大豆和小麦根系对菲的吸持作用及其生物有效性

不同作物根系对多环芳烃(PAHs)的吸持作用及其生物有效性研究有助于深入揭示PAHs在生态系统中的环境行为和科学评估PAHs的生态风险.然而,不同作物根系吸持PAHs的差异性及其生物有效性鲜有报道.为此,本研究以菲作为PAHs的代表,探究了不同条件下大豆和小麦根系对菲的吸持/解吸及其吸持菲的有效性.结果表明,根系菲吸持随时间的变化表现为:活体根处理先增加再降低而后趋于平衡,这与活体根系存在菲转运延迟有关;灭活根和烘干根处理则先增加而后趋于平衡.根系的比表面积越大,脂肪含量越高,菲的吸持速率越快.不同菲浓度条件下,各处理根系菲的吸持量均随平衡浓度的增加而增大,Henry吸附等温式拟合R2均大于0.973,灭活根和烘干根用Freundlich吸附等温式拟合效果更好,小麦根系的Langmuir吸附等温式拟合效果优于大豆根系,说明分配作用和表面吸附共同控制作物根系菲的吸持,而活体根系与菲存在特殊的键合作用,其拟合效果较差.脂肪含量越高、含水率越高、膜的通透性越大,根系的吸持容量也越大.吸持在根系上的菲的解吸率的大小顺序为活体根烘干根灭活根;大豆各处理根系小于相应的小麦根系.不同根系吸持菲的生物有效性与解吸结果一致,因此可以用解吸率评价其生物有效性.研究结果可为作物根系吸持PAHs的当季和后茬作物有效性评估提供依据.     

小麦秸秆生物碳质吸附剂从水中吸附硝基苯的机理

在炭化温度为300℃下,以小麦秸秆为材料制备生物碳质吸附剂,采用批量平衡试验,研究了其对水中硝基苯的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨其吸附硝基苯的作用机理.结果表明,硝基苯在生物碳质上的吸附过程符合拉格朗日假二级动力学方程,反应活化能为12.2 kJ/mol;吸附行为可用Freundlich吸附等温方程描述,饱和吸附容量为91.58 mg/g.由吸附热力学方程计算得到的等量吸附焓变(ΔH)<0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明生物碳质对硝基苯的吸附为放热和熵减少的自发过程.      

富里酸对针铁矿吸附Cr(Ⅵ)的影响机理

为研究复杂三元体系中FA(fulvic acid,富里酸)对针铁矿吸附Cr(Ⅵ)的影响,探究FA对重金属Cr(Ⅵ)在环境中迁移转化的作用机理,通过改变FA的添加顺序及添加量,系统研究了FA存在时Cr(Ⅵ)在针铁矿上的吸附行为.结果表明:不添加FA时,离子强度增大促进了针铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附;ρ(FA)为50 mg/L时,离子强度增加会抑制针铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附.pH为6.98、离子强度为1.0 mol/L时,针铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附量比不添加FA时高11.0%.pH为2.98时,添加FA后针铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附量最大,比不添加FA时高31.9%.无论是否添加FA,升温均有利于针铁矿对Cr(Ⅵ)吸附,其吸附机理可能是氢键、偶极间力等作用.FA的添加顺序对Cr(Ⅵ)吸附量的影响表现为后添加FA>先添加FA>同时添加FA>对照.研究显示,FA的存在能显著改变针铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附行为.      

高效生物吸附剂处理含铬废水

将菌株(R32)和复合菌群(Fh01)2种生物吸附剂与活性污泥进行复合使用,观察了柱式生物曝气法对高浓度含铬模拟水样和含铬电镀废水的生物吸附效果.结果表明,这2种吸附剂性能稳定,对进水pH值适应范围广,当pH值为1.0～7.0时,R32对50.0mg/L铬的去除率达71%～86%;当pH值为1.0～5.0时,Fh01对铬的去除率均在60%以上.R32对铬浓度、进水速度、处理时间等因素均具有较好的适应性.而Fh01对低浓度含铬废水的处理效率高,当总Cr浓度为5.0～20.0mg/L时,对铬的去除率达100%.R32和Fh01串联曝气处理效果理想,吸附2h后,对总Cr,Cu2+,CODCr浓度分别为78.3,2.29,45.0mg/L的电镀废水的去除率分别高达94.0%,99.2%,74.5%.     

光助MIL-101(Fe)活化过氧化氢氧化洛克沙胂及同步吸附生成的砷酸根

采用铁基金属有机框架(MIL-101(Fe))在模拟太阳光下活化过氧化氢氧化降解ROX—吸附去除生成的砷酸根.结果表明,光助MIL-101(Fe)(250mg/L)活化氧化剂H2O2(1.0mmol/L)体系可在120min内实现95.27％的ROX去除率,反应过程中形成的无机砷酸盐(As(Ⅴ))会吸附在MIL-101...     

我国西北黄土对阿特拉津的吸附行为及影响因素

为了探讨ATZ(阿特拉津)在黄土中的吸附/解吸行为及主要影响因素,以我国西北黄土为供试土样,采用批量试验法研究了黄土对ATZ的吸附动力学和热力学行为特征. 结果表明:黄土对ATZ的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,吸附热力学过程更符合线性分配的Henry吸附模型(R2>0.90),吸附过程中ΔGθ(吉布斯自由能)及ΔHθ(焓变)均小于0、ΔSθ(熵变)大于0,25～45 ℃温度范围内E(吸附平均自由能)为0.86～1.30 kJ/mol,表明黄土对ATZ的吸附过程以物理吸附为主,属于自发放热过程且导致吸附体系混乱度增加. 黄土对ATZ的吸附影响因素分析结果显示,随着系统温度的升高,ATZ在黄土中的饱和吸附量下降;pH在2～10范围内变化时,ATZ在黄土中的饱和吸附量随pH的增加呈明显降低趋势;初始ρ(ATZ)从2.5 mg/L增至10.0 mg/L时,黄土对ATZ的饱和吸附量也相应地从0.082 5 mg/g增至0.621 0 mg/g. 结果显示,ATZ在黄土中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程主要受到土壤有机质疏水性分配作用的影响.      

黄河兰州段沉积物对水体中萘的吸附行为及影响

为研究典型有机污染物在黄河兰州段沉积物的吸附规律及影响,以黄河兰州段的沉积物为供试样品,选择萘（naphthalene）为代表性有机污染物,采用批量试验法研究了污染物萘在黄河沉积物上的吸附动力学、吸附热力学、初始质量浓度、pH、离子强度、粒径等影响因素以及解吸动力学.结果表明:黄河沉积物对萘的吸附动力学更符合准二级动力学模型,且吸附过程主要分为快吸附（0~4 h）和慢吸附（4~8 h）两个阶段,在8 h左右达到平衡;Freundlich模型能较好地拟合热力学吸附特征.在25~45℃的温度范围内,E（吸附平均自由能）为0.288~0.316 kJ/mol（< 8 kJ/mol）,吸附过程中,ΔGθ（吉布斯自由能）小于0,ΔSθ（熵变）与ΔHθ（焓变）均大于0,说明萘在黄河沉积物上的吸附是一个自发的混乱度增大的吸热过程,且以物理吸附为主.影响因素分析结果显示,随着沉积物粒径的增大,萘在其上的吸附量逐渐减小;增大吸附体系中的离子强度时,萘在沉积物上的吸附过程受到抑制;当萘初始浓度增大时,吸附量增加;酸性条件抑制吸附过程,碱性环境促进吸附过程;黄河沉积物对萘的解吸量远小于吸附量,存在解吸滞后现象.研究显示,萘在黄河沉积物中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程同时受到沉积物粒径和溶液的pH和离子强度的影响.      

四种典型抗生素在饮用水源中不同粒径颗粒上的竞争吸附研究

水体中的颗粒物作为载体,会吸附重金属、抗生素等污染物质,在饮用水传统处理工艺下难以有效去除,成为饮用水中的一大安全隐患.本文利用微波萃取(MAE)和高效液相色谱与质谱联用(HPLC-MS/MS)方法分别对颗粒物上吸附的抗生素进行了前处理和测定,分析了饮用水源水中的颗粒物对4种典型抗生素的竞争吸附特性.研究表明,水体颗粒物吸附单一抗生素达到吸附平衡时,小颗粒和大颗粒上的吸附位点均未达到饱和.抗生素的结构对其在颗粒物上的吸附有重要影响,4种抗生素的两两竞争吸附结果显示,罗红霉素(ROX)、青霉素G(PG)的竞争能力最强,甲氧苄啶(TMP)次之,萘啶酸(NAL)的竞争能力最弱.     

Adsorption mechanism of phenolic compounds from aqueous solution on hypercrosslinked polymeric adsorbent

The adsorption of two phenols, namely, phenol and salicylic acid(SA) onto a water-compatible hypercrosslinked polymeric resin (NJ-8) were studied in terms of pseudo-second-order and first order mechanisms for chemical sorption as well as an intraparticle diffusion mechanism process. Kinetic analysis showed that the intraparticle diffusion process was the essential rate-controlling step. The activation energies of sorption have also been evaluated with the pseudo-second-order and intraparticle diffusion constants, respectively. Adsorption equilibrium data were well fitted by the Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson isotherms. Adsorption was exothermic and basically of a type of transition between physical and chemical character. The sorption capacity was higher for SA due to its more hydrophobic. Phenol has a higher adsorption enthalpy since it could form stronger hydrogen bonding on NJ-8.     

水稻秸秆生物碳对重金属Pb2+的吸附作用及影响因素

以农业废弃物水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法制备了不同温度(350、500和700℃)下的秸秆生物碳(RC350、RC500和RC700),研究了生物碳对Pb2+的吸附性能、作用机制及影响因素,为准确预测生物碳还田固碳对土壤中重金属迁移行为的影响提供理论参考.结果表明,生物碳对Pb2+的吸附行为符合准一级动力学方程,Pb2+在RC350、RC500、RC700上的吸附速率分别为0.167h-1、0.154h-1、0.388h-1;其等温吸附曲线符合Langmuir方程,最大吸附量分别为65.3、85.7和76.3mg·g-1,是原秸秆生物质RC100的5～6倍、活性炭AC的2～3倍.生物碳单位面积上的有效吸附点位比AC高约10倍.经酸化去除表面矿物成分后,RC350和RC700对Pb2+的吸附能力急剧下降,其最大吸附量、吸附亲和力与AC相近;红外光谱分析表明,去灰分后生物碳上有机碳官能团并无明显减少,而无机矿物(如SiO2)含量显著降低.生物碳中的有机碳组分和无机矿物组分对其吸附Pb2+均有重要贡献,其中无机矿物组分的吸附量及亲和力均大于有机碳组分.     

Chemical behavior of organic compounds in the interface of water/dual-cation organobentonite

The sorption behavior of polar of ionizable organic compounds,such as p-nitrophenol,phenol and aniline,in the water/organobentonite systems is investigated.Both adsorption and partition occur to the sorption of organic compounds to dual-cation organobentonites.The separate contributions of adsorption and partition to the total sorption of organic compounds to dual-cation organobentonites are analyzed mathematically in the first time.The factors to the contributions are also discussed.The results indicated that the contribution of adsorption and partition is related to the composition and ratio of dual-cation surfactants exchanging onto the bentonite.The sorption of organic compounds to dual-cation organobentonite is dominated by adsorption at low concentrations and by partition at high concentrations,making the organobentonites powerful sorbents for organic contaminants over wide range of concentrations.     

Adsorption kinetics of the herbicide safeners, benoxacor and furilazole, to activated carbon and agricultural soils

Chloroacetamide herbicides, namely acetochlor and metolachlor, are common herbicides used on corn and soybean fields. Dichloroacetamide safeners, namely benoxacor and furilazole, are commonly used in formulations containing chloroacetamide herbicides. Extensive reports on adsorption of chloroacetamide herbicides are available, yet little information exists regarding adsorption potential of co-applied safeners. Herein, the adsorption and desorption characteristics of selected herbicide safeners to granular activated carbon (GAC) and in agricultural soils are reported. Further, soil column studies were performed to understand the leaching behaviour of the herbicide Dual II Magnum. Equilibrium sorption experiments of safeners to three agricultural soils and one GAC showed that adsorption was best fitted by the Freundlich isotherm. The Freundlich adsorption constant, K_f, for benoxacor and furilazole sorption onto three agricultural soils ranged from 0.1 to 0.27 and 0.1 to 0.13 (mg/g) × (mg/L)?(1/n), respectively. The K_f for benoxacor and furilazole to GAC was 6.4 and 3.4 (mg/g) × (mg/L)?(1/n), respectively, suggesting more favorable sorption of benoxacor to GAC than furilazole to GAC. The sorption to soils was reversible as almost 40%–90% of both safeners was desorbed from three soils. These results were validated in four replicated soil column studies, where S-metolachlor was shown to leach similarly to the safener benoxacor, originating from the herbicide formulation. The leaching of S-metolachlor and benoxacor was influenced by soil texture. Cumulatively, these results show that safeners will move through the environment to surface waters similarly to the active ingredients in herbicides, but may be removed during drinking water treatment via GAC.     

嗜酸性细菌对废旧线路板浸出的吸附行为及动力学

探究嗜酸性细菌对废旧线路板浸出的吸附行为及其动力学模型是生物浸出机制研究的重要基础.本研究通过考察接种不同浓度氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)浸出线路板中铜的吸附行为,探索了菌体在线路板粉末表面的吸附过程,分析了其吸附行为的动力学特性.结果表明,A.ferrooxidans在线路板粉末表面的吸附均于5 h内达到平衡.随着初始菌浓度的增大,吸附速率和吸附的微生物量也随之增大.初始菌体浓度为2.4×105、2.4×107和2.4×109cells·m L-1时对应的最大吸附量分别为1.8701、2.3552和2.9833 mg·g-1,吸附的微生物量占总生物量的比例分别为43.75%、53.97%和55.94%,铜的浸出率分别达到71.20%、88.33%和95.05%.进一步的非线性拟合结果显示,一级动力学模型适用于A.ferrooxidans与线路板粉末的吸附行为,模型拟合度(R2)分别达到0.9321、0.9134和0.9193.     

老化对污泥改良沙土吸附水中对硝基苯酚性能的影响探讨

以添加不同比例城市污泥并老化2年后的新疆沙土为研究对象,从有机碳含量及对硝基苯酚吸附能力2个方面探讨了污泥改良技术对沙土的影响。结果表明,模拟废水对硝基苯酚在沙土、污泥及污泥改良沙土中的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich等温式;与污泥和沙土单独老化过程(用于计算理论值)相比,混合老化后的改良沙土的性质发生了很大变化,当加入污泥含量为9.1%～50%时,污泥改良沙土中的有机碳含量比理论计算值减少了11.54%～29.02%;对硝基苯酚在混合老化的改良沙土中的饱和吸附量远大于理论计算值,但吸附系数却远小于后者,表明混合老化后表面吸附作用增强,而有机质的分配作用在总吸附作用中的贡献减小。     

微波作用下表面活性剂在膨润土上的吸附行为特征

探讨了微波辐照时间、CPC浓度对微波合成有机膨润土的层间距、有机碳含量的影响,以及CPC在有机膨润土合成过程中的吸附动力学与热力学.结果表明,微波辐照90～120 s时,CPC在膨润土的饱和吸附量与常规合成的相当,达0 .001?63 mol·g^-1,当微波辐照2 min时,CPC浓度为1 .20 mmol·L^-1时,合成的有机膨润土的层间距达到最佳的2 .44 nm,有机碳含量达23 .45%; AFM分析表明微波不会破坏膨润土的层状结构;微波对CPC在膨润土上的吸附有较大的影响,可提高吸附反应速度常数107 .6倍,并降低体系的自由能.     

不同粒径海洋微塑料对左氧氟沙星的吸附行为研究

微塑料（MPs）在各种环境介质中长期迁移与运输的过程中,容易与多种污染物形成复合污染的环境问题。针对该问题,本研究选取聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为MPs代表,以左氧氟沙星（LEV）为抗生素代表,通过批量吸附实验研究了PMMA对LEV的吸附行为,并探讨了多种环境因素对吸附行为的影响。研究结果表明,PMMA对LEV的吸...     

水铁矿对不同品种水稻吸收砷镉的调控效果

为探究水铁矿(Fh)对不同品种水稻吸收砷(As)和镉(Cd)的调控效果,以常规稻黄华占(H)和杂交稻Y两优9918(Y)为供试水稻进行盆栽试验,根据是否施加Fh设置两组处理,一组为对照土壤,分别种植常规稻黄华占(H-CK)和杂交稻Y两优9918(Y-CK);另一组施加质量分数为1%的Fh,分别种植常规稻黄华占(H-Fh)和杂交稻Y两优9918(Y-Fh). 结果表明:在水稻整个生育期内Fh较稳定,不易被还原溶解,且能有效吸附孔隙水As、Cd;H-Fh处理孔隙水As和Cd浓度较H-CK处理分别降低了76.3%和31.0%,Y-Fh处理孔隙水As和Cd浓度较Y-CK处理分别降低了73.7%和57.8%. 施用Fh可促使水稻根际土壤As、Cd由非稳态向稳定态转化,且Fh对常规稻黄华占根际土壤As和Cd的稳定化效果更显著. H-Fh处理非稳态(非专性吸附态、专性吸附态和弱结晶铁氧化物结合态)As含量较H-CK处理分别降低了100.0%、30.8%、14.7%,结晶型铁氧化物结合态As含量升高了36.7%,Y-Fh处理非稳态As含量较Y-CK处理分别降低了9.9%、18.2%、14.9%,结晶型铁氧化物结合态As含量升高了29.2%;与H-CK相比,H-Fh处理可交换态Cd含量显著降低了31.5%,而Y-Fh与Y-CK处理相比,所有Cd形态的含量均无显著变化. 施加 Fh使常规稻黄华占精米As含量较其CK显著降低了44.6%,但对杂交稻Y两优9918精米As积累没有产生明显抑制,且Fh对两个水稻品种精米Cd含量均无显著影响. 因此,在对As、Cd复合污染稻田进行安全利用过程中,Fh可作为减控水稻As积累的有效投入品,但作用效果随不同水稻品种根际As有效性变化出现明显差异.      

水溶性有机物对土壤吸附-解吸菲的影响

以Tween-80为对照,有机物料猪粪(pig manure, PM)、绿肥(green manure, GM)和污泥(sewage sludge, SS)为水溶性有机物(dissolved organic matter, DOM)的提取原料,菲(Phe)为多环芳烃(PAHs)的代表,采用序批试验研究了不同来源DOM对土壤吸附与解吸Phe的影响.结果表明,供试DOM均能明显降低Phe在土壤上的吸附.在DOM试验浓度范围内（0～300 mg·L^-1）,土壤对Phe的吸附量与DOM浓度之间呈极显著负直线相关关系(r_PM>=-0.988?8,r_SS>=-0.982?6,r_Tween-80>=-0.974?3,r_GM>=-0.990?5).菲的吸附等温线可用Freundlich方程定量描述.供试3种DOM抑制土壤吸附Phe和促进土壤吸附Phe的解吸的强弱顺序为:猪粪DOM>污泥DOM>绿肥DOM.本研究结果表明,农业土壤中水溶性有机物能明显活化土壤中的PAHs,增强其在土壤中的移动性.     

Role of sorbent surface functionalities and microporosity in 2,2’,4,4’-tetrabromodiphenyl ether sorption onto biochars

The study provides insight into the combined effect of sorbent surface functionalities and microporosity on2,2 ′,4,4 ′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) sorption onto biochars. A series of biochars prepared underdifferent conditionswere used to test their sorption behaviorswith BDE-47. The extents of sorption behaviorswere parameterized in terms of the single-point adsorption equilibrium constant (Koc ) at three equilibrium concentration (C e ) levels (0.001Sw (solubility), 0.005Sw , and 0.05Sw )whichwasdetermined using the Freundlich model. To elucidate the concentration-dependentdominant mechanisms for BDE-47 sorption onto biochars, K ocwas correlatedwith four major parameters using multiple parameter linear analysis accompaniedwith significance testing. The results indicated that at low concentration (Ce = 0.001Sw ), the surface microporosity term,which represented a pore-filling mechanism, contributed significantly to this relationship,while as concentrationwas increased to higher levels, surface functionality related to surface adsorption began to take thedominant role,whichwas further confirmed by the results of Polanyi-based modeling. Given the above results, adual mode model based on Dubinin-Radushkevich andde Boer-Zwikker equationswas adopted to quantitatively assess the changes of significance of surface adsorption aswell as that of pore fillingwith sorption processdevelopment. In addition, UV spectra of four typical aromatic compoundswhich represented the key structural fragments of biochars before and after interactionswith BDE-47were analyzed todetermine the active functional groups and supply complementary evidence for thedominant interaction force for surface adsorption, based onwhich π-π electron-donor-acceptor interactionwas proposed to contribute greatly to surface adsorption.     

壳聚糖吸附溴酚蓝的动力学及热力学研究

研究了pH值、时间及温度对壳聚糖吸附溴酚蓝的影响.结果表明,pH值是影响壳聚搪吸附溴酚蓝的重要因素,适宜pH值范围是3.2～5;初始吸附过程非常快,30 min时即达到最大吸附量的97%左右,其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型,随着温度增加,平衡吸附量减少.吸附过程的表观活化能(Ea)为4.3...