粉煤灰微波改性及其对Cr6+的吸附特性

将粉煤灰(fly ash,FA)微波辐照制得微波改性粉煤灰(MFA),选择用H2SO4、NaOH和Ca(OH)2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰(MMFA),结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6+的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6+的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6+的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6+的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能(ΔG)、吸附焓(ΔH)和吸附熵(ΔS)均为负值,说明MMFA对Cr6+的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。     

Mg/CTS/FA复合材料对弱酸性深蓝5R的有效吸附

以粉煤灰(fly ash,FA)为原材料,通过负载壳聚糖(CTS)及镁离子制备新型吸附材料-Mg/CTS/FA,探察了pH、吸附剂的添加量、转速、接触时间及温度等吸附条件,探讨了吸附动力学和热力学。结果表明:当吸附剂的量为4 g/L,pH值为4,振荡时间1 h时,Mg/CTS/FA对弱酸性深蓝5R(Weak acid dark blue 5R,WADB 5R)的去除率达到91.77%,相应吸附量为504.73 mg/g(25℃)。Mg/CTS/FA对WADB 5R在不同温度下的吸附动力学能用拟二级吸附速率方程描述。该吸附能用Langmuir等温模型描述,同时也较好地符合D-R方程,由D-R方程所得E值、由Arrhenius方程得E_a值、动力学及热力学研究均表明该吸附是由化学和物理吸附及氢键共同控制。焓变ΔH值和ΔG值的结果表明该吸附是一个自发的放热过程。     

磷酸活化活性炭对Cu~（2＋）的吸附特征研究

寻求廉价而高效的吸附材料为目的,研究向日葵秸杆基活性炭对铜离子的吸附性能。以向日葵秸秆为原料,经H3PO4活化制备活性炭,通过静态实验研究了其对水溶液中Cu2＋的吸附特性,考察了溶液pH值、吸附温度和离子强度对吸附的影响,探讨了吸附热力学、动力学和吸附机理。结果表明：溶液pH值为5～6时活性炭对Cu2＋的去除效果最好;向50 mL 170 mg·L-1的溶液中加入0.5 g活性炭,温度为45℃、吸附时间为1 h时,对Cu2＋的去除率可达98.3%;Langmuir方程能更好地描述Cu2＋在活性炭上的等温吸附特征,静态吸附容量可达41.03 mg·g-1;吸附过程符合拟二级动力学过程,且为吸热的化学吸附过程,膜扩散为速率控制步骤,离子交换可能在吸附过程中起了重要作用。     

典型草原不同围封年限植被-土壤系统碳氮贮量的变化

以内蒙古太仆寺旗典型草原为研究对象,研究不同围封年限下的天然草地植物和土壤有机碳、全氮贮量的变化。结果表明：与自由放牧草地相比,重度退化草地采取生长季围封恢复措施后,群落植物和土壤环境在围封8、11、14、21、25年后均得到了明显的改善,地上植物和地下根系生物量及其碳氮贮量、土壤碳氮贮量明显增加,土壤容重降低。自由放牧地和围封8、11、14、21年植物-土壤系统碳贮量分别为7 357.93、7 988.27、8 413.18、12 878.82、8 934.66 g.m-2,氮贮量分别为427.78、494.28、575.49、707.35、615.09 g.m-2。草地围封至14年植物和土壤各项理化性质达到最大值,使得植物-土壤系统的碳氮贮量分别是自由放牧地的1.75和1.65倍,说明植被与土壤间达到了良性循环的状态,退化草地正向演替。随着围封年限的继续增加,其各项指标出现下降趋势。由此可知,季节性围封措施在一定时间内可使退化草地的土壤-植物系统的碳氮贮量增加,草地在一定程度上得到恢复,但适宜的恢复时间和合理利用问题有待进一步讨论。     

巴丹吉林沙漠北部沙样中磷的化学赋存形态

文章采用7步连续浸提法对采集于巴丹吉林沙漠北部沙样中磷的各种存在形态进行了分析测定,并对沙样进行了分级形态研究。测定结果表明:在巴丹吉林沙漠北部沙样中总磷(TP)的含量范围为164.28～342.85μg/g,平均含量为275.20μg/g,其主要成分为无机磷(IP),平均含量为264.24μg/g,占TP含量的96.02%;而有机磷(Or-P)平均含量为10.96μg/g,平均占TP的3.98%。在所有不同粒径的沙样中,自生钙结合磷(Ca-P)含量最高,平均为217.17μg/g,占TP的78.91%,其次是原生碎屑磷(De-P),平均含量43.36μg/g,占TP的15.76%,二者占TP的绝大部分;其他各形态磷含量的高低顺序依次为:有机磷(Or-P)、铝结合磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、可交换磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Obs-P)。在所取沙漠颗粒物样品中Ca-P、De-P和Ex-P的含量均随沙样粒径的减小而增大;Or-PFe-P的含量随粒径的减小而减小;Obs-P、Al-P、的含量随粒径的变化无特定规律;总磷(TP)含量随沙样粒径的减小而增大。     

黄河三角洲盐沼湿地甲烷厌氧氧化潜力及微生物群落对铁锰输入的响应研究

铁、锰是滨海湿地环境中重要的变价金属元素,金属依赖型甲烷厌氧氧化（Anaerobic oxidation of methane, AOM）过程与碳循环相耦合,在生物地球化学循环过程中起到重要的驱动作用.研究铁、锰对湿地甲烷厌氧氧化潜力及微生物群落的作用对于减缓因甲烷释放而带来的 全球气候变暖具有重要意义.以黄河三角洲滨海湿地为研究对象,通过室内厌氧培养及高通量测序方法,系统研究了碱蓬盐沼湿地下甲烷厌氧氧化潜力及微生物群落对Fe³⁺、Mn⁴⁺输入的响应.结果表明：向土壤输入不同浓度的Fe³⁺和Mn⁴⁺后,浅层土的AOM潜力皆被抑制,深层土的AOM潜力则受到促进作用,且作用显著（p<0.05）,说明不同土层对铁、锰输入的响应不同,这可能取决于土壤中铁、锰含量的本底值;在微生物层面,铁、锰输入对土壤微生物的丰富度及均匀度产生影响,土壤中的微生物群落结构同时也发生了显著变化,在门水平下,细菌中的Proteobacteria（变形菌门）和古菌中的Euryarchaeota（广古菌门）丰度显著升高,科、属水平下富集了可以促进甲烷氧化的Methylomonaceae（甲基单胞菌）且使其成为优势种,表明该菌可能深度参与了甲烷消耗及金属元素循环过程.本研究对滨海湿地甲烷厌氧氧化的机理研究及黄河 三角洲微生物的多样性保护具有重要意义,同时也可为滨海湿地CH₄减排提供科学依据.     

黄河沉积物对磷的吸附行为

研究了黄河流域9个沉积物对磷的吸附行为,用修改后的Langmuir等温吸附模型对吸附实验数据进行了拟合,得到最大吸附容量PAC、Langmuir吸附平衡常数k.利用所得拟合参数通过公式计算方法得到EPC_0,以此判断沉积物是磷"源"还是磷"汇",分析了沉积物组成及其理化性质与磷吸附特征的关系.结果表明,各沉积物的吸附,解吸平衡磷浓度EPC_0范围在0.0031～0.109 3 mg/L,,其值也较低,与可解吸的内源磷含量正相关,与地理位置没有表现出相关性.在本研究条件下,在壶口张家湾断面,沉积物对磷表现为"汇";而其他沉积物对磷表现为"源",但释放量和吸附量不大.黄河沉积物对磷的最大吸附容量PAC的范围为0.073～0.454 mg/L,吸附能力较弱,沉积物的最大吸附容量与沉积物的有机质有较好的正相关关系.此外,沉积物对磷的吸附存在明显的固体浓度C_S效应,吸附滞后角随着C_S的增加而增大,随着同体浓度的增加,沉积物对P的吸附量逐渐降低,但EPCC_0值却增大,体现了颗粒物在磷循环中的两性作用.     

黄河中下游沉积物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了黄河中下游10个不同表层沉积物在黄河水体中对磷酸盐（P）的吸附动力学及其影响因素和吸附机理。结果表明：（1）不同黄河沉积物对P的吸附能力各不相同,但吸附量随时间的变化具有相同的变化趋势,吸附速率均在前8h内较快,以后逐渐趋缓,在48h时基本达到吸附平衡。不同黄河沉积物对P的吸附量均随P初始质量浓度的增加而增大,随沉积物含量增大而减小;（2）不同沉积物在不同P初始质量浓度下对P的吸附动力学均符合Lagergren二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,求得二级吸附速率常数和扩散速率常数分别在11.9866～157.55g·mg^-1·h^-1和0.0005～0.0119mg·g^-1·h^-1/2之间,吸附过程由P在沉积物内扩散控制。     

黄河上游沉积物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了黄河上游10个不同表层沉积物在黄河水体中对磷酸盐（P）的吸附动力学及其影响因素和吸附机理。结果表明：不同黄河沉积物对P的吸附能力各不相同,但吸附量随时间的变化具有相同的趋势,吸附速率均在前8 h内较快,以后逐渐趋缓,在48 h时基本达到吸附平衡。不同黄河沉积物对P的吸附量均随P初始质量浓度的增加而增大,随沉积物质量浓度增大而减小,且也受水体pH值的影响,在pH为6.0~9.0范围内吸附量比较大。不同沉积物在不同P起始质量浓度下对P的吸附动力学均符合Lagergren二级吸附动力学模型及Weber–Morris扩散方程,求得二级吸附速率常数和扩散速率常数分别在10.85~229.29 g.mg-1.h-1和0.7×10-3~5.2×10-3 mg.g-1？h-1/2）之间,吸附过程由P在沉积物内的扩散控制。     

基于AWRSEI的岱海流域生态环境质量时空演变及驱动因子分析

流域是重要的生态安全屏障和社会经济发展区域,为了更加客观准确地评价干旱和半干旱区流域生态环境质量,基于遥感生态指数（RSEI）引入盐度指标构建适用于干旱和半干旱区流域的遥感生态指数（AWRSEI）并以岱海流域为例分析其适用性.基于AWRSEI模型,采用4期Landsat TM/OLI合成影像,对2001~2020年岱海流域的生态环境质量进行定量评价,通过变异系数和空间自相关分析岱海流域生态环境质量时空演变规律,并通过地理探测器进行成因分析和驱动因子解释力分析.结果表明：①AWRSEI与各生态因子的平均相关系数为0.860,比单个指标分量更具代表性;第一主成分的荷载正负值和排序与RSEI一致,特征值贡献率比RSEI高3.69%,评价结果与真实地表情况更为接近,适合用于干旱区流域的生态环境质量评价.②岱海流域2001~2020年AWRSEI指数的年均值为0.427,生态环境质量基础较差,期间AWRSEI的均值呈现波动上升的趋势,并且在2020年均值达到最高0.502.整体生态环境质量明显好转,恶化区域减少了20.51%,改善区域增加了12.71%.空间分布上,岱海流域南部和西北部高海拔地区的林地生态环境质量优,北部和南部中海拔地区生态环境质量较差,湖区北侧生态环境质量优于南侧.③岱海流域AWRSEI变异系数平均值为0.280,生态环境质量状况稳定,整体变化波动较小,高波动主要集中在湖区南侧和居民点区域.岱海流域生态环境质量存在显著的空间自相关性,高-高集聚区主要分布在高海拔的林地区域和低海拔耕地区域;低-低集聚区零星分布在中海拔区域.④2001~2020年岱海流域生态环境的提升主要由于NDVI提高,NDBSI和NDSI降低.NDVI和NDBSI是交互作用最强的组合,对生态环境的解释力最强.土地利用是AWRSEI的主导因子,解释力最强.土地利用和气象因子的组合是交互作用最强,且各驱动因子之间均为增强关系.