Mn_Cr_在黄土上共存吸附特性研究_王艳
211167075_木质素基吸附材料的研究进展
·木质素基吸附材料·木质素基吸附材料的研究进展杨驰1 李鹏辉1，2 魏雨濛1 王艳婷1 吴文娟1，2，*（1. 南京林业大学轻工与食品学院，江苏南京，210037；2. 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，江苏南京，210037）摘要： 木质素是一类含量丰富的天然芳香族聚合物，是木质生物质的三大组分之一，也是制浆造纸过程中的剩余物，其资源开发潜力巨大。
因此，有效地开发木质素有助于缓解资源匮乏问题。
本文首先对木质素的分类方式、组成特性及结构特征进行了总结介绍；其次对木质素的吸附性能、理化性质及其发展前景进行综述，进而概述了国内外木质素基吸附材料的最新研究进展；最后总结了当下木质素基吸附材料领域的研究现状，并在此基础上展望了其高值化利用的前景。
关键词：木质素；复合；吸附中图分类号：TS721；X703 文献标识码：A DOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2023.04.015Review of Lignin -based Adsorption MaterialsYANG Chi 1 LI Penghui 1，2 Wei Yumeng 1 Wang Yanting 1 WU Wenjuan 1，2，*（1.College of Light Industry and Food Engineering ， Nanjing Forestry University ， Nanjing ， Jiangsu Province ， 210037；2.Jiangsu Co -Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources ， Nanjing Forestry University ，Nanjing ， Jiangsu Province ， 210037）（*E -mail ：wenjuanwu@ ）Abstract ： Lignin is a kind of rich natural aromatic polymer and one of the three components of woody biomass ， which is also the residue in the process of pulping ， and its resource development potential is huge. Therefore ， effective exploitation of lignin can help alleviate the prob⁃lem of resource scarcity. In this paper ， the classification ， composition ， and structural characteristics of lignin were summarized. Secondly ， the adsorption properties ， physicochemical properties ， and development prospects of lignin were reviewed ， and the latest research progress of lignin -based adsorption materials at home and abroad was also summarized. Finally ， the current research status in the field of lignin -basedadsorption materials was concluded ， and the prospect of high -value utilization of lignin -based adsorption materials was prospected.Key words ： lignin ； composite ； adsorption当前工业经济发展迅猛，产生的工业废水对土壤和水资源的污染日益严重[1]，主要分为无机工业废水和有机工业废水。
不同建筑固废再生骨料取代率下粗粒土填料永久变形特性及安定行为研究
第 55 卷第 3 期2024 年 3 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.3Mar. 2024不同建筑固废再生骨料取代率下粗粒土填料永久变形特性及安定行为研究肖源杰1, 2，王政1，AMINU Umar Faruk 1，王萌1，李昀博1，孔坤锋3，陈宇亮4，周震5，李志勇4(1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙，410075；2. 重载铁路工程结构教育部重点实验室 (中南大学)，湖南 长沙，410075；3. 中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所，北京，100081；4. 湖南省交通科学研究院有限公司，湖南 长沙，410015；5. 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，广东 广州，510440)摘要：为探究城市建筑拆除固废再生骨料部分或全部取代天然骨料用于粗粒土路基填料的可行性，开展不同再生骨料取代率、含水率、围压和剪应力比等组合下的室内大型静动三轴试验，定量研究土性参数和应力状态对试样抗剪强度和累积塑性应变特性的影响规律。
基于半对数坐标下累积塑性应变发展的多阶段特征，分别考虑不同阶段塑性变形累积速率以及相邻两阶段的塑性变形累积速率的差异，提出适用于建筑固废再生骨料路基填料的新型安定行为判定准则。
研究结果表明：再生骨料路基填料试样的累积塑性应变随含水率和剪应力比的增大而增大，当再生骨料路基填料试样在剪应力比为0.3和0.5时，抗累积变形性能与天然骨料路基填料试验所得的抗累积变形性能接近，综合考虑抗剪强度和累积塑性变形特性的再生骨料路基填料最优取代率为85%；新安定行为判定准则具有较高的准确性，可为相似路基填料的长期路用性能评定提供理论依据。
关键词：道路工程；建筑固废；再生骨料；永久变形；安定行为中图分类号：TU43 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2024）03-1008-15Permanent deformation characteristics and shakedown behavior of coarse-grained fill materials incorporating different proportions ofaggregates recycled from building demolition wastes收稿日期： 2023 −06 −20； 修回日期： 2023 −08 −20基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52178443)；国家重点研发计划项目(2019YFC1904704)；交通运输部重点科技项目(2022-MS5-122)；中南大学研究生自主探索创新项目(2023ZZTS0019) (Project(52178443) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2019YFC1904704) supported by the National Key Research & Development Program of China; Project(2022-MS5-122) supported by the Ministry of Transport Key Science & Technology Program of China; Project(2023ZZTS0019) supported by the Graduate Student Free Exploration Innovation Program of Central South University)通信作者：王萌，博士研究生，从事路基工程研究；E-mail ：**************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.03.015引用格式： 肖源杰, 王政, AMINU Umar Faruk, 等. 不同建筑固废再生骨料取代率下粗粒土填料永久变形特性及安定行为研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(3): 1008−1022.Citation: XIAO Yuanjie, WANG Zheng, AMINU Umar Faruk, et al. Permanent deformation characteristics and shakedown behavior of coarse-grained fill materials incorporating different proportions of aggregates recycled from building demolition wastes[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(3): 1008−1022.第 3 期肖源杰，等：不同建筑固废再生骨料取代率下粗粒土填料永久变形特性及安定行为研究XIAO Yuanjie1, 2, WANG Zheng1, AMINU Umar Faruk1, WANG Meng1, LI Yunbo1, KONG Kunfeng3,CHEN Yuliang4, ZHOU Zhen5, LI Zhiyong4(1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;2. MOE Key Laboratory of Engineering Structure of Heavy Haul Railway(Central South University),Changsha 410075, China;3. Railway Engineering Research Institute, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited,Beijing 100081, China;4. Hunan Communications Research Institute Co. Ltd., Changsha 410015, China;5. Guangdong Communication Planning & Design Institute Group Co. Ltd., Guangzhou 510440, China)Abstract:In order to address the feasibility of the mixed subgrade filling of natural aggregate and recycled aggregates from construction and demolition waste(RAW), laboratory static/dynamic triaxial tests under different conditions of recycled aggregate replacement rate, moisture content, confining pressure and shear stress ratio were carried out, and the effect of index properties and stress states on the shear strength and accumulative plastic strain characteristics of the specimen were explored. Based on the multi-stage characteristics of plastic strain development under semi-logarithmic coordinates, and considering the plastic deformation accumulation rate at different stages and the difference in plastic deformation accumulation rate in adjacent two stages, a new shakedown behavior determination criterion suitable for subgrade filling mixed with RAW was proposed. The results show that the accumulative plastic strain of the specimen increases with the increase of moisture content and shear stress ratio, and the specimens mixed with RAW show similar plastic deformation resistance ability compared to natural aggregate when the shear stress ratio is 0.3 and 0.5. After comprehensive comparative analysis of strength and deformation characteristics, it is recommended to use recycled aggregate subgrade filled with 85% replacement rate. The new shakedown behavior determination criterion has high accuracy and can provide a theoretical basis for the long-term pavement performance evaluation of similar subgrade fillings.Key words: road engineering; construction and demolition waste; recycled aggregates; permanent deformation;shakedown behavior随着中国城市化进程迅速发展，新建基础设施和老旧城区改造产生的建筑垃圾量急剧攀升[1]，但综合循环再生利用率距《“十四五”循环经济发展规划》提出的“到2025年，建筑垃圾综合利用率达到60%”这一目标仍存在差距。
铬在土壤中的吸附解吸研究进展
铬在土壤中的吸附解吸研究进展收稿日期：２００６－０７－０６；收稿日期：２００６－０８－２０基金项目：江苏省交通厅重点资助项目（０２Ｙ０３１）作者简介：桂新安（１９８２－），男，江西进贤人，硕士研究生，主要从事环境化学、污染土壤修复等方面研究。
铬是动物和人体必须的微量元素之一。
但大量的铬进入环境对人体，植物和动物都会产生很大的危害。
随着现代工业的飞速发展，产生铬污染的主要生产和工艺已经涉及冶金，化工，农业，医学等多个领域，上述工业生产中，均可产生含铬“三废”。
在美国，Ｃｒ被认为是与Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ并列的四种主要污染物质之一。
这些污染物的排放已经造成土壤的严重污染。
在土壤环境中，铬主要以Ｃｒ（Ⅲ）和Ｃｒ（Ⅵ）［１，２］两种形态存在，但是Ｃｒ（Ⅲ）相比Ｃｒ（Ⅵ）相对稳定［３］，毒性也相对较小，它们在土壤中处于吸附和解吸的动态平衡中，土壤性质对铬的吸附解吸动态影响很大，直接影响到土壤中铬的迁移转化和固定特性。
因此研究土壤对铬的吸附和解吸特性，对土壤中重金属污染的防治与修复具有重要意义。
文章主要对铬在土壤中吸附解吸机理、影响因素以及动力学模型的研究进展进行了综述。
１铬在土壤中的吸附解吸机理铬在土壤中的吸附主要以离子交换吸附（非专性吸附）、专性吸附或物理表面沉淀吸附为主。
土壤环境中的粘土矿物胶体常带有净电荷［４］，对金属离子会产生静电引力，这种吸附通常是在很短的时间内发生。
易秀等［５］研究发现土壤中的许多活性组分对水相铬（Ⅲ）离子产生阳离子交换作用，其吸附是以阳离子交换吸附为主。
刘云惠等［６］研究表明土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附主要发生在ｐＨ２～６范围内，是带负电荷的土壤无机胶体和有机胶体对阳离子的吸附。
这种吸附是由静电引力产生的非专性吸附。
带正电荷的土壤胶体可交换吸附以ＣｒＯ４２－、ＨＣｒＯ４－、Ｃｒ２Ｏ７２－形式存在的铬阴离子，如土壤中带正电荷的氯化铁或水合氧化铁胶体对Ｃｒ（Ⅵ）的吸附能力很大。
土壤有机质的主体腐殖质其上有许多功能团－ＣＯＯＨ、－ＮＨ２、苯酚官能团［７］等，因此Ｃｒ（Ⅲ）与有机质容易产生络合－螯合反应，形成化学黏合剂，使Ｃｒ（Ⅲ）被牢固的吸附住，可以增加了土壤中铬（ＩＩＩ）的吸附量［８］，这种吸附就是Ｃｒ的专性吸附。
新型过硫酸盐活化技术降解有机污染物的研究进展
马兰黄土剩磁不存在显著Lock-in效应来自Laschamp地磁漂移的证据
430 中国科学 D 辑 地球科学 2006, 36 (5): 430~437马兰黄土剩磁不存在显著Lock-in 效应: 来自Laschamp 地磁漂移的证据*朱日祥①**刘青松①②潘永信① 邓成龙① 张 睿① 王先锋③(① 中国科学院地质与地球物理研究所古地磁与年代学实验室(岩石圈演化国家重点实验室), 北京 100029; ② Institute of Geophysics and Planetary Geophysics, University of California, Santa Cruz, CA 95064, USA; ③ Department of Geology and Geophysics, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455, USA)摘要 中国黄土-古土壤序列的年代框架主要是基于磁性地层所建立的. 然而, 黄土剩磁是否存在显著的lock-in 效应, 目前仍存在很大争议. 通过比较黄土高原洛川剖面记录的地磁异常和大西洋Heinrich 冰筏事件在马兰黄土地层中的位置, 揭示了Laschamp 地磁漂移被记录在两次寒冷事件(距今~39 ka 的H4及~48 ka 的H5)之间, 估算的Laschamp 地磁漂移相应的年代大约为41.7~43.7 ka, 与该地磁事件的年龄(大约40~41 ka)相近. 这说明, 马兰黄土的剩磁不存在显著的Lock-in 效应.关键词 中国黄土 Laschamp 地磁漂移 Heinrich 事件 Lock-in 效应收稿日期: 2005-11-14; 接受日期: 2006-03-13*国家自然科学基金创新研究群体项目(批准号: 40221402)和中国科学院知识创新工程项目(批准号: KZCX-3-SW-150)资助 ** E-mail: *****************通过磁性地层和同位素定年建立合理的年代框架一直是利用沉积物进行古气候研究的重要内容. 然而, 受沉积剩磁Lock-in 效应的影响, 对陆地和海洋沉积物剖面直接进行磁性地层对比变得复杂化. 目前, 对记录于中国黄土和海相沉积物的松山/布容极性转换界线(M/B, 发生在约780 ka 前)的地层位置和对应气候状态不一致性的解释还存在着较大的 争议.Tauxe 等[1]确定了记录在深海沉积物中的M/B 界线对应于深海氧同位素19阶段(MIS19)(相当于间冰期). 然而, M/B 界线却记录于中国黄土的L8层(为冰期沉积)[2,3]. M/B 界线在黄土和海相记录的这种差异性被广泛归因于Lock-in 效应, 即中国黄土剩磁大约存在1~2 m 的Lock-in 深度, 对应的时间尺度大约20~30 ka [2,4~6]. Heslop 等[6]推断上覆的古土壤层S7而不是L8更应与MIS19阶段对应. 最近, Spassov 等[7]从理论上探讨了灵台黄土-古土壤序列记录的M/B 界线与海洋沉积物差异的可能模式.然而, 中国黄土剩磁是否存在如上所述这样显著的Lock-in 效应? Zhu 等[8]和Pan 等[9]注意到至少末次第5期朱日祥等: 马兰黄土剩磁不存在显著Lock-in效应: 来自Laschamp地磁漂移的证据431间冰期以来黄土沉积物的剩磁似乎不存在显著的Lock-in效应. 此外, 自MIS5以来中国黄土记录的地磁场相对强度与不同地区海洋沉积物记录的地磁场相对强度综合结果基本是一致的[10], 朱日祥等[11]认为陆地和海洋沉积物记录古气候的差异可能是造成观测到的M/B界线差异的原因. 最近, Yang等[12]发现, 早更新世黄土也可以真实记录地磁极性事件, 这说明中国黄土剩磁的Lock-in深度可能与海相沉积物没有显著差别.为了确定中国黄土剩磁是否存在显著的Lock-in 效应, 首先需要测定地磁极性事件发生的准确年代. 放射性碳同位素(14C)测定只是对于年轻的层序(< 30 ka)十分精确. 热释光(TL)测年能应用于更为古老的地层单元, 比如 ~100 ka, 但是TL定年存在较大的误差. Porter 和An[13]揭示出受西风影响, 黄土高原石英颗粒的变化真实地记录了Heinrich事件(冰筏沉积事件). 最近, Wang等[14]利用铀系测年法确定了晚更新世季风的变化, 进一步修正了全球性Heinrich事件的绝对年龄. 根据Wang等[14]的年代模式, Heinrich事件中H4和H5的年代分别为39和48 ka. 因此, 利用这两个Heinrich事件和Laschamp地磁漂移(~40~41 ka)在同一个黄土剖面的相对位置比较, 可以确定马兰黄土的剩磁是否存在显著的Lock-in 效应.本文的目的就是通过研究经典的洛川剖面末次间冰期以来的沉积物, 检测马兰黄土的剩磁是否存在显著的Lock-in效应. Porter和An等[13]已很好地研究了该剖面的地层和石英颗粒粒度变化. 因此, 本文主要集中研究该剖面马兰黄土剩磁记录及其与石英粒度信号的相关性.1 采样及实验方法1.1 采样洛川剖面(35°45′N, 109°25′E)位于黄土高原中部, 西安市东北约200 km(图1). 为了尽可能地排除表层沉积物受到的风化作用和植被扰动的影响, 我们选择沿着冲沟壁进行采样, 并先清除了大约半米厚的表层沉积物. 对末次间冰期以来沉积物(深度0~11.6 m)连续采集边长10 cm, 高约30 cm的大块柱状定向古地磁标本, 在室内加工成2 cm×2 cm×2 cm的立方体定向样品.图1 中国黄土高原及采样点位置简图实心和空心箭头分别指示冬季风和夏季风1.2 磁性测量首先使用KLY-3卡帕桥系统测量了低场磁化率(k)和磁化率各向异性(AMS). 使用2G公司产760-R 超导磁力仪, 以步长10~50°C对部分样品进行了系统热退磁, 以步长5 mT对所有样品进行了逐步交变(AF)退磁. 特征剩磁的磁倾角, 磁偏角以及最大角偏差(MAD)由交变场5~60 mT范围内的退磁数据拟合得到. 相对强度利用天然剩磁(NRM)和非磁滞剩磁(ARM)之比, 即NRM15mT/ARM的比值估算, 这里NRM15mT指样品NRM以15 mT交变场清洗后的剩磁强度. Pan等[15]详细讨论了地磁场相对强度的研究方法、实验技术以及中国黄土记录地磁场相对强度的可靠程度.通常用磁化率椭球体的三个主轴, 即最大、中间和最小磁化率主轴(K1, K2和K3), 表示磁化率各向异性(AMS)特征. Zhu等[16]给出了中国黄土磁化率各项异性参数的详细解释, 本文主要关注磁化率最大轴倾角(K1-Inc).2 结果图2比较了本次研究与Porter和An[13]给出的磁化率随深度变化曲线, 两项独立研究中无论大尺度和432中国科学D辑地球科学第36卷微尺度的磁化率变化都显示出很好的一致性. 通过与SPECMAP δ 18O曲线(图2(a))对比获得了6个年龄控制点(详见下面讨论部分).图2(a) SPECMAP δ 18O年龄曲线图; (b)和(c)分别为文献[13]和本次研究剖面磁化率随深度变化图, 图(b)中细实线表示石英颗粒中值粒径(数据来自文献[13]), 其中显著的峰值分别命名为P1−P6, TL年龄标注在(b)中图3(a)和(b)给出了4个代表性样品的退磁矢量正交投影图、剩磁强度衰减图和等面积投影图. 比较图3(a), (b)可以看出, 热退磁和交变退磁具有很好的重复性。
26932931_黄土高原灌丛生态系统土壤呼吸特征及其影响因素
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土壤呼吸作用是土壤中异养生物 如土壤微生 物和自养生物如植物根 通过呼吸作用释放二氧 化碳的过程是全球碳循环的关键组成部分全球土 壤二氧化碳排放总量被认为是全球碳循环中最大的 通量之一5 土壤二氧化碳排放量是燃烧化石燃 料产生的二氧化碳排放量的 56 倍= 是大气中碳的 主要来源它可以促进气候变暖进而通过影响植物 根丛枝菌根真菌和其他异养生物的呼吸扩大土壤 二氧化碳的外排8 因此研究土壤呼吸对了解全 球碳循环和应对气候变化具有重要意义
T5&a"/"(|(OE/\Q'/"Q'OQUB1Q<!OM'/-L+1;+) nQ'"!%(;"C'+M D(0+Q) QUI!+)/Wm+q/) [)+](';+"OQUS(1!)QLQ0OWm+q/) j566?JWI!+)/Z =&I!+)/4);"+"-"(QUV/"('D(;Q-'1(;/)M XOM'Q#Q%('D(;(/'1!WY(+.+)056668JWI!+)/Z
补水条件下冻融对冬灌区饱和黄土抗剪强度的影响
研究探讨 Research302 补水条件下冻融对冬灌区饱和黄土抗剪强度的影响潘 鹏 李 剑 刘 宁 郝佳兴（宁夏大学土木与水利工程学院 银川 750021）中图分类号：TU443 文献标识码：A 文章编号1007-6344（2017）05-0302-02摘 要：针对冬灌区黄土工程冻害严重的问题，结合黄土的区域性特点以及当地气候条件和不良的水文地质情况，以初始干密度、冻融循环次数为因素，在开放补水条件下，采用单向冻融法研究了冬灌区饱和黄土抗剪强度的冻融效应，分析作用规律和机理。
试验结果表明：冻融使黄土的抗剪强度减小，冻融引起的粘聚力损失量和内摩擦角损失量均在多次冻融后趋于稳定，且初始干密度越大，达到稳定所需的冻融循环次数越多；初始干密度越大，粘聚力损失量的增幅越大，而内摩擦角损失量的增幅越小。
建立了补水条件下粘聚力损失量、内摩擦角损失量分别冻融次数、初始干密度的关系模型，相关性良好。
关键词：黄土；冻融循环；补水；抗剪强度0前言宁夏地处蒙古冷空气南下之要冲，冬季平均最低气温-28.4℃，昼夜温差大。
宁夏黄土具有粉粒性、冻胀敏感性、毛细水上升高度大等特点[1]。
加之每年10月下旬开始冬灌，地下水位显著升高，浅层土含水率增大，路基、渠道及其衬砌遭到严重冻胀破坏[1]。
国内外关于冻融效应对季节性冻土影响的研究已取得了不少成果，有较为统一的结论：冻融使土的模量降低[2]，渗透性增大[3]；使松散土的的体积和孔隙减小，使密实土的体积和孔隙增大[4]，团粒粒径向均一性趋势发展[3]；水及盐分向冷端迁移[5]，且温度梯度越大，冻融效应愈大等。
但因土质和试验方法的不同有些结论差异很大：如Chuilin Y M 等多数研究者表明冻融后土体强度降低[6]，有的却发现强度增加[7]或者变化不大[8]。
同时黄土的冻融效应具有明显的区域性，如叶万军等发现冻融使洛川黄土冻胀、黏聚力下降，而铜川黄土冻缩、黏聚力升高[9]。
针对宁夏黄土工程冻害严重的问题，结合当地严酷的气候条件和不良的水文地质环境，在补水条件下，开展宁夏冬灌区饱和黄土强度特性的冻融效应研究，对发展西部地区基础建设具有重要意义。
高煤阶煤的吸附特征分析
较原煤吸附量平均高出 9～11m ／t，表明煤岩中无
机矿物含量对煤的吸附能力影响较大；从上下主煤 层兰氏体积大小比较来看，有些矿区上主煤层兰氏 体积大于下主煤层，有的则相反；总体上下主煤层 的原煤、可燃基兰氏体积大于上主煤层的居多，下 主煤层的吸附能力较上主煤层有更好的趋势。上下 主煤层兰氏体积和压力的关系较复杂。
摘 要 利用沁水盆地煤层气相关资料和煤层气等温吸附实验方法，对高煤阶煤吸附特征及其影响因素进行 了分析。分析表明：煤吸附能力受温度和压力综合作用影响，煤中水分含量的增加降低了煤岩的吸附性，兰氏压 力在一定条件下随镜质体反射率的增大而增大，并认为煤阶和显微组分是影响沁水盆地高煤阶煤吸附特征的主控 因素。 关键词 沁水盆地 煤层气 高煤阶 吸附特征 控制因素
相关关系。在不同压力区间，其吸附量的增加速度 不尽相同， 0～2 MPa 的区间内， CH4 的吸附量急剧 缓，最后趋于稳定，此时煤岩对 CH4 的吸附达到饱 和状态。 32 /Natural Gas Technology 上升，成近似线性增加。此后吸附量增加速度变
较分散。在灰分含量小于 20% 时，兰氏体积随灰分 含量的增加而减少；当灰分含量大于 20% 时，兰氏
笔者对沁水盆地中晋城、西山、阳泉和潞安 4 个
吸附曲线与吸附特征参数。平衡水分条件下的吸附 更接近实际情况，其通常要求将煤粉碎至粒度为
一、吸附性能实验
层中，其中以吸附气为主，约占 90％ 以上。吸附是 煤中，其理论模式可分为朗格缪尔模式、 BET 模式
[2]
煤层气以吸附、游离和溶解 3 种状态存在于煤储
年 ） 等研究发现：煤层在未达到临界水分 （平衡水分 ） 时，
水分会降低煤对 CH4 的吸附量。Joubert （1973、1974
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第8期
王 艳，等. Mn(II)、Cr(III)在黄土上共存吸附特性研究 表 1 复合体系中 Mn(Ⅱ)的等温吸附参数 Table 1 Parameters of Mn(Ⅱ) adsorption isotherm in combined system Langmuir 模型 Q/(mg·g 1) b/(L·mg 1) 2.620 0.230 3.283 0.105 4.246 0.338 5.777 0.120 6.693 0.105 Freundlich 模型 KF/(mg·g-1) n 1.720 13.282 2.046 13.570 2.143 7.361 2.083 5.174 2.014 4.420 D–R 模型 K/(mol2·kJ-2) E/(kJ·mol-1) 0.001 -22.729 0.001 -24.520 0.001 -18.380 0.002 -16.013 0.002 -15.467
上海雷磁仪器)测试， 将装有试样的离心管置于恒温摇 床中，温度固定为 25℃，以 160 rpm 转速振荡 24 h。 平衡溶液中 Mn，Cr 的浓度测试方法同上节。 为了确保试验结果的可靠性，所有 Batch 试验都 进行了两组平行试验求取平均值，并且进行了空白样 试验测试重金属离子的初始浓度。黄土对重金属的吸 附量 qe 和去除效率 R 可表示为 C Ce V qe 0 ， (1) m C Ce 100% ， (2) R 0 C0 式中， C0 ， Ce 分别为重金属离子的初始浓度与平衡 浓度（mg/L）， V 为溶液的体积（L）， m 为黄土的 质量（g）。
0 引
言ห้องสมุดไป่ตู้
重金属是土体污染中最重要的污染物质之一，大 多数重金属具有可迁移性差、不能降解等特点。由于 重金属在土中和生物体内会积累富集，即使某种重金 属污染源的浓度较低， 但排放量很大或长时间的排放， 其对环境的危害性仍然非常严重。重金属污染是“十 一五”凸显的重大环境问题，国家对重金属污染高度 重视， 《重金属污染综合防治“十二五”规划》成为第 一个得到国务院批复的“十二五”国家规划。 土中的重金属污染可能是以某一种重金属元素为 主，但往往伴随有其他元素的存在，即重金属复合污 染。矿山开采、污泥农用、废水灌溉、污染灰尘沉降
1 材料与试验方法
1.1 试验材料 试验所用的黄土来自西安郊区某工地，取自地表 以下 5 m 的非饱和带， 是黄土高原上第四季典型黄土。 先将风干后的黄土置于 105℃烘箱中 24 h，待冷却至 室温后，过 0.25 mm 筛，将过筛后的黄土储存在塑料 袋备用。 黄土的化学组成成分： SiO2 为 63.68%， Al2O3 为 12.77%，CaO 为 9.56%，MgO 为 3.14%，K2O 为 3.01%， Fe2O3 为 2.74%， Na2O 为 2.35%， FeO 为 0.89%； 其基本参数：有机质为 5.5 mg/g，比重为 2.75，比表 面积为 24.1 m2/g，阳离子交换量为 11.2 cmol(+)kg， pHna 为 9.5，pHpzc 为 2.82。分别将 3.602 g 的 MnCl2• 4H2O 和 5.124 g 的 CrCl3•6H2O（分析纯等级）溶于 1L 去离子水中配成 1g/L 的 Mn(Ⅱ)溶液和 1g/L 的 Cr(Ⅲ)溶液。将锥形瓶和离心管先用 0.01M 的硝酸浸 泡 24 h，然后用去离子水冲洗 3 遍。 1.2 等温吸附试验 5 组 Batch 试验用于研究不同温度时 Mn(Ⅱ)、 Cr(Ⅲ)共存时在黄土表面的吸附特性，温度分别设为 5℃、15℃，25℃，35℃，45℃。试验中为了排除重金 属离子浓度差异的干扰，设定 Batch 系统里两种重金 属离子的初始浓度相同。 每组试验中土水比固定为 10 g/L，Mn(II)、Cr(III)的初始浓度分别设定为 25，50， 100，200，300 mg/L。将装有试样的离心管编号，置 于恒温摇床，温度保持为 25℃，以 160 rpm 转速振荡 24h 。 然 后 ， 将 浆 液 用 小 型 多 管 架 平 衡 离 心 机 （TDZ5-WS， 长沙湘仪离心机仪器有限公司） 以 3000 rpm 转速离心 10 min，离心所得上清液用原子分光光 度计（TAS-990，北京普析通用仪器有限公司）检测 平衡溶液中 Mn，Cr 的浓度。 1.3 pH 效应试验 将适量的 Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)溶液和黄土倒入离心管 中制备 30 ml 的溶液（土水比 10 g/L，Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ) 浓度 100 mg/L） 。溶液初始 pH 值用 0.1M 盐酸溶液和 氢氧化钠溶液调节，以便了解 pH 的变化对溶液中 Mn(Ⅱ)去除效果的影响，溶液 pH 用 pH 计(PHSJ-3F，
2 结果与讨论
2.1 Mn(II)的等温吸附特性 图 1 所示为当溶液中 Mn(Ⅱ)、 Cr(Ⅲ)共存时 Mn(Ⅱ) 在黄土上的等温吸附曲线。从试验结果发现，在有 Cr(Ⅲ) 存在的环境中，Mn(Ⅱ) 在黄土上的等温吸附曲 线与单一 Mn(Ⅱ)的情况相似，都属于“L”型[10-11]。 单位黄土上 Mn(Ⅱ)的吸附量随着 Mn(Ⅱ)的浓度增大 而增加，并趋于饱和。随着温度的不断升高，Mn(Ⅱ) 的吸附量逐渐增加， 变化规律与单一 Mn(Ⅱ)在黄土上 的吸附规律相似，尝试将试验数据用 Langmuir 模型、 Freundlich 模型和 D-R 模型分析[12]。
第 37 卷 第 8 期 2015 年 .8 月
岩
土
工
程
学
报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol.37 No.8 Aug. 2015
DOI：10.11779/CJGE201508020
Mn(II)、Cr(III)在黄土上共存吸附特性研究
王 艳 ，唐晓武 ，刘干斌
─────── 基金项目：国家自然科学基金项目（51308310） ；浙江省自然科学基金 项目（LQ13E080007） ；宁波市自然科学基金项目（2014A610105） ； 宁波大学校科研基金项目（XYL14019） 收稿日期：2014–09–14
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2015 年
是一种潜在的防污屏障材料[5-8]。 在重金属复合污染体 系中，重金属之间的相互作用可能会影响重金属在土 水界面的赋存特性，导致与单一重金属的土水界面特 性不一致。前期已对对锰、铬单一重金属在黄土上吸 附特性进行了研究，并对单一重金属与黄土相互作用 机理进行了详细深入的探讨[8-10]。本文在此基础上进 一步对锰铬重金属复合体系在黄土上的吸附特性进行 研究，更具有实际应用价值，以期为场地重金属复合 污染的风险评估及污染物围堵提供科学的参考依据。
Abstract: Heavy metal is one of the most important pollutants in soil, and heavy metal-combined pollution is the most common form. Behavior of Mn(II) and Cr(III) adsorption in loess soil is studied through a series of experiments in laboratory. Adsorption of Mn(II) is found to be inhibited in Mn(II)-Cr(III)-combined system and the adsorption capacity decreases by 14.6%～46.5%, while adsorption of Cr(III) is basically not influenced. Mn(II) adsorption agrees well with that of the Langmuir model but not with that of the Freundlich and D-R models, while Cr(III) adsorption still agrees well with that of the Freundlich and D-R models. At pH around 5～7, removal of Mn(II) becomes more efficient, and that of Cr(III) becomes less efficient. Under alkaline condition, Cr(III) is almost completely removed, but Mn(II) removal is inhibited greatly. The physical property of heavy metal (i.e., hydrolysis constant) and minerals in loess soil both are found to play important roles in adsorption of Mn(II) and Cr(III). Key words: manganese; chromium; combined pollution; adsorption; loess soil
等工农业生产活动都会加重土体重金属复合污染。 锰、 铬广泛应用于冶金、电镀、印染等各种行业里。一旦大 量排放到环境中，会使生物体产生严重的毒性效应[1-3]。 污水综合排放标准中规定总铬的最高允许排放浓度为 1.5 mg/L，总锰的排放限值 2.0～5.0 mg/L[4]。 笔者所在课题组前期以黄土作为防污材料，研究 了其对单一重金属的阻滞能力，发现黄土对重金属 Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)等的吸附能力优异，
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(1. 宁波大学建筑工程与环境学院，浙江 宁波 315211；2.浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058)
摘
要：重金属是土体污染中最重要的污染物质之一，土中的重金属污染往往是复合污染的形式。通过一系列室内试