Mechanism of lead immobilization by oxalic acid-activated phosphate rocks

Lead (Pb) chemical fixation is an important environmental aspect for human health. Phosphate rocks (PRs) were utilized as an adsorbent to remove Pb from aqueous solution. Raw PRs and oxalic acid-activated PRs (APRs) were used to investigate the effect of chemical modification on the Pb-binding capacity in the pH range 2.0-5.0. The Pb adsorption rate of all treatments above pH 3.0 reached 90%. The Pb binding on PRs and APRs was pH-independent, except at pH 2.0 in activated treatments. The X-ray diffraction analysis confirmed that the raw PRs formed cerussite after reacting with the Pb solution, whereas the APRs formed pyromorphite. The Fourier Transform Infrared spectroscopy analysis indicated that carbonate (CO₃^2-) in raw PRs and phosphate (PO₄^3-) groups in APRs played an important role in the Pb-binding process. After adsorption, anomalous block-shaped particles were observed by scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy. The X-ray photoelectron spectroscopy data further indicated that both chemical and physical reactions occurred during the adsorption process according to the binding energy. Because of lower solubility of pyromorphite compared to cerussite, the APRs are more effective in immobilizing Pb than that of PRs.     

氢氧化钽对水体中磷酸盐的吸附去除作用

采用氢氧化钽为吸附剂,对水中磷酸盐的吸附性能进行了研究,考察了吸附时间、pH值、磷酸盐的初始浓度、反应温度对吸附量的影响。实验结果表明:pH值越小,氢氧化钽对磷酸盐的吸附量越大,当pH值为2时氢氧化钽对磷酸盐的吸附性能优,并且pH值对磷酸盐的吸附量影响较大;磷酸盐的初始浓度越大,吸附量越大,吸附平衡时间越短;氢氧化钽对磷酸盐的吸附量和吸附速率都随着温度的升高而增加。在25℃、pH=2、初始浓度为200 mg/L、吸附30 min时达到平衡时最大吸附量为76.69 mg/g。吸附后的氢氧化钽红外谱图在1066 cm-1处出现特征峰,该峰恰好是吸附磷酸盐的伸缩振动峰,并且在638 cm-1与670 cm-1之间Ta-O键由于磷酸盐的吸附发生了蓝移。采用6 mol/L的NaOH对吸附了磷酸盐的氢氧化钽进行解吸,当pH=12时解吸率为52.45%。研究结果表明,氢氧化钽能够有效的去除水溶液中磷酸盐的吸附剂。     

营养条件对污水中小球藻生长及产能效应的影响

以过滤的富营养化的鱼塘废水为培养液,添加外源的碳、氮、磷元素,考察污水中不同的外源无机碳浓度、总氮浓度、总磷浓度对小球藻(Chlorella vulgaris)的生长、油脂含量和烃类含量的影响。在25℃、光照强度为4 500 Lux、光暗比为12L:12D的条件下培养10 d。单因子方差分析和多重比较结果表明:(1)以Na2CO3做碳源,小球藻生物量和烃类含量在外源无机碳浓度为6 mg/L时最高,油脂含量在外源无机碳浓度为12 mg/L最高。(2)以KNO3做氮源,小球藻生物量在总氮浓度为25 mg/L时最高,油脂含量在总氮浓度为15 mg/L时最高,烃含量在总氮浓度为20 mg/L时最高。(3)以KH2PO4做磷源,小球藻生物量和烃类含量在总磷浓度为2 mg/L时最高,油脂含量在总磷浓度为1.5 mg/L时最高。     

开放系统下方解石对磷的去除

通过批量平衡法,研究开放系统条件下方解石对磷的去除特性.结果表明:1方解石在开放系统中的预平衡过程,在24h左右便能完成;2动力学的结果表明,当初始浓度为0.5 mg·L~(-1)时,磷去除在前10 h内便完成很大部分,推测其去除行为主要由表面吸附进行;当初始浓度为2.5 mg·L~(-1)时,磷去除主要是靠后期的磷沉淀方式来完成.3当初始磷浓度≤2.5 mg·L~(-1)时,反应时间设为10 h,磷的去除过程可用Langmuir等温吸附模型来较好地拟合,推测在该条件下,表面吸附是磷去除过程中的主导作用方式.4加入邻苯二甲酸的情况下,当初始磷浓度2.5 mg·L~(-1)时,磷的去除率下降了一些,这是因为此时磷去除主要通过表面吸附完成,而邻苯二甲酸与磷共同竞争表面上的吸附位点;当初始磷浓度2.5 mg·L~(-1)时,磷的去除率增大了一些,这是因为邻苯二甲酸的加入促进了钙浓度的增加,从而促进磷通过钙以沉淀的形式去除.     

磷差异性调控水稻根际nirK/nirS型反硝化菌组成与丰度

磷作为一种重要的生命元素,对反硝化微生物的活性和功能有重要影响.反硝化功能基因nir K和nir S是编码亚硝酸还原酶的两种同工酶基因,但是,磷对具有同种功能的nir K和nir S型反硝化菌的调控是否存在差异尚不十分清楚.本文采集严重缺磷红壤性水稻土设置水稻盆栽试验,通过外源添加磷肥设置对照(CK,P:0 mg·kg-1),低磷(P1,P:15 mg·kg-1),高磷(P2,P:30 mg·kg-1)这3个磷添加水平,研究不同磷水平对水稻亚硝酸还原酶基因的组成与丰度的调控作用.结果表明,在长期缺磷土壤上施用磷肥对含亚硝酸还原酶基因nir K和nir S的细菌种群的调控作用有明显差异.不管是根际还是非根际土,含nir S的微生物种群均对施磷水平表现敏感,尤其是高磷(P2)水平,施磷可导致nir S丰度提高2～3倍,同时显著改变nir S型反硝化微生物的组成结构.相比之下,施磷后含nir K基因的微生物组成结构和丰度变异较小.与非根际土壤相比,高磷水平条件下根际土中nir S的基因拷贝数和群落结构均发生了显著变化,缺磷和低磷条件下水稻生长只引起根际土nir S种群组成结构发生显著变化,但其丰度与非根际无显著差异.但不同磷水平条件下nir K的基因丰度和组成结构在根际和非根际土之间几乎无显著变化.综上所述,在严重缺磷水稻土中加施磷肥会显著提高水稻根际和非根际土中nir K和nir S型反硝化菌数量,并改变其种群组成结构,且nir S比nir K型种群响应更敏感.不同磷水平条件下的水稻根系生长均显著改变了根际土壤中nir K和nir S种群组成结构,但除了在高磷水平条件下显著增加了nir S丰度外,对nir K和nir S丰度均影响较小.研究结果可为进一步深入探究施肥对土壤反硝化过程的影响提供理论依据.     

固定化小球藻对海水养殖废水氮磷的处理

本研究利用海藻酸钠（SA）作为载体、以氯化钙（CaCl₂）为交联剂,探究小球藻最佳固定化条件及其对海水养殖废水氨氮和磷酸盐的处理效果.通过对比不同浓度SA和CaCl₂对小球藻生长的影响及不同固定化条件的藻球对氨氮、磷酸盐处理效果,确定最佳固定化条件为2.0% SA和2.0% CaCl₂.对比固定化藻球和悬浮小球藻对模拟海水养殖废水氨氮、磷酸盐去除效果,结果表明固定化藻球比悬浮藻液对氮、磷处理效果更好.其中低接种率（1：10）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别为63.26%和62.76%.固定化小球藻浓度越高,其净化能力越强,高接种率（1：1）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别是85.16%和75.94%.连续流运行下固定化藻球对海水养殖废水氨氮、磷酸盐的平均去除率分别为84.49%和72.17%.小球藻固定化态保留并延长了悬浮态生长活性,提高了对海水养殖废水脱氮除磷效果.     

检测水中有机磷农药的酶传感器

采用丝网印刷技术制作厚膜型电极,通过交联法将乙酰胆碱酯酶固定在电极上,开发快速检测水中有机磷农药的酶传感器.采用循环伏安法对电极所做的检测结果表明电极彼此间的差异在10%以内,具有较好的一致性.通过在交联剂、酶和底物等方面优化传感器的工作参数,确定了戊二醛、酶和底物的浓度分别为0.2%、0.5 mg/mL和10 mmol/L时,传感器响应最好.在交联固定酶的情况下,根据酶活受到有机磷抑制的原理,采用时间-电流法对特丁硫磷和对硫磷进行了检测.结果表明:这2种有机磷的检测限都可以达到1 ng/mL,线性区间1～10 000ng/mL.在物理吸附固定酶的情况下,采用循环伏安法对特丁硫磷进行了检测.结果表明:采用循环伏安法检测的灵敏度比采用时间-电流法的灵敏度要高.     

Effect of humic substances on the precipitation of calcium phosphate

For phosphorus （P） recovery from wastewater, the effect of humic substances （HS） on the precipitation of calcium phosphate was studied. Batch experiments of calcium phosphate precipitation were undertaken with synthetic water that contained 20 mg/L phosphate （as P） and 20 mg/L HS （as dissolved organic carbon, DOC） at a constant pH value in the range of 8.0-10.0. The concentration variations of phosphate, calcium （Ca） and HS were measured in the precipitation process; the crystalline state and compositions of the precipitates were analysed by powder X-ray diffraction （XRD） and chemical methods, respectively. It showed that at solution pH 8.0, the precipitation rate and removal efficiency of phosphate were greatly reduced by HS, but at solution pH ≥9.0, the effect of HS was very small. The Ca consumption for the precipitation of phosphate increased when HS was added; HS was also removed from solution with the precipitation of calcium phosphate. At solution pH 8.0 and HS concentrations ≤3.5 mg/L, and at pH ≥ 9.0 and HS concentrations ≤ 10 mg/L, the final precipitates were proved to be hydroxyapatite （HAP） by XRD. The increases of solution pH value and initial Ca/P ratio helped reduce the influence of HS on the precipitation of phosphate.     

粉煤灰合成沸石同步脱氨除磷特性的研究

利用粉煤灰合成沸石,研究其在同步去除氮、磷方面的特性.合成沸石对氨氮和磷酸盐的吸附净化均随时间增加而变化,但均在24h后基本达到平衡.随合成沸石投加量的增加,同步去除污水中氮磷的效果越好,但在投加量为8 g·L^-1以上时去除率的增加明显放慢.在pH为7～9时氨氮去除率最高(约60%),超过此pH范围时去除率降低.在pH 7～9范围磷去除率达最低(约为85%),超过此pH范围时去除率增加(最高达到近100%).合成沸石对氨氮的吸附为放热反应,对磷的吸附为吸热反应.不同阳离子饱和的合成沸石对氨氮的吸附顺序依次为:Al>Mg>Ca>Na>Fe,对磷的吸附顺序则为:Al>Fe>Ca>Mg>Na.合成沸石的氨氮吸附机理为阳离子交换作用,对磷的去除除化学沉淀作用外尚有吸附机制.     

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。