土壤及土壤矿物对类胡敏酸的吸附解吸及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了不同pH值、离子强度、类胡敏酸浓度和接触时间条件下,黑土、白浆土及蒙脱石对类胡敏酸(HLA)的吸附作用.结果表明:随着HLA浓度的增加,土壤及蒙脱石对HLA的吸附量增加.黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附等温线均为L型,其吸附不可逆性表现为白浆土＞蒙脱石＞黑土.通过Langmiur方程计算,蒙脱石、白浆土对HLA达到吸附平衡时的最大吸附量分别为764.7、790.3 mg·g-1,而黑土为35.27 mg·g-1.Freundlich方程可以很好地描述白浆土、蒙脱石对HLA的吸附和解吸等温线,而Temkin方程可以很好地描述黑土对HLA的吸附和解吸等温线.同时,3种材料的吸附自由能△G°＜0,吸附热Qm ＞0,表明其对HLA的吸附是自发的、放热的过程.随着pH的升高,黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附量减少;随离子强度的增加,黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附量增大.黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附动力学过程划分为快反应和慢反应阶段,其中,蒙脱石、白浆土对HLA的吸附动力学过程用一级动力学方程拟合的效果最好,而对黑土而言,用Elovich方程描述更合适.     

黑土有机碳、氮及其活性对长期施肥的响应

以长期定位试验为基础,研究不同长期施肥模式对中国东北黑土表层(0～20 cm)及亚表层(20～40 cm)土壤碳、氮的影响.结果表明,有机肥的施入显著提高了表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,其中以有机无机配施处理最为显著.与不施肥相比,常量和高量有机无机配施分别增加了表层SOC含量24.6%和25.1%,分别增加了表层土壤TN含量29.5%和32.8%,亚表层土壤SOC和TN含量对施肥无响应.尽管常量及高量有机无机配施分别增加了黑土0～40 cm土壤碳储量11.6%和7.6%、氮储量17.3%和12.7%,但各处理之间无显著差异,仅增加了黑土碳、氮储量的变异性.与不施肥相比,有机肥的施用不仅显著增加了表层和亚表层土壤微生物生物量碳、氮(SMBC、SMBN)及可溶性碳、氮(DOC、DN)的含量,且显著提高了这些组分在总有机碳、全氮中所占的比例.有机无机配施处理能使表层土壤SMBC/SOC、SMBN/TN值分别提高0.36～0.59和1.21～1.95个百分点,而DOC/SOC、DN/TN也分别达到0.53%～0.72%和1.41%～1.78%.土壤微生物生物量碳氮、可溶性碳氮及其在总有机碳、氮中所占的比例对于施肥的响应在土壤剖面上表现更为敏感,更能反映土壤肥力对于长期施肥的响应.有机肥的施入尤其是有机无机配施能显著提高黑土表层和亚表层土壤有机碳、氮活性,有利于提升土壤肥力和养分供应能力,但同时也导致了农田系统碳、氮的大量损失,容易引起潜在的环境污染.     

Iron and lead ion adsorption by microbial flocculants in synthetic wastewater and their related carbonate formation

Although microbial treatments of heavy metal ions in wastewater have been studied, the removal of these metals through incorporation into carbonate minerals has rarely been reported. To investigate the removal of Fe^3＋ and Pb^2＋, two representative metals in wastewater, through the precipitation of carbonate minerals by a microbial flocculant （MBF） produced by Bacillus mucilaginosus. MBF was added to synthetic wastewater containing different Fe^3＋ and Pb^2＋ concentrations, and the extent of flocculation was analyzed. CO2 was bubbled into the mixture of MBF and Fe^3＋/Pb^2＋ to initiate the reaction. The solid substrates were analyzed via X-ray diffraction, transmission electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results showed that the removal efficiency decreased and the MBF adsorption capacity for metals increased with increasing heavy metal concentration. In the system containing MBF, metals （Fe^3＋ and Pb^2＋）, and CO2, the concentrated metals adsorbed onto the MBF combined with the dissolved CO2, resulting in oversaturation of metal carbonate minerals to form iron carbonate and lead carbonates. These results may be used in designing a method in which microbes can be utilized to combine CO2 with wastewater heavy metals to form carbonates, with the aim of mitigating environmental problems.     

矿产资源开发与矿山环境保护战略研究

本文在收集大量数据资料基础上,阐述了我国矿产资源特征与开发现状,论述了我国主要矿山地质环境问题及其危害,深刻剖析了产生诸多矿山地质环境问题的根源,提出了矿产资源可持续开发利用与矿山环境保护的对策建议。为促进矿产资源开发与矿山环境保护协调发展提供参考。     

溶解氧变化对底泥酶活性及微生物多样性的影响

采用室内静态实验考察了溶解氧变化对底泥酶活性影响,同时采用BIOLOG ECO微平板构造了不同溶解氧水平下底泥微生物多样性指数。结果表明:高溶解氧条件下,底泥多酚氧化酶及过氧化物酶活性显著高于缺氧条件及厌氧条件(P<0.01),脱氢酶活性高于背景值;厌氧条件下脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于高溶解氧组、缺氧组及背景值(P<0.05);缺氧条件下硝酸盐还原酶活性显著高于高溶解氧组及厌氧组(P<0.05);蛋白酶活性受溶解氧水平变化的影响较小。BIOLOG ECO微平板法分析表明,溶解氧变化对底泥微生物多样性有不同程度的负面影响,微生物多样性的降低程度从大到小依次为高溶解氧组>厌氧组>缺氧组。主成分分析结果表明:缺氧条件及厌氧条件下,底泥微生物对大分子有机物的利用出现不同程度的降低,相对地,高溶解氧条件下微生物对大分子有机物的利用程度呈现先下降后上升的趋势;高溶解氧组及缺氧组底泥微生物对碳水化合物利用程度升高,厌氧组对碳水化合物利用程度降低。总之,高溶解氧条件更有利于形成底泥有机物完整的代谢循环,提高大分子有机物的利用程度。     

铊在矿物胶体和天然有机质界面上迁移转化行为的研究进展

铊(Tl)是典型的毒害重金属元素之一,对生物体的毒性高于Hg、Cd和Pb等元素。铊在天然水环境相关介质中的背景含量较低,但可通过各种工业活动大量进入水体环境,借由水体迅速迁移扩散,对生态系统造成巨大的环境隐患。本文总结了铊在水体中的分布特征,并重点阐述了铊在矿物胶体和天然有机质(腐殖酸)等界面上迁移转化行为的研究进展。研究表明,铁(氢)氧化物、锰(氢)氧化物均能在一定程度上吸附水体中的Tl(I),铊在一些锰(氢)氧化物表面的吸附行为可能会涉及Tl(I)在矿物表面的氧化还原机制。矿物表面对铊离子的吸附作用不仅与矿物的组成成分有关,还可能与矿物组成成分的晶型结构密切相关。天然有机质对铊迁移转化影响作用的研究目前主要偏重天然腐殖酸对铊的络合作用。因此,要加强的研究铊分别在不同种类、不同晶型的矿物和不同类型的天然有机质界面上的迁移转化行为,并借助高精度的价态和结构分析手段从分子水平上探讨其迁移转化机理。了解铊在水体中的迁移转化有助于深入认识铊的环境地球化学行为,并为研究铊的污染治理提供理论基础。     

双台子河流域综合水质评价方法的对比研究

本研究利用双台子河2011年枯、丰、平水期的22个水文监测断面数据,并借助主成份分析法,确定主要污染因子和超标断面。分别采用综合标识指数、单因子、模糊评判、灰色关联四种评价法,选取DO、COD、NH3-N、TP、TN、BOD 6个评价因子,对河流水污染特性进行综合评价与分析。结果表明:以Bartlett球度检验,主成份因子负荷值较高的NH3-N、TP、BOD因子,累积方差贡献率91.97%,主要污染因子;超标断面的污染因子判别应考虑周边污染源的类型和河流上游的排放物浓度。模糊评判、灰色关联评价结果中均没有劣V类,两者的水质类别累积频率均在V类到达100%;考虑到单因子法在同一水质类别中不能判定多项因子共同对水体的综合影响,本文采用标识指数法为最佳评价方法。从枯、丰、平水期的劣V类和V类断面比重分析,枯水期>平水期>丰水期。从劣V类和V类数量与分布来看,盘锦市辖区控制单元的污染程度,比大洼县和盘山县污染较重。     

鄱阳湖生态经济区经济与环境的协调性研究

对经济与环境协调性关系的分析是可持续发展的研究核心。文章根据鄱阳湖生态经济区经济和环境的发展状况,选取了7个经济指标和7个环境指标,采用主成分分析法及协调性发展指数评价方法,对2006-2010年鄱阳湖生态经济区的经济系统与环境系统的协调性进行了定量分析,通过研究提出需要进一步加大鄱阳湖生态经济区环境保护力度、加快发展循环经济和构建环境友好型产业体系等政策建议。     

云南省九大高原湖泊营养状态综合对比评价分析

基于主成分分析理论和SPSS统计软件,建立湖泊富营养综合评价模型,以云南省九大高原湖泊为例,对滇池等九大高原湖泊营养状态进行综合评价,并与指数评价法评价结果作对比分析。结果表明：基于主成分分析法的湖库营养状态综合评价能较好地反映云南省九大高原湖泊营养状态,综合评价结果优于指数法。     

柄海鞘中矿物元素含量分析

采用微波消解—火焰原子吸收分光光度法对烟台海域柄海鞘中Mg,Fe,Ca,Mn,Zn,Co,Cu,Ni,Pb,Cr,Cd共11种矿物元素的含量进行了测定。方法的相对标准偏差为0.07%～2.85%,回收率95%～103%。柄海鞘的外背囊和内囊中含有人体必需的矿物元素Cu,Zn,Fe,Mn,Co,Ni,Cr,Ca,Mg和少量的有害元素Cd和Pb,它们的含量顺序依次为:Mg>Mn>Fe>Ni>Ca>Zn>Cu>Cr>Pb>Co>Cd。大规格的海鞘中的各种矿物元素含量均高于中、小规格的海鞘。各种元素在外被囊中的含量要高于内囊。