高锰酸钾改性桉木生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性

以桉木为原料,使用高锰酸钾对桉木生物炭（BC）进行改性,制备改性生物炭（KBC）.对其进行表征,并进行了水溶液中Pb （Ⅱ）的静态吸附实验,探究了溶液pH、吸附剂投加量、吸附时间、温度和初始浓度对Pb （Ⅱ）的吸附效果影响.结果表明,最佳吸附反应pH为5,吸附在6 h达到饱和,当温度为25℃,Pb （Ⅱ）的初始浓度为100mg ·L^-1,吸附剂投加量为0.06 g时,KBC对Pb （Ⅱ）的最大吸附量为83.059mg ·g^-1,去除率为99.67%.KBC对Pb （Ⅱ）的吸附遵循二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,其是发生在均匀表面的单层吸附.采用BET、SEM-EDS、XRD、FT-IR和XPS对吸附剂进行表征分析,发现吸附机制主要是KBC含氧和KBC含锰基团通过络合作用和沉淀作用来吸附Pb （Ⅱ）,以及在吸附过程中生物炭表面会形成—O—Pb—O—双齿配合物.因此,高锰酸钾改性BC可以作为一种很好的Pb （Ⅱ）吸附剂.     

污泥好氧堆肥过程中亲水性组分的光谱和电化学特征

为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)和电化学方法,对其结构组成和电子转移能力的变化进行了系统研究.光谱分析显示,随着堆肥的进行,HyI中芳香族化合物含量增加,醌基含量增加,类蛋白物质含量降低,类胡敏酸物质和类富里酸物质含量增加,芳构化程度和腐殖化程度增强.酰胺和多糖类物质在HyI中占据主导地位,HyI中的羧基含量增加,而酚类含量降低.电化学分析显示,在堆肥过程中,HyI的电子供给能力(electron donating capacity,EDC)呈现先增加后减少的趋势;HyI的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)呈现先减少后增加的趋势.总体上,HyI的电子转移能力(electron transfer capacities,ETC)呈现上升的趋势,表明堆肥过程提高了HyI的氧化还原能力.相关性...     

岩溶湿地与稻田土壤团聚体细菌群落结构的比较

研究湿地系统中的土地利用变化对土壤团聚体中细菌群落结构的影响,可以为阐明土地利用变化对湿地土壤团聚体稳定性的影响机制提供理论依据.以会仙岩溶湿地和稻田为研究对象,利用高通量测序技术和生态网络分析对土壤团聚体（大团聚体0.25~2 mm、微团聚体0.053~0.25 mm和粉、黏粒<0.053 mm）细菌群落结构进行研究.结果表明：①微团聚体在稻田中占29.64%,显著高于其在天然湿地中的占比（22.20%）.②门水平上,绿弯菌门在稻田土壤大团聚体、微团聚体和粉、黏粒中的相对丰度分别为7.97%、8.56%和7.40%,显著高于其在天然湿地这3种粒径团聚体中的相对丰度（4.93%、4.81%和3.76%）;目水平上,厌氧绳菌目在稻田这3种粒径团聚体中的相对丰度分别为2.35%、3.03%和2.65%,显著高于其在天然湿地这3种粒径团聚体中的相对丰度（0.92%、0.91%和0.43%）.③生态网络分析显示,稻田微团聚体和粉、黏粒网络的节点数、边数和平均邻居数均高于天然湿地,并且在这两种组分中网络的平均连通度更大,特征路径长度更短;稻田大团聚体网络具有更长的特征路径长度、更高的模块性.结果表明,天然湿地改变为稻田后,土壤团聚体细菌群落结构改变,稻田微团聚体和粉、黏粒中细菌群落具有更高的物质循环和信息传递的效率,而稻田大团聚体细菌网络紧密性低,模块性高,其细菌群落结构更稳定.     

Co@AC的包埋固定及其对农药阿特拉津的去除机制

阿特拉津作为一种常用的除草剂,已被国际癌症研究机构列为具有致癌风险的2B组类别,这意味着阿特拉津对人类和生态环境有极大的影响.为实现对水中阿特拉津的高效去除,该研究采用包埋固定化技术(EI)将钴改性活性炭粉末(Co@AC)进行包埋固定,制备新型环境功能材料“EI-Co@AC”.当海藻酸钠为2.5%、氯化钙为4.0%、Co@AC为1.0%、膨润土为2.0%时,制备的EI-Co@AC小球具有最优的机械强度和传质性能,且小球内部具有较高的孔隙率、致密的网状结构以及大量的官能团.当EI-Co@AC投加量为16 g·L^-1、溶液pH为3.0、温度为25℃时,10 h内小球对50 mL、5.0 mg·L^-1的阿特拉津去除率可达92.3%,机理研究表明小球对阿特拉津的去除主要是化学吸附和多分子层吸附.此外,经过5次重复实验后,EI-Co@AC对阿特拉津的去除率仍在75%以上,且小球结构完整,表明EI-Co@AC具有良好的重复使用性能.综上,该研究制备的EI-Co@AC是一种无毒、经济、可重复利用的环境功能材料,可用于水环境中的阿特拉津及其他有机污染物的去除...     

TEPA调控AMP-DGDE水溶液相变吸收CO2性能及机理

相变吸收剂在降低CO₂捕集能耗方面具有较大优势,但现有吸收剂普遍存在再生性能差的问题。基于2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)的吸收剂再生性能优异,但通常难以发生相变。利用四乙烯五胺(TEPA)作为相变调控剂引入AMP-二乙二醇二甲醚(DGDE)水溶液,构建了具有良好再生性能的新型相变吸收剂AMP-DGDE-TEPA。在最佳配比下,AMP-DGDE-TEPA的吸收负荷可达0.88 mol·mol-1,其中97.6%的CO₂富集于溶液下层,下层体积仅占总体积51%。经7次吸收-解吸循环,吸收剂的吸收负荷仍能保持0.63 mol·mol-1,再生效率为71.6%。13C核磁共振结果表明,AMP与CO₂反应生成易于分解的碳酸氢盐,因而吸收剂具有良好的再生性能;而TEPA的引入可使系统中生成稳定的质子化TEPA和氨基甲酸盐。质子化TEPA和氨基甲酸盐具有高极性,可打破吸收剂原有的均相状态,促使吸收剂发生液-液相变。相比于DGDE,H₂O和极性反应产物之间具有更强的相互作用力,这些物质聚集形成CO_...     

西江流域土壤镍含量特征及风险评估

西江流域作为广西省重要的农业生产区和有色金属矿产区,为保障土地安全利用,有必要全面了解其土壤镍含量特征和风险水平。分别采集自然土壤、旱地土壤、水田土壤和矿区土壤样品283、1 286、721、130件,以自然土壤为背景样品,进行空间分布特征分析,并进行风险评估。结果表明,西江流域土壤镍的背景值为25.60mg/kg,基线值为156.00mg/kg。不同土地利用类型的土壤镍含量表现为矿区土壤(42.50mg/kg)水田土壤(28.70mg/kg)旱地土壤(22.70mg/kg),在P0.05水平下,矿区土壤显著高于背景值,而旱地土壤、水田土壤与背景值差异不显著。中部和西南部地区镍含量较高,尤其是西南部的都安瑶族自治县和大化瑶族自治县,很多区域都超过了60mg/kg。以基线值作为标准或根据地积累指数进行评价,由于考虑了背景值,西江流域土壤镍污染水平不高。     

两株壬基酚和双酚A高效降解菌株的筛选和降解特性

以桂林市上窑污水处理厂污泥脱水车间剩余污泥、上窑堆肥厂的堆肥堆料和桂林雁山镇森林土壤为菌源进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚(NP)和双酚A(BPA)为唯一碳源和能源生长的降解菌株N-1和B-1。通过对菌株的16S r DNA序列同源性分析,初步鉴定N-1和B-1菌分别为Cupriavidus(贪铜菌属)、Acinetobacter(不动杆菌属)。通过两菌株分别降解NP和BPA的单因素实验,确定了降解动力学以及时间、温度、p H值对降解过程的影响。研究结果表明,细菌N-1,B-1的最佳初始目标污染物质量浓度为5~10 mg/L,降解40 h,N-1去除率可达49.63%,B-1去除率可达62.34%。细菌N-1对NP的去除半衰期t1/2为41.44~48.02 h;B-1对BPA的去除半衰期t1/2为35.23~37.33 h。细菌N-1,B-1的最佳降解温度均为30℃,最佳p H值均在6.5~7.5之间,即两种细菌在中温、中性条件下对NP和BPA降解效果最佳。     

碳酸镁与镉离子的吸附和沉淀作用研究

以碳酸镁为吸附剂,在镉离子初始浓度为0~6 mmol/L,初始pH值为4和7的条件下,研究了碳酸镁与镉离子的吸附与沉淀作用。结果表明,由于碳酸镁的溶解及与体系中氢离子的中和,碳酸镁—镉体系的最终pH值为10.4左右;体系的平衡pH值随着镉离子初始浓度的增加而减小;体系中镉的平衡浓度随着初始镉离子浓度的增加缓慢上升;碳酸镁对镉的吸附等温线为折线型,不符合Freundlich和Langmuir模型,符合伪二阶吸附动力学模型。结合碳酸镁吸附镉前后固相表征的结果,说明碳酸镁与镉离子的作用机制随着镉离子浓度的增加,从离子交换发展为离子交换和表面配位反应并存,最后表现为表面沉淀。     

农业面源污染负荷排放的尺度效应及其研究进展

介绍了尺度和尺度效应的概念,在分析径流尺度效应、侵蚀产沙尺度效应和节水灌溉尺度效应的基础上,探讨了农业面源污染排放和迁移的影响因素,进而分析了面源污染排放负荷的尺度效应。最后在分析国内外不同尺度氮磷排放研究现状的基础上,探讨了农业面源污染负荷排放尺度效应的研究展望。