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题名: 典型阴离子和非离子表面活性剂存在下砷的环境行为研究
作者: 梁川
学位类别: 硕士
答辩日期: 2015-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 彭先佳
关键词: 表面 活性剂 ; ; 吸附迁移释放,
学位专业: 环境工程
中文摘要:     随着规模化生产和在工农业以及日常生活中的广泛应用,表面活性剂的大量排放明显影响环境中砷的环境行为。本研究考察了典型阴离子和非离子表面活性剂对砷在铁氧化物上吸附和迁移过程的影响,研究了表面活性剂对沉积物中砷的释放作用,并探讨了表面活性剂影响砷吸附和释放的作用机理。主要得到以下结论:
1)表面活性剂的存在明显降低砷在水铁矿(FH)表面的平衡吸附量和吸附速率,极大提升砷的环境迁移性。表面活性剂SDBS 共存条件下,As(V)和As(III)在FH 包覆石英砂填充柱中的穿透分别比无表面活性剂体系中提前28.89%和22.50%,累积吸附量分别减少17.15%和26.02%;而As(V)和As(III)在预吸附SDBS 的铁氧化物介质中的迁移速度更快,穿透分别提前56.19%和49.25%,穿透累积吸附量分别减少44.52%和57.33%。
 2)表面活性剂对铁氧化物表面被吸附的砷具有一定的脱附能力,并且脱附率随砷的初始吸附量增加而增加。当As(V)和As(III)在FH 表面的吸附量分别达到最大吸附量的97%和79%以上时,SDBS 对其脱附率迅速增加,最终分别达到2.91%和7.31%;动态实验中表面活性剂对As 的洗脱作用更为明显,30 mg/L 的SDBS 对As(V)和As(III)的累积脱附率分别达到10.77%和35.98%。
3)表面活性剂对沉积物中砷具有较强的释放作用,并且释放量受表面活性剂浓度、溶液pH 值、阳离子浓度以及反应时间影响较大。浓度为5 mg/L的SDBS、SDS、AES、Triton X-100 和Tween 80 体系中砷的释放平衡浓度分别达到15.80、15.44、30.09、15.50 和 18.62g / L;溶液 pH值增大有利于促进砷的释放。一价阳离子Na 对表面活性剂释放砷的作用无明显影响,而二价2 Ca  的存在明显降低表面活性剂特别是阴离子表面活性剂对砷的释放;表面活性剂对砷的释放在12h 以内随时间明显增加,12 h 后释放达到平衡。
4)动态条件下,表面活性剂对沉积物中砷具有明显的洗脱作用。填充柱流出液中砷的浓度随时间呈现先明显上升再缓慢下降的趋势,在150 h 以内,所有表面活性剂体系中流出液中砷浓度均在 10g / L以上,五种表面活性剂对砷的动态累积释放 量顺序为 :AES>SDBS>AES>SDBS>AES>SDBS>AES>SDBS> AES>SDBS>AES>SDBS>AES>SDBS>AES>SDBS>SDSSDSSDS≈Triton XTriton XTriton XTriton XTriton XTriton XTriton XTriton X-100>Tween 80 100>Tween 80100>Tween 80100>Tween 80100>Tween 80100>Tween 80100>Tween 80 。
5)表面 活性剂 对沉积物 中专性 吸附 态的 砷具有 较强的释放能力 ,而且被 释 放的 总砷中主要 形态为 As(V)s(V)s(V)s(V),占 总砷释放量 的 65.05% -77.68% ,此外还 包括 部 分 As(III)s(III)s(III)s(III)s(III)s(III)和有机结合 态的 砷,分别占总 分别占总 分别占总 砷释放量的 释放量的 释放量的 19.04% -32.38% 和 2.51% -9.41% 。
6)表面 活性剂影响 砷在 FH 表面 吸附的 作用 机理包括静电作用和吸附竞争 作用 。在 pH 7.5 条件 下, 阴离子 表面活性剂 SDBSSDBSSDBSSDBS的吸附 明显 导致 FH 表面 Zetaetaeta电位 由-1.49 mV 降低到 -39.6 mV ,通过 静电作用 抑制 As(V)s(V)s(V)s(V)的吸附 ;非离子 表面 活性剂的吸附并 不明显 影响 FH 表面 电位 ,仅 通过吸附竞争作用影响 As的吸附 ; 表面活性剂 表面活性剂 表面活性剂 对沉积物 对沉积物 中砷释放的作用机理包括 释放的作用机理包括 释放的作用机理包括 释放的作用机理包括 释放的作用机理包括 释放的作用机理包括 吸附竞争 作用 以及 通过释放沉积 通过释放沉积 通过释放沉积 通过释放沉积 物中 Fe和有机物 对砷的间接 释放 作用 ;表面 活性剂 通过 在沉积物上的吸附 与砷 产生 交换 作用 ;此外 ,表面 活性剂 通过 对 Fe的释放 和对 有机物 的增溶 作用导致 Fe-As 、OM -As 以及 OM -Fe-As 络合物 的释放 ,进而 间接 导致 砷的是 释放 。
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/34345
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梁川--典型阴离子和非离子表面活性剂存在下砷的环境行为研究.pdf(2678KB)学位论文--限制开放 联系获取全文

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梁川. 典型阴离子和非离子表面活性剂存在下砷的环境行为研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2015.
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