究区地表水pH均值为8.42,呈弱碱性,TDS变化范围为140~828 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3?、SO42?为主,水化学类型从HCO3?Ca过渡为HCO3?Ca·Na、HCO3?Na和HCO3·SO4?Ca·Na型;地下水pH均值为7.55,呈中性,TDS变化范围为60~620 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO3?为主,水化学类型为HCO3?Ca和HCO3?Ca·Mg型;矿井水富集Na+和SO42?,水化学类型为HCO3?Na、SO4?Ca型。研究区水体水化学特征受岩石风化作用、阳离子交换作用和人类活动等因素的共同影响。水体中Ca2+、Mg2+和HCO3?主要来源于碳酸盐岩的溶解, HCO3?还受到硅酸盐岩溶解的影响;SO42?来源于石膏的溶解和煤系地层黄铁矿的氧化,而Na+则受采煤废水排放及阳离子交换作用的影响。总体上,地表水主要受矿业活动影响,基岩裂隙水主要受农业活动的影响,而岩溶地下水受人类活动影响有限。提取了研究区地下水3个主因子,累计贡献率达82.06%,分别代表碳酸盐岩溶解和矿业活动、硅酸盐岩溶解和阳离子交换作用以及农业活动的影响。     

共存离子对硫酸盐还原菌(SRB)还原U(Ⅵ)的影响

采用硫酸盐还原菌(SRB)生物(还原)沉淀法消除地浸含铀废水中的放射性U污染,研究了pH值、SO42-和NO3-对混合SRB菌群对地浸废水中U生物沉淀过程的影响.厌氧序批式实验结果表明,溶液pH值对U生物沉淀存在显著影响,在pH=6.0时U的沉淀率最高达99.4%,随pH值的降低其U的沉淀率也不断降低.SO42-质量浓度低于4 000 mg/L时对U生物沉淀没有影响,但超过5 000 mg/L时会产生明显的抑制作用,且抑制作用随着初始SO42-浓度的上升而加强.NO3-的存在会严重抑制SRB还原沉淀U,只有先彻底去除NO3-才能利用SRB还原沉淀U.因此,寻找分离或驯化培养出嗜酸性SRB菌群以及应用SRB和反硝化细菌(DNB)的混合菌群协同作用对酸法地浸采铀地下水进行原位生物修复具有重要意义.     

黄铵铁矾的制备及其催化性能

以铁泥为原料,经酸浸、过滤、加入硫酸铵、调节pH等工序制得黄铵铁矾((NH4)Fe3(SO4)2(OH)6).采用X线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附等手段对其进行表征.在H2O2/(NH4)Fe3(SO4)2(OH)6类Fenton条件下,对亚甲基蓝(MB)溶液进行处理.考察各种因素对溶液中MB的去除的影响.研究结果表明:在酸性媒介中黄铵铁矾能有效去除水溶液中的MB,去除率随H2O2浓度的增加而增加.100 mL H2O2浓度为11.4 mmol/L,pH为5.6,MB质量浓度为100 mg/L,(NH4)Fe3(SO4)2(OH)6质量浓度为0.9 g/L的水溶液,在80℃时反应20 min后MB的去除率达到99％以上,催化剂循环使用重复性良好.     

镧基改性Fe_3O_4吸附废水中磷酸盐研究

使用镧基改性材料去除废水中磷酸盐已备受关注,然而,如何有效回收镧基吸附剂是有待解决的关键难题。本研究采用水热法合成磁性Fe_3O_4镧基改性复合材料,并以该复合材料作为吸附剂,深入研究了磷酸盐吸附动力学和等温吸附,以及竞争离子、溶液pH值对其吸附效果的影响。研究结果显示,该镧基改性复合材料在吸附磷酸盐120 min后即可达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型。吸附等温线可较好地为Langmuir模型所描述,当温度为25℃时,其最大磷吸附容量可达69.60 mg/g。溶液pH值对复合材料吸附能力有较大影响,在pH值为3～5范围内,其磷吸附能力最高。废水中常见的阴离子对磷酸盐的吸附影响可基本忽略,表明该复合材料对磷酸盐具有较好的选择性。     

镁铝LDH制备及吸附废水中低浓度磷实验研究

本研究采用共沉淀法制备Mg/Al-LDH(层状双氢氧化物)吸附材料,并对其在处理低浓度含磷废水性能应用方面进行实验研究,以确定其最佳的除磷反应条件。研究考察了竞争离子和溶液pH值对吸附反应的影响,并通过等温吸附模型和动力学模型对该材料的除磷性能进行了描述。研究结果表明,Mg/Al-LDH可以高效地吸附废水中的磷,溶液中竞争离子的存在会在一定程度上促进或者抑制吸附反应的进行,磷的去除率变化范围在10%以内;pH值对反应的影响效果不明显,在测试的pH值范围内,磷的去除率都保持在95%以上。研究结果显示该吸附反应为吸热反应,反应前50 min为Mg/Al-LDH快速吸附磷酸盐阶段,反应时间为100 min时达到吸附平衡。