4.3.1 批式吸附实验
批式吸附实验用北山地下水或NaClO4溶液作背景电解质溶液,在大气环境中进行,考察了包括离子强度、p H、温度和固液比在内的多种因素的影响。
所有批式吸附实验均在10 m L 国产聚乙烯连盖离心管中进行。实验过程中,向10 m L的离心管中加入0.32 g 高庙子膨润土和8.0 m L 北山地下水或一定浓度的NaClO4溶液,用微量的HClO4或NaOH 溶液调节各离心管中悬浊液的p H 并使之稳定在实验设定值,持续振荡,至悬浊液达到预平衡。
在悬浊液达到稳定状态后,向每根离心管中加入约20μL 的Na125I示踪剂,继续调节悬浊液的酸碱度至体系稳定,并将离心管放置于旋转培养器上持续振荡至吸附平衡。吸附达到平衡后,通过10 000 rpm 高速离心分离水相,并用0.22μm 过滤器过滤上清液,定量取出上清液和悬浊液并利用自动γ计数器测量其放射性活度。
在批式吸附实验过程中,研究温度影响时,采用自制恒温箱控制实验温度;研究离子强度影响时,使用NaClO4的浓度分别为0.010 mol/L、0.10 mol/L和0.50 mol/L;解吸附实验中,向每个解吸附样品试管中加入8.00 m L 0.10 mol/L NaClO4溶液,然后按照与批式吸附实验相同的方法进行分离和测量,并根据解吸附溶液中碘离子的浓度计算高庙子膨润土的解吸附量。研究中批式吸附实验的具体内容及实验条件如表411所示。
表4-11 批式吸附实验的内容及相关实验条件

批式吸附实验的数据处理方法如下。
通过批式吸附实验能够获得对应条件下125I在高庙子膨润土中的吸附平衡分配系数(Kd,m L/g)及相对固相浓度(q,mmol/g)等相关参数。吸附百分比(AP,%)、吸附平衡分配系数、相对固相浓度和脱附率Rd分别计算如下:

式中,A0、Aeq分别为吸附平衡时125I-在悬浮液和上清液中的放射性比活度,dpm/m L;A'eq为解吸附后上清液中放射性碘的比活度,dpm/m L;C0为液相中125I-的初始浓度,mol/L;V 为液相体积,m L;m 为固相的质量,g。通过平行实验和分步误差计算,吸附平衡分配系数和吸附平衡常数的误差约为±5%。