红壤立体栽培模式中玉米氮、磷、钾配方施肥数学模型的研究

采用氟、磷、钾化肥三因素通用旋转组合设计，通过计算机模拟寻优，建立了湘南砂岩红壤玉米－大豆立体栽培模式中玉米施肥量－产量、玉米施肥量－利润数学模型；优选出玉米产量和利润最高的各10套施肥方案；计算出玉米最高产量的施肥量为：尿素750kg／hm2，过磷酸钙1125kg／hm2，氯化钾332kg／hm2，N∶P2O5∶K2O＝1∶0.39∶0.58；计算出玉米最佳经济效益施肥量为：尿素712.8kg／hm2，过磷酸钙1125kg／hm2，氯化钾285.2kg／hm2，N∶P2O5∶K2O＝1∶0.41∶0.52．玉米与大豆的产量间以及两者的利润间均呈极显著正相关．     

CTAC改性活性炭制备CDI电极性能

采用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性粉末活性炭(PAC),来提高活性炭电极的电化学性能和电极对砷离子的吸附能力.以质量浓度为1 mmol·L~(-1)的CTAC改性粉末活性炭(PAC)12 h,并以此活性炭制备电极,电极的比电容为67 F·g~(-1),相比未改性PAC电极提升45%,电极扩散电阻稍有增加.通过优化电极制备成分配比,以CB∶PVDF∶CTAC-PAC=15∶5∶80比例制备的CTAC-PAC电极的比电容为112 F·g~(-1),相比未改性PAC电极提升143%,扩散电阻稍有增加.在100μg·L~(-1)砷溶液吸附实验中,优化制备条件后的CTAC-PAC电极,对砷离子吸附量相比未改性PAC电极提升32%,出水砷浓度为8μg·L~(-1).     

油酸铵改性的高活性TiO2/V-TiO2复合光催化剂的制备及光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法,将经过油酸铵改性的掺钒二氧化钛粉末投入到纯TiO2溶胶中,烘干、煅烧,制得带有n-n异质结半导体结构的复合型高活性掺钒二氧化钛光催化剂,并通过XRD、TEM、XPS等技术对样品进行了表征。通过对甲基橙溶液的光催化降解实验来考察TiO2/V-TiO2催化剂的光催化活性。结果表明：TiO2/V-TiO2复合催化剂拥有比纯TiO2更高的光催化活性。其中,V的掺杂摩尔分数为0.5%、TiO2：V-TiO2的质量比为10∶1的最佳复合催化剂,其光催化活性是纯TiO2的5.1倍。     

油酸铵改性的高活性TiO_2/V-TiO_2复合光催化剂的制备及光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法,将经过油酸铵改性的掺钒二氧化钛粉末投入到纯TiO2溶胶中,烘干、煅烧,制得带有n-n异质结半导体结构的复合型高活性掺钒二氧化钛光催化剂,并通过XRD、TEM、XPS等技术对样品进行了表征。通过对甲基橙溶液的光催化降解实验来考察TiO2/V-TiO2催化剂的光催化活性。结果表明:TiO2/V-TiO2复合催化剂拥有比纯TiO2更高的光催化活性。其中,V的掺杂摩尔分数为0.5%、TiO2:V-TiO2的质量比为10∶1的最佳复合催化剂,其光催化活性是纯TiO2的5.1倍。     

2种无机洗脱剂对矿区污染土壤中铅、镉的洗脱研究

选用HCl和CaCl2 2种无机洗脱剂对矿区重金属污染土壤进行化学洗脱试验,分析比较了2种洗脱剂对土壤中Pb、Cd的洗脱效果,并探讨了洗脱剂浓度、洗脱时间、温度、固液比、洗脱次数对土壤中Pb、Cd洗脱效果的影响.结果表明,对于土壤中Pb的洗脱,HCl的效果优于CaCl2,其洗脱率分别为26.0% ～68.2%和14.6% ～48.7%;而对于土壤中Cd的洗脱,CaCl2优于HCl,其洗脱率分别为30.7% ～54.6%和24.2% ～42.6%.在各影响因素中,洗脱剂浓度对土壤中Pb的洗脱有显著影响,而洗脱次数对土壤中Cd的洗脱有显著影响,其他因素对Pb、Cd的洗脱均无显著影响.洗脱土壤中Pb的最佳操作条件为:HCl 200 mmol·L-1、时间240 min、温度20 ℃、m(固)∶V(液)=1∶15、洗脱2次;洗脱土壤中Cd的最佳操作条件为:CaCl2 50 mmol·L-1、时间240 min、温度35 ℃、m(固)∶V(液)=1∶20、洗脱4次.     

Mn~(2+)协同Fe~(3+)-EDTA在中性pH条件下催化类Fenton降解水中卡马西平

研究了Mn~(2+)协同Fe~(3+)-EDTA络合体催化类Fenton反应,在中性p H条件下对水中新兴污染物卡马西平的降解情况.考察了Mn~(2+)∶Fe~(3+)、EDTA∶Fe~(3+)和H_2O_2∶Fe~(3+)的物质的量比率、Fe~(3+)浓度和初始p H等关键因素对卡马西平降解效果的影响.结果表明,共存Mn~(2+)能够显著增强Fe~(3+)-EDTA络合体催化类Fenton反应体系的氧化能力.在0.1 mmol·L~(-1)Fe~(3+)、EDTA∶Fe~(3+)为2∶1、Mn~(2+)∶Fe~(3+)为1∶1、H_2O_2∶Fe~(3+)为150∶1和p H 7.0的条件下,经过20 min反应时间,卡马西平的降解率能够达到100%,表观降解速率常数达到0.6374 min~(-1).其增效机理是通过Mn~(2+)-EDTA与H_2O_2反应促进O_2~(·-)的产生,进而加速还原Fe~(3+)-EDTA至Fe~(2+)-EDTA,间接提高HO~·的产生速率.研究结果能够为水中卡马西平的有效去除提供参考.     

景观水质净化菌剂的筛选、复配及净化效果优化

采用微生物技术解决城市景观水体自我净化能力差和富营养化严重问题是生物技术重要方法之一,本实验从安徽农业大学小池塘底泥中选育出具有超强水质净化能力的3株菌株,并标记为p1、XLX1和XLY1,通过形态、生理生化试验和基因序列比对分析,分别鉴定为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris),解糖假苍白杆菌(Pseudochrobactrum saccharolyticum)和热带产朊假丝酵母(Candida tropicalis),并将其与本实验室已获得乳酸菌,施氏假单胞杆菌和枯草芽孢杆菌进行复配和净化效果优化的研究.结果表明,6株菌株之间无拮抗性,其最佳复配比例为p1∶HJ132∶XLY1∶XLX1∶HJ025∶HJ136=1.5∶0.5∶1∶1.5∶0.5∶1,复配后的水质净化菌剂在30℃,初始pH值为6.5,接种量为9%,培养时间为72 h,氮源为酵母膏+NH_4Cl,碳源为淀粉时净化效果最好,氨氮和COD的去除率分别达到了97.3%和77.7%.     

重金属与有机磷农药二元混合物对卤虫联合毒性的评价及预测

重金属和有机磷农药污染物在水域环境中普遍存在。以卤虫(Artemiasalina)为受试生物,采用固定浓度比法,研究了重金属Zn、Cd与辛硫磷和敌百虫2种农药以毒性单位比为4∶1、3∶2、1∶1、2∶3和1∶4构成的二元混合体系对卤虫的联合毒性,采用等效线图解法判定毒物间的相互作用类型。同时,基于单一化合物的浓度-效应曲线,运用浓度加和(CA)和独立作用(IA)2种模型对不同配比二元混合物的联合毒性进行预测。结果表明,Zn-Cd混合物联合毒性随Zn比例的增加而增强。低Zn比例的混合物(1∶4、2∶3)表现为拮抗效应,中、高Zn比例的混合物(1∶1、3∶2和4∶1)为加和效应。5种不同配比的有机磷农药混合物均表现为加和效应。金属-农药混合物则均为拮抗作用。模型预测结果表明,CA能够较好地预测辛硫磷与敌百虫二元混合物的联合毒性,而IA则更适用于对金属-农药混合物联合毒性的预测。以上结果表明,混合体系中各组分的比例是影响联合毒性的因素之一,毒性评估时应该充分考虑其影响。CA及IA模型同样适用于评估和预测包含相同或完全独立作用机制组分的混合物对非单细胞生物体(如卤虫)的联合毒性。     

不同基质组合及水力停留时间下垂直流人工湿地的除污效果

对人工湿地基质进行合理组配并选取最佳水力停留时间可以有效地提高人工湿地污水处理效果并减少运行成本。选取火山石、粗炉渣、牡蛎壳3种基质,通过垂直流人工湿地模拟试验考察5种体积比的基质组合(分层装填1∶1∶1、2∶1∶1、1∶2∶1、1∶1∶2,混合装填1∶1∶1;分别编号为A、B、C、D、E)在不同水力停留时间(2、4、6、8、10 h)下的除污效果。结果表明:基质组合的装填方式对系统净污效果的影响极显著,分层装填的基质组合A的净污效果显著优于混合装填的基质组合E;不同体积配比的基质组合A、B、C、D对COD、NH_4~+-N的去除效果差异不显著,对TN、TP的去除效果存在差异显著;不同水力停留时间的净污效果也存在显著性差异,在一定范围内水力停留时间的延长可有效提高污水净化效果。此外,COD、TN、TP的去除率随着水力停留时间的增加有显著提高但到达最大值后有所下降;对NH_4~+-N而言,不同基质组合受水力停留时间的影响较大,无统一的最佳停留时间。基质组合和水力停留时间之间的交互作用对污染物的去除率影响并不显著,因此找出基质组合及水力停留时间的各自最优条件对于实际工程中的湿地除污效果具有重要的意义。     

不同复方基质对蔓性千斤拔漂浮育苗幼苗生长特性的影响

为明确不同复方基质对蔓性千斤拔幼苗的生长影响效应,本研究以甘蔗渣作为基质配方的主要原料,研究比较了不同复方基质在其幼苗生长指标上的差异,结果表明,不同复方基质处理对蔓性千斤拔幼苗的株高、主根长和一级侧根数,单株干物重和根冠比均有显著的影响,但在叶片数上不同处理间无显著差异,其中M5(甘蔗渣∶珍珠岩∶河沙∶蛭石∶泥炭土=5∶1.5∶1∶1∶1.5)处理在幼苗个体形态指标上表现出较显著的比较优势,其株高、主根长和一级侧根数与CK间均无显著差异,其叶片数和单株干物重比CK分别降低了7.77%和15.90%,但其根冠比比CK显著增加了28.80%;其次为M1(甘蔗渣∶珍珠岩∶炉渣∶花生壳∶泥炭土=4∶1∶1.5∶1∶2.5)和M4(甘蔗渣∶珍珠岩∶炉渣∶花生壳∶泥炭土=5∶1∶1.5∶1.5∶1)两处理,与CK相比较,根冠比分别显著增加了23.30%和16.60%;其主根长和单株干物重与CK均间均无显著差异;但在其株高、叶片数和一级侧根数均表现较显著的负效应;表现较差为M2(甘蔗渣∶珍珠岩∶炉渣∶花生壳∶泥炭土=4∶1.5∶1∶1.5∶2)和M3(甘蔗渣∶珍珠岩∶河沙∶泥炭土=5∶1∶1∶3)两配方处理.     

内电解基质铁铜比与水力停留时间对人工湿地处理效果的影响

选择不同铁铜质量比(1∶0、1∶0.05、1∶0.1和1∶0.2)的内电解基质构建表流型人工湿地,同时设定水力停留时间为1、2、3、4和5 h,研究2种影响因子对污水TP、CODCr和TN的处理效果。结果表明:不同铁铜比的内电解基质对TP的去除效果存在显著差异,对CODCr和TN的去除效果差异不显著。不同水力停留时间的净污效果也存在显著差异,水力停留时间越长,去污效率越高。不同内电解基质铁铜比与水力停留时间的交互作用对去除率影响不显著。     

猪粪、木屑混合物蚯蚓堆制处理中蚓体Cu、Zn富集的影响因素

采用室内接种法,以赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）构建生物反应器,研究猪粪、木屑混合物的蚯蚓堆制处理中,蚓体的生长状况及影响其Cu、Zn富集的主要因素。结果表明,接种密度为40 mg.g-1、湿度为75%同时有利于蚯蚓生长和基质消耗;温度为15℃对蚓体质量增加最有利,而温度为20℃最利于基质消耗;m（猪粪）∶m（木屑）为6∶4可同时利于蚓体质量增加和基质消耗。适宜的接种密度（48 mg.g-1）、湿度（70%）、温度（15℃）及较高比例的碳源辅料〔m（猪粪）∶m（木屑）为6∶4〕有利于蚓体对Cu的吸收和富集;低接种密度和高比例碳源辅料有利于蚓体对Zn的吸收,湿度和温度对蚓体Zn含量无显著影响,但蚓体Zn富集量分别在接种密度48 mg.g-1、m（猪粪）∶m（木屑）为6∶4、湿度75%和温度15℃条件下达最大。     

密度泛函理论方法研究铝-麦芽酚配合物的形态结构与水交换反应

在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平下采用密度泛函理论方法系统开展了以下工作:(1)优化得到1∶1、1∶2和1∶3铝-麦芽酚配合物10种可能构型的静态结构、NPA电荷以及能量参数,计算得到Al(ma)3配合物4种异构体的核磁共振、紫外和红外等光谱学数据并与文献实验值比较,证明本文采用的计算方法和模型适用于铝-麦芽酚体系的研究;(2)模拟1∶1和1∶2铝-麦芽酚配合物9种可能位点的水交换反应,其中3个位点计算得到的水交换反应速率对数log kex(s-1)分别为2.4(Al(ma)(H2O)2+4(cis to ma))、2.6(cis-Al(ma)2(H2O)+2(I))和3.0(trans-Al(ma)2(H2O)+2(I)),与实验值2.5(Al(ma)2+)和3.3(Al(ma)+2)相符,说明相应位点为反应活性位点;(3)探讨铝-麦芽酚配合物毒性与其形态结构之间的相关机制。     

纳米MnO2与常规MnO2粉末对Hela细胞DNA损伤的对比研究

为探讨纳米MnO2与常规MnO2粉末对细胞DNA损伤作用的差别,采用不同浓度的纳米MnO2与常规MnO2粉末(0、100、200、400μg·mL-1)对Hela细胞进行染毒,应用单细胞凝胶电泳(彗星实验)检测Hela细胞的损伤效应.结果表明,与对照组相比,纳米MnO2和常规MnO2各染毒组细胞尾部DNA百分率(TailDNA%)和尾矩(TailMoment)均显著增加(p<0.01);同一浓度下,纳米MnO2组细胞尾部DNA百分率和尾矩显著高于常规MnO2组(p<0.01).以上结果表明,纳米MnO2和常规MnO2粉末均能导致Hela细胞DNA损伤,且纳米MnO2的损伤作用强于常规MnO2.     

聚(氯化二烯丙基铵)基二硫代氨基甲酸钠的合成及其对Cu(Ⅱ)的去除性能

以二烯丙基胺(DAA)、盐酸、偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)、CS2和NaOH为原料,合成了聚(氯化二烯丙基铵)基二硫代氨基甲酸钠(PDACDTC).探讨了单体、引发剂AIBA和助剂EDTA的浓度对氯化二烯丙基铵(DAAC)聚合的影响,以及n(DAAC):n(NaOH):n(CS2)对PDACDTC中S含量的影响.采用元素分析、红外光谱和紫外光谱对其结构进行表征,并考察了其对模拟含Cu2+废水的去除效果.结果表明,单体浓度≥4.8 mol·L-1,AIBA浓度为0.02 mol·L-1、EDTA浓度为0.5 mmol·L-1时,聚(氯化二烯丙基铵)的特性粘数可达128.5 mL·g-1;当n(DAAC)∶n(NaOH)∶n(CS2)=1∶1.2∶1时,PDACDTC的S含量为32%.对50 mg·L-1和100 mg·L-1的含Cu2+废水的最佳用量分别为205 mg·L-1和415 mg·L-1,PDACDTC中～CSS-与Cu2+物质的量比分别为1.95∶1和1.97∶1,去除率分别为99.51%和99.84%,残余Cu2+浓度均低于国家污水综合排放一级标准(GB8978～1996).     

溶胶制备工艺对TiO2光催化剂活性的影响

考察了不同酸、溶剂以及不同比例水制备的溶胶对TiO2光催化剂活性的影响进行了分析.结果表明,在盐酸、醋酸、草酸和甲基丙烯酸中,采用醋酸所得催化剂活性最好;在乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇4种溶剂中,采用正丁醇作溶剂所得催化剂活性最好;最佳溶胶制备条件为钛酸丁酯∶水∶冰醋酸:正丁醇=1∶3∶8∶10(摩尔比);最优条件下制备的TiO2催化剂平均粒径为15·19nm,晶型为锐钛矿,对小于320nm的紫外光有良好的吸收;利用研制的TiO2光催化剂降解多菌灵废水,反应1h,COD去除率在35%左右;对9·606mg·l-1的苯酚溶液光降解半衰期为4·6min.     

溶胶制备工艺对TiO2光催化剂活性的影响

考察了不同酸、溶剂以及不同比例水制备的溶胶对TiO2光催化剂活性的影响进行了分析.结果表明,在盐酸、醋酸、草酸和甲基丙烯酸中,采用醋酸所得催化剂活性最好;在乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇4种溶剂中,采用正丁醇作溶剂所得催化剂活性最好;最佳溶胶制备条件为钛酸丁酯∶水∶冰醋酸正丁醇＝1∶ 3∶ 8∶ 10(摩尔比);最优条件下制备的TiO2催化剂平均粒径为15.19nm,晶型为锐钛矿,对小于320nm的紫外光有良好的吸收;利用研制的TiO2光催化剂降解多菌灵废水,反应1h,COD去除率在35%左右;对9.606mg·l-1的苯酚溶液光降解半衰期为4.6min.     

MAP结晶法去除猪场废水中氮、磷元素的工艺条件

以实际猪场废水为研究对象,采用MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O为沉淀剂,对磷酸铵镁(magnesium ammonium phosphate, MAP) 结晶法去除猪场废水中氮、磷元素的3种工艺条件进行了系统研究.结果表明:只调节pH工艺,最佳pH值范围为9.0～10.0;通过曝气可提高废水pH,曝气时间以60 min为宜,可提升废水pH值至8.9,铵态氮、磷和总氮去除率分别为16.8%、78.4%、21.4%;补加镁源工艺可有效提高磷去除率,最佳pH范围为9.0～10.0,Mg∶P(摩尔比)为1.6,磷去除率为95.4%;同时补加镁源和磷源工艺,可获得较高的铵态氮去除率,最佳pH值为 9.5,P∶N(摩尔比)为1.0,Mg∶N(摩尔比)为1.1,铵态氮去除率为87.4%,余磷质量浓度小于10mg·L-1.     

改性TiO2光催化膜的制备及其光催化降解2,4-DCP的研究

利用活性炭粉末对TiO2光催化剂进行改性,并对2,4-二氯苯酚进行光催化降解.结果表明,改性后TiO2光催化剂的光催化活性较之改性前有很大的提高.在pH=10,活性炭粉末掺杂量为10mg·ml-1时,300W高压汞灯下光催化降解120min,2,4DCP的去除率可达96.75%.     

固定CO2氢细菌的筛选及其培养条件优化

从土壤中分离筛选到一株高效固定CO2 的氢氧化细菌—专性化能自养菌BHA 15 ,在最佳培养条件下(培养基 ρ/gL-1:NH4 Cl 4.0 ,Na2 HPO4 ·12H2 O 0 .75 ,KH2 PO4 0 .5 ,MgSO4 ·7H2 O 0 .3;V(H2 )∶V(O2 )∶V(CO2 ) =3 .5∶1∶1;pH =7;最适生长温度θ =30℃ ) ,密闭摇瓶中恒温 (30℃ )培养 40h后 ,菌体浓度 ρ(DW)达 1.6mg/mL ,菌体蛋白含量 71.8% .图 7表 2参 12