农用纳米二氧化硅载体对作物生长影响的研究

近年来,纳米二氧化硅在农业中的应用越来越广泛,评价纳米二氧化硅对农作物生长的影响日益迫切。该文采用了经典的幼苗根伸长试验,研究了纳米二氧化硅(平均尺度14.0 nm,NP-Si)对卷心菜、胡萝卜和黄瓜3种蔬菜生长的影响;同时研究了亚微米二氧化硅(MP-Si,平均尺度为667.6 nm)对蔬菜生长的影响以作对比。结果显示,NP-Si对这3种蔬菜幼苗的生长均具有促进作用,且在脱离了NP-Si的接触后,此促进作用在实验周期内没有逆转;而MP-Si对蔬菜幼苗的生长无影响。多环芳烃菲的吸附将NP-Si对这3种蔬菜幼苗的促生长作用改变为抑制作用。FTIR的测定表明,多环芳烃菲的吸附前后,NP-Si的红外光谱有所不同。研究结果表明:(1)NP-Si对农作物生长的影响不仅仅来源于其纳米的尺度,还与其表面吸附的物质有关;(2)纳米材料表面的吸附作用及吸附的物质是在纳米材料对农作物生长影响的研究中必须考虑的重要因素。     

偕胺肟乙烷基硅材料对铀(Ⅵ)的吸附机理研究

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为模板剂,1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)和正硅酸乙酯(TEOS)为混合硅源前驱物,(3-氰丙基)三乙氧基硅烷(NPTS)为硅烷偶联剂,经过胺肟化制备出了一种新型铀吸附剂-偕胺肟基乙烷桥键介孔二氧化硅(AO-PMOs)。分析吸附过程的等温吸附规律和反应动力学规律,并用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析吸附机理。结果表明:AO-PMOs对铀的吸附动力学较好地符合准二级动力学模型,表明该吸附过程以化学吸附为主;吸附等温线符合Langmuir模型,表明AO-PMOs对铀的吸附以单分子层吸附为主。傅里叶红外光谱图、扫描电镜图和能谱图表明:AO-PMOs表面有物质被吸附且证明该物质即为溶液中的铀;吸附铀后的偕胺肟基团发生变化,表明吸附铀主要是偕胺肟基团的作用。     

稻壳活性炭对水中染料的吸附特性及其回收利用

以稻壳为原料,采用复合活化剂制备稻壳活性炭.通过氮气吸附等温线,傅里叶红外光谱,X射线光电子能谱仪,零电荷点等手段,分析了所制备的稻壳活性炭的孔结构和表面性质.研究了稻壳活性炭对甲基橙的吸附特性,同时对吸附饱和的稻壳活性炭进行热再生以及由高温灼烧法制备二氧化硅进行了初步探索.结果表明:稻壳活性炭对甲基橙的去除率随着吸附剂用量增加而提高;随着pH值的升高去除率下降;吸附剂可以应用于高盐度条件下的吸附;随着溶液初始溶液增加去除率下降;符合Langmuir吸附等温式,吸附过程主要由化学吸附控制;吸附饱和的稻壳活性炭经过一次再生可以得到性能较好的活性炭;对吸附饱和的稻壳活性炭,在800℃条件下可以制得纳米级且具有一定晶型的二氧化硅.     

川西平原还田秸秆DOM对矿物细颗粒吸附SMX的影响

为探明还田秸秆溶解性有机质（DOM）对矿物细颗粒吸附磺胺甲恶唑（SMX）的影响机理,研究了矿物细颗粒吸附SMX的动力学过程以及DOM对此过程的影响,比较分析了矿物颗粒吸附前后的傅里叶变换红外光谱（FI-IR）特征.结果表明,SMX在矿物表面的吸附动力学过程符合双室一级动力学模型,表明其吸附过程存在多域吸附或多点位吸附;DOM作用下蒙脱石、钠长石和方解石的吸附量不同程度得到提升,其增量分别为28.94,28.34,2.40μg/g,而3种矿物的模型拟合度均有所降低.通过红外光谱分析,吸附后的蒙脱石较吸附前在波数3700、1600与1000cm^-1附近的尖锐吸收峰和在波数3600~3000cm^-1的宽吸收带明显减弱,而与DOM作用下波谱基本一致,DOM作用下吸附量的提升与蒙脱石溶出Al³⁺与DOM结合使得吸附位点增加有关;钠长石在吸附前后红外光谱一致,而DOM作用下在波数1013、781和460cm^-1处的吸收峰明显减弱,表明DOM被吸附于钠长石表面,通过共吸附或累积方式增加了吸附量;方解石在吸附前后以及DOM作用下红外光谱基本一致,说明DOM对方解石无影响,吸附的增量则源于DOM对SMX的结合.     

改性活性炭纤维对含乙醇有机废气的吸附性能研究

文章研究了活性炭纤维(ACF)对乙醇的吸附性能以及表面基团和形态对吸附性能的影响,并以提高活性炭纤维对乙醇的吸附性能为出发点,采用无机盐浸渍及二次热处理方法对ACF进行表面改性,改性前ACF对乙醇的吸附容量为376mg/g,经过无机盐浸渍并二次热处理改性的ACF对乙醇的吸附容量达到了516mg/g,穿透时间也由改性前的30min延长到了80min。结果表明,无机盐浸渍和二次热处理改变了ACF表面基团和形态,从而提高了ACF对乙醇的吸附性能。     

磁性纳米复合材料CoFeM48对水中磺胺类抗生素的吸附去除研究

通过自组装技术在CoFe2O4表面包裹分子筛MCM-48,合成了一种新型的“核/壳”结构磁性纳米复合材料CoFeM48.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、BET比表面积仪、振荡样品磁强计(VSM)等分别对CoFeM48的晶型、形貌、比表面积及磁性能等进行了系统表征分析.该复合材料对水中5种常见磺胺类抗生素表现出了良好的吸附性能,15℃时的平衡吸附量在68.9 μg·g-1(磺胺二甲嘧啶)至99.6μg·g-1(磺胺甲二唑)之间.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线能用Freundlich模型拟合.热力学计算结果表明CoFeM48对磺胺类抗生素的吸附是以物理吸附为主的自发放热过程.红外结果表明氢键是CoFeM48表面官能团和磺胺之间的一个主要作用力.此外,分子筛外壳有序的二氧化硅结构和磺胺之间的π-π电子共轭作用也可能促进两者之间的吸附.     

活性炭纤维电极电吸附除盐机理研究

采用自制电吸附除盐装置,在不同操作电压、不同进水浓度条件下,对一定体积的氯化钠溶液进行循环处理,通过吸附过程中的吸附等温线和动力学方程探究了活性炭纤维电极电吸附除盐机理。结果表明:活性炭纤维电极电吸附过程符合Freundlich吸附等温线,电压越大,电极吸附能力越强;而Lagergren准二级动力学方程拟合结果表明,电压越大,极板吸附速率越快;Weber-Morris方程表明,内扩散是影响电吸附速率的主要因素。     

富里酸和胡敏酸在蒙脱石上的吸附特性

为进一步揭示有机污染物在黏土矿物上的迁移转化规律,运用1H核磁共振光谱、高效体积排阻色谱、扫描电镜、比表面分析以及傅里叶变换红外光谱等多种分析技术综合分析了富里酸和胡敏酸在蒙脱石上的吸附行为. 结果表明,由于不同官能团与蒙脱石的亲和性不同,富里酸和胡敏酸在吸附过程中均产生组分分级,大分子被优先吸附在蒙脱石表面. 由于疏水性作用,蒙脱石对疏水性更强的胡敏酸的吸附量更大. 蒙脱石吸附富里酸后比表面积和孔容分别下降3.67m2/g和0.005cm3/g,而吸附胡敏酸后则均略微增大,说明具有较大颗粒尺寸的胡敏酸更多地堆积在蒙脱石外表面,而富里酸则更易进入蒙脱石孔隙. 蒙脱石吸附富里酸和胡敏酸后溶液pH分别升高了0.44和0.41,说明发生了配体交换反应. 蒙脱石对富里酸和胡敏酸的吸附量随pH增大和离子强度的降低而减少,表明羟基能够抑制富里酸/胡敏酸负电基团与蒙脱石表面羟基的配体交换反应,而盐离子则能降低蒙脱石和腐殖质间的静电斥力.      

黑曲霉（Aspergillus niger）对Pb2+的吸附特性研究

以黑曲霉菌丝体作为吸附剂,通过静态吸附实验研究了各种因素对其吸附去除废水中Pb2+的影响。结果表明：当Pb2+初始浓度为50 mg/L,吸附剂用量为1．0 g/L,吸附时间为45 min,pH为5．0时,吸附效果最佳。此时吸附量为44．1 mg/g,去除率为90．86%。使用准二阶动力学方程可较好的拟合黑曲霉对Pb2+的吸附,表明该吸附过程以化学吸附为主。等温吸附过程可用Freundlich方程描述,说明该吸附为多分子层吸附。傅立叶红外光谱分析表明,黑曲霉吸附剂表面的酯羰基(-COO-)、羧基(-COOH )和羟基(-OH )在吸附Pb2+的过程中发挥主要作用。     

修饰作用对面包酵母细胞形貌及其吸附Cu2+性能的影响比较

分别采用无水乙醇、氢氧化钠修饰面包酵母,并将修饰前后的菌样用于含 Cu2 废水的吸附研究.通过扫描电镜、Zeta 电位仪和红外光谱仪对吸附前后菌样进行了检测分析.结果显示,化学修饰作用使菌细胞不同程度地发生形变,使其个体减小、表面粗糙且细胞粘连,以及 Zeta电位改变,同时菌样的红外光谱吸收峰强度、波数也发生变化甚至有新特征吸收谱线产生.这表明,修饰作用不仅改变了酵母细胞的外形结构、表面电荷,而且提高了菌表面有机官能团的数量及吸附活性,其中 NaOH 修饰作用还使菌细胞中羰基更加暴露.在吸附Cu2 的过程中,菌样表面羧基、羰基、羟基、氨基、酰胺基、磷酰基等官能团发挥了重要作用.     

白炭黑洗涤水用量影响因素研究

论文对表面改性剂(包括硅烷偶联剂如:A-172、KH-570、CG-550、KH-550等和表面活性剂如:壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基氯化铵等)和操作条件(反应温度、搅拌转速、pH等)对白炭黑白炭黑洗涤水用量的影响进行了研究,并将实验所得的白炭黑的性能(吸油值、比表面积等)与文献值进行了比较,结果表明壬基酚聚氧乙烯醚在投加量为1.2 g、改性温度在50℃、改性pH在中性或偏弱碱性时硫酸钠含量最低,此时洗涤水用量最少。硅烷偶联剂对产品的理化性能的改性作用要好于表面改性剂,而表面活性剂对洗涤水用量的影响作用大于硅烷偶联剂。     

水中壬基酚聚氧乙烯醚的测定及去除方法研究进展

随着内分泌干扰物的危害不断得到人们的重视,壬基酚聚氧乙烯醚的研究成为了水处理的热点。目前检测水样中壬基酚聚氧乙烯醚的主要方法是采用GC-MS和HPLC,预处理主要采用固相萃取。近年来倍受关注的深度处理工艺如活性炭、树脂吸附法,以及光催化降解和生物降解法能有效的去除水中的壬基酚聚氧乙烯醚。     

壬基酚聚氧乙烯醚降解前后的激素效应和诱变活性

采用重组基因酵母和SOS/Umu试验研究了壬基酚聚氧乙烯醚(NP₁₀EO)经生物降解前后的雌激素活性和致突变活性.结果表明,在降解反应开始后的4d内降解产物的雌激素活性较低且不具有致突变性.随着降解时间的不断增加,降解产物的雌激素活性和致突变性不断增强.降解20d后,降解产物的雌激素活性相当于1nmol 17-β雌二醇的61.6%,诱变比值大于2,表明壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解产物同时具有雌激素活性和致突变活性,且两者在产生时间和活性数值方面均是同步的和成正相关的.因此致突变活性很可能是此类降解产物对生物机体具有雌激素活性的基础.     

光电催化降解10-壬基酚聚氧乙烯醚

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂薄膜光电极,以该电极为工作电极,铂丝作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对10-壬基酚聚氧乙烯醚的光电催化降解进行了研究.结果表明,该电极具有n型半导体的特征行为.在外加偏压为+0.6V,pH值为5,H₂O₂浓度为30mg/L的条件下对初始浓度为50mg/L的10-壬基酚聚氧乙烯醚溶液光照4h,降解率达53.26%.讨论了氧的存在、外加偏压、pH值等因素对光电催化反应的影响.     

农田土壤中辛基酚聚氧乙烯醚降解菌的分离

研究针对采自上海孙桥农业园区8个不同来源的农田表层土壤样品(旱田、水田、大棚中的不同作物土壤),以辛基酚聚氧乙烯醚(OPEOn)为唯一碳源培养,在好氧条件下,观察其生物降解情况,并初步分离得到了六株OPEOn降解菌株(1个真菌,5个细菌),它们能够不同程度地降解OPEOn,利用气相色谱仪(GC)对降解产物进行了表征和鉴别,分别从3个土壤样品中分离得到的菌株对OPEOn降解得最为彻底,为后续研究工作的深入奠定了生物学基础。     

固定化蛋白酶对废水中蛋白质的水解效果与机理

采用吸附方法将蛋白酶固定于活性炭、大孔树脂和硅胶载体上,分别研究了3种载体蛋白酶固定化效果,酶活性以及对淀粉加工黄浆废水中蛋白质的水解效果.批次试验结果表明,3种载体蛋白酶固定效果分别为:硅胶20.31%,大孔树脂37.85%,活性炭61.95%;酶活性最高时pH均为5.5;酶活性分别为3.6mg/min、21.48mg/min和18.68mg/min .水解后,大孔树脂和活性炭固定酶的水解产物氨基酸总量分别较水解前增加21.26倍和14.6倍;产物中检出1 6种氨基酸,较水解前增加2种.以大孔树脂为载体构建固定化酶反应器进行连续进水试验,结果表明:进水中蛋白质浓度明显影响反应器的水解效果,当其蛋白质浓度与反应器的酶浓度匹配时(500mg/L) ,反应器能获得80 %蛋白质水解率和36.1%有机物水解酸化率.挥发性水解产物组成以乙醇和乙酸为主,分别占50.3%,33.3%.为乙醇型水解.     

玉米燃料乙醇生命周期净能量分析

玉米燃料乙醇作为化石燃料的替代品,能量效率(净能量或能量比)是评价其可持续性的一个重要标准.基于生命周期清单分析原理,建立了玉米燃料乙醇的净能量分析方法.以我国夏玉米燃料乙醇的生产条件为例,计算了玉米燃料乙醇整个生命周期的能量效率并对其影响因素进行了分析,讨论了乙醇汽油混合燃料的节能效果.研究表明:玉米燃料乙醇具有一定的能量效益,干法和湿法工艺的能量效率(能量比)分别为1.25和1.04.通过玉米燃料乙醇生命周期内的能量输入比较可知,玉米生产和乙醇转化过程的化石能输入占有最大的比例,因而玉米种植过程中的氮肥、电力、柴油消耗和乙醇生产过程中蒸馏和脱水过程的能耗是影响玉米燃料乙醇能量效益的主要因素.     

玉米燃料乙醇生命周期碳平衡分析

玉米燃料乙醇作为化石燃料的替代品,其温室气体排放的多少(净碳排放量)是评价其可持续性的一个重要标准.基于生命周期分析原理,建立了玉米燃料乙醇的碳平衡分析方法.以我国夏玉米燃料乙醇的生产为例,计算了玉米燃料乙醇生命周期的净碳排放量并对其影响因素进行了分析.研究表明:与汽油相比,目前我国夏玉米燃料乙醇的生产并不能明显减少温室气体的排放,为此玉米生产过程中氮肥施用和灌溉以及乙醇转化过程的能耗等方面有待于重点改善.     

表面活性剂（LAS＆NIS）的环境安全性评价

阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸盐(LAS)和非离子表面活性剂(NIS)是产量和消耗量都相当大的两类表面活性剂。文章从生物降解性、毒性及在环境和生物体内的累积性3个方面分析了它们的环境安全性，认为表面活性剂对环境会产生不同程度的影响。LAS对动植物有毒害，在环境中和生物体内有累积(尽管易降解)，应引起重视；NIS中脂肪醇聚氧乙烯醚(APEO)的降解产物毒性高、降解速度慢，对环境有很大的危害。     

Comparative toxicity study of a novel non-ionic surfactant, vanillin ethoxylates, and nonylphenol ethoxylates in Chinese hamster ovary cells in vitro

Surfactants such as alkylphenol polyethoxylates (APEOs) and nonylphenol ethoxylates (NPEOs) are commonly used worldwide, but the majority of these compounds, together with their metabolites, have been reported to induce severe biological toxicity. Here, we evaluated for the first time the cytotoxicity, genotoxicity and mitochondrial damage in Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells caused by a novel non-ionic surfactant, vanillin ethoxylates (VAEOs), an alternative to APEOs. In parallel, the same in vitro bioassays were conducted on NPEOs along with their metabolic byproducts 4-nonylphenol (4-NP) and vanillin. The results showed that the cytotoxic potency order was NPEOs?>?4-NP?>?VAEOs > vanillin using CCK-8 assays. Also, 4-NP showed potential direct DNA damage in SOS/umu tests, whereas NPEOs, VAEOs and vanillin showed no positive result with and without S9 addition. In addition, none of the test compounds showed obvious genotoxic effects with low olive tail moment value using comet assays. However, all test compounds were shown to cause mitochondrial impairment by increasing mitochondrial mass and decreasing mitochondrial membrane potential in a concentration-dependent manner. And further analysis of reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial superoxide (MNSOD) measurement showed that mitochondrial impairment was induced by oxidative stress with intracellular ROS and MNSOD overproduction. It's worth noting that VAEOs and vanillin cause relative lower cytotoxic, genotoxic and mitochondrial damage effects than NPEOs and 4-NP, indicating that VAEOs have the potential to substitute NPEOs as suitable surfactants. Take together, this study elucidates the toxicity profiles of VAEOs and NPEOs relatively comprehensively, and further toxicity analyses are suggested in the population, community and ecosystem.