北京市中心城区道路尘土中铂族元素的污染特征

为研究北京市中心城区铂族元素(PGEs)的污染状况,于2009年12月采集了二环道路尘土样品.样品经王水消解和阳离子交换树脂分离纯化后,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了道路尘土中PGEs的含量.结果表明,二环道路尘土中,Pd的含量为17.40～458.75 ng.g-1(平均值为126.66 ng.g-1),Pt的含量为10.04～182.89 ng.g-1(平均值为65.25ng.g-1),Rh的含量为4.00～68.04 ng.g-1(平均值为22.67 ng.g-1).与国内外其它城市相比,Pt含量偏低,Pd和Rh含量处于中等水平.总体而言,近几年道路尘土中Pd含量有了较大幅度的升高.中心城区的PGEs平均含量从大到小的顺序为:西二环≈东二环>北二环>南二环,主要受机动车流量控制.不同粒径的道路尘土中PGEs含量不同,0.125～0.25 mm粒径范围内尘土中的PGEs含量最高,而粒径<0.063 mm的尘土中PGEs含量较低.采用粒径<0.063 mm尘土中的PGEs含量来评价整个道路尘土中的PGEs含量容易导致结果偏低,从而低估其在环境的污染水平.     

改性膨润土应急截留液态有机物的性能及机制

用长碳链季铵盐阳离子表面活性剂改性膨润土,研究其对典型液态有机物(苯、氯苯、硝基苯、柴油)的截留性能及作用机制,并进行了中试规模的模拟应急处置试验.改性膨润土对液态有机物的单位截留量(2.83～9.01 g.g-1)明显高于常规截留剂(0.28～1.17 g.g-1).表面活性剂的性质、添加量及有机物本身的黏度是影响改性膨润土对液态有机物截留性能的重要因素,其中以溴化十六烷基三甲基铵(CTMAB)为改性剂且其添加量为100%CEC的改性膨润土的截留性能最佳.在液态有机物泄漏模拟处置中,改性膨润土应急截留装置可在短时间内(30 min)完成对液态有机物90%以上的就地截留.研究表明改性膨润土截留液态有机物的主要作用机制是表面活性剂的改性处理增强了改性膨润土的疏水性,并增大了其层间距,从而提高了其对液态有机物的截留性能.     

Effects of two forest types on the dynamics of four base cations along with rainfall partitioning in middle subtropical forests北大核心CSCD

盐基离子随穿透雨和树干茎流的迁移成为森林元素输入的重要组成部分.在迁移过程中,冠层淋溶、树干冲刷等改变了盐基离子含量,而不同林型的林冠特征、树皮性质等存在差异,因此盐基离子含量在不同林型中可能存在差异对米槠次生林和杉木人工林穿透雨、树干茎流进行为期4年的监测,对比研究4种盐基离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+)浓度和输入量的动态特征.结果显示:(1)米槠次生林树干茎流Ca2+、Mg2+浓度显著低于杉木人工林而K+浓度显著高于杉木人工林;穿透雨除Na+浓度外均为米槠次生林显著高于杉木人工林.穿透雨和树干茎流Na+浓度林型差异不显著.(2)两种林型盐基离子季节动态变化基本一致,在雨季旱季各有一个峰值,雨季浓度普遍低于旱季.米槠次生林盐基离子浓度稳定性普遍高于杉木人工林.(3)分析盐基离子浓度与降雨强度的关系发现:Ca2+、K+、Mg2+浓度随雨量级的增加而降低,Na+浓度随雨量级的增加而增加.(4)观测期间米槠次生林穿透雨累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为47.97、35.17、7.15和12.94 kg/hm2,树干茎流累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为11.38、6.21、1.54和3.00 kg/hm2;杉木人工林穿透雨累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为47.24、26.63、6.43和11.55 kg/hm2,树干茎流累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为4.11、1.20、0.50和0.83 kg/hm2.米槠次生林的林内雨盐基离子输入量大于杉木人工林.总体而言,米槠次生林比杉木人工林有更高的养分输入,能更好地维持生态系统养分的供应;上述结果有助于进一步认识森林物质随水文过程的流动,可为人工林经营管理提供一定科学基础数据.(图6表1参36)     

水中污染物对阳离子交换膜分离去除Cu2+的影响

基于Donnan dialysis原理,在无外加电压作用下采用阳离子交换膜分离去除原水中的Cu2+,研究原水中可能出现的无机颗粒物,有机物质,EDTA酸、氨水、Fe3+、表面活性剂等对阳离子交换膜分离去除Cu2+效果的影响.研究表明:原水中添加二氧化硅、腐殖酸、EDTA酸、氨水、Fe3+、表面活性剂等物质,在长时间运行后均会对离子交换膜去除Cu2+有不同程度的影响;二氧化硅和非离子表面活性剂等污染物不会和膜及Cu2+发生物理化学反应,对膜去除Cu2+效果影响较小,相比空白样,Cu2+去除率下降约4%;氨水、阴离子表面活性剂等会导致Cu2+发生沉淀反应,腐殖酸会吸附Cu2+,使原水中游离态Cu2+浓度显著降低约50%;EDTA酸、氨水、阴离子表面活性剂等会与Cu2+形成络合物,对去除Cu2+有严重影响,相比空白样, Cu2+去除率分别下降约100%(EDTA酸)、78%(氨水)、56%(阴离子表面活性剂);阳离子表面活性剂存在时,其会大量占据膜内空间,Cu2+基本无去除;Fe3+在弱酸性或中性水中会水解生成氢氧化铁胶体,对去除Cu2+有一定影响,相比空白样, Cu2+去除率下降约12%.     

Cation exchange resin supported nanoscale zero-valent iron for removal of phosphorus in rainwater runoff

Self-made cation exchange resin supported nanoscale zero-valent iron （R-nZVI） was used to remove phosphorus in rainwater runoff. 80% of phosphorus in rainwater runoff from grassland was removed with an initial concentration of 0.72 mg. L-1 phosphorus when the dosage of R-nZVl is 8 g per liter rainwater, while only 26% of phosphorus was removed when using cation exchange resin without supported nanoscale zero-valent iron under the same condition. The adsorption capacity of R-nZVI increased up to 185 times of that of the cation exchange resin at a saturated equilibrium phosphorous concentration of 0.42 mg. L-1. Various techniques were implemented to characterize the R-nZVI and explore the mechanism of its removal of phosphate. Scanning electron microscopy （SEM） indicated that new crystal had been formed on the surface of R-nZVI. The result from inductive coupled plasma （ICP） indicated that 2.1% of nZVI was loaded on the support material. The specific surface area was increased after the load of nanoscale zero-valent iron （nZVI）, according to the measurement of BET-N2 method. The result of specific surface area analysis also proved that phosphorus was removed mainly through chemical adsorption process. X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） analysis showed that the new product obtained from chemical reaction between phosphate and iron was ferrous phosphate.     

强力霉素在凹凸棒土上的吸附行为

通过等温吸附平衡法研究了强力霉素在凹凸棒土上的吸附行为,考察了pH、反应时间、离子强度和离子类型等因素对吸附的影响,探讨了吸附机理.结果表明,pH=8.5时,饱和吸附容量最大,为293.35μmol.g-1;强力霉素在凹凸棒土上的吸附可用Langmuir型等温方程和准二级动力学方程很好地拟合;离子强度对强力霉素的吸附影响不是很明显;0.05 mol.L-1NaOH能显著地将强力霉素从凹凸棒土上解吸下来.红外表征结果说明凹凸棒土对强力霉素的吸附可能是化学吸附,酸性条件下,强力霉素主要通过阳离子交换、静电作用、氢键作用等吸附在凹凸棒土上,部分H+可能通过强力霉素质子化吸附到凹凸棒土上.弱碱性条件下主要通过水桥接,与凹凸棒土层间阳离子配位以及结合于凹凸棒土边缘吸附位点达到吸附.     

营养条件对氧化亚铁硫杆菌生长及其铁沉淀的影响研究

为减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的产生,对其营养条件进行优化,研究不同氮源、磷源、初始Fe2+质量浓度及pH值对菌体生长和沉淀量的影响。结果表明:最佳氮源(NH4)2HPO4质量浓度为1.5 g/L时,取代了(NH4)2SO4和K2HPO4,同时作为氮源和磷源;优化后的培养基初始Fe2+质量浓度为13.5 g/L,pH值为1.8。优化后培养条件下菌体生长有较高氧化活性且沉淀量少。     

离子强度和离子类型对土霉素在草甸土中被吸附的影响

土霉素是四环素类抗生素中使用较为广泛的一种,探索土霉素在土壤中的吸附解吸规律对抗生素环境风险评价与污染控制具有重要的理论与现实意义。通过改变土壤水溶液中离子强度及类型研究其对土霉素在草甸土中吸附的影响,以期为评价该种抗生素对草甸土土壤环境风险提供科学依据。土霉素测定方法选择高效液相色谱法。以V（乙腈）∶V[NaH2PO4（0.01mol·L-1）]=25∶75为流动相,在流速为1 mL·min-1,检测波长为355 nm条件下进行测定。试验以OECD Guideline 106为基础,采用批平衡法研究不同离子强度（0.01、0.03、0.05、0.08、0.10 mol·L-1CaCl2溶液）和不同阳离子（0.01 mol·L-1的NaCl、KCl、MgCl2溶液）对土霉素在草甸土中的吸附影响。结果表明：随着CaCl2浓度的增加,土霉素在草甸土中的吸附量呈降低趋势,且不同浓度的土霉素在草甸土中吸附量受离子强度的影响是不同的。土霉素浓度较低时,其在草甸土中吸附能力受离子强度影响较土霉素浓度高时小。以土壤吸附系数Kd衡量土壤吸附抗生素能力,当土壤样品中离子强度增大时,其对应Kd值呈非线性趋势减小。这说明,在某一Ca2＋浓度范围内,其对吸附的影响较其他浓度范围要大。对相邻CaCl2浓度处理得出的Kd值进行t检验,在CaCl2溶液浓度在0.01与0.03 mol·L-1间得出的Kd值存在显著性差异（p≤0.05）,在0.03、0.05、0.08、0.10 mol·L-1浓度间得出的Kd值均没有显著性差异（p〉0.05）。这一结果说明当CaCl2溶液浓度在0.01~0.03 mol·L-1时,其对土霉素在草甸土中的吸附影响较其他浓度范围大。以Freundlich方程对NaCl、KCl、MgCl2溶液条件下土霉素在草甸土中的吸附进行拟合,土样lg Kf值为lg Kf（Mg2＋）0.05）。这说明,不同阳离子对土霉素在草甸土上的吸附量（lg Kf）影响的差异并不显著。     

纳米银负载型阳离子交换树脂的制备及其对水中碘离子的吸附去除

以大孔型磺酸基聚苯乙烯阳离子树脂为载体,采用硝酸银溶液浸渍、硼氢化钠溶液还原制备了纳米银负载型阳离子交换树脂,并对其吸附去除水中碘离子的性能进行了研究。结果表明：最佳硝酸银浸渍浓度为10 mmol/L,对应载银量19.3 mg/g;25 ℃中性水溶液中,该材料对碘离子的饱和吸附量为74.7 mg/g;吸附量受溶液离子强度的影响较小,但当溶液pH从11降至3时吸附量降低了23%。根据吸附前后材料的XPS谱图变化推测碘离子的去除机理可能为：树脂载体上负载的纳米银活性组分首先与水中溶解氧发生氧化反应产生银离子,随后与溶液中的碘离子结合形成AgI沉淀,从而将碘离子从溶液中去除。     

阳离子交换树脂法提取一株除铬(Ⅵ)优势菌(Bacillus sp.)的胞外聚合物

采用阳离子交换树脂法对一株除铬优势菌(Bacillussp.)的胞外聚合物(EPS)进行提取,综合考察树脂量、振摇频率、提取时间三个主要因素对EPS提取效率的影响,确定阳离子交换树脂法提取优势菌Bacillussp.的最佳EPS提取条件.试验结果表明:当菌悬液OD为0.833,树脂量20g,振摇频率120r.min-1,提取时间8h时,EPS的提取效果最佳,提取量高达132.15μg.ml-1菌悬液,而DNA提取量仅1.48μg.ml-1菌悬液.