农业废弃物基生物炭对水溶液中镉的吸附效果与机制

以畜禽粪便（牛粪、鸡粪、猪粪）为原料分别在300℃和700℃下制备生物炭,以作物秸秆（小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆）为原料分别在300℃和500℃下制备生物炭,利用比表面积和孔径分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和CHN分析仪等对农业废弃物基生物炭的理化性质、表面结构和元素组成进行表征,研究生物炭理化性质差异和其对镉吸附效果和机制.结果表明,不同农业废弃物基生物炭对Cd²⁺的等温吸附符合Langmiur方程,拟合结果发现随着热解温度的升高,牛粪、鸡粪和猪粪基生物炭对Cd²⁺的最大吸附量分别从83.40、19.65和96.74 mg·g^-1增加至106.54、 268.89和164.53 mg·g^-1;而不同热解温度下制备的秸秆基生物炭对Cd²⁺的最大吸附量差异不显著.农业废弃物基生物炭呈碱性,除牛粪生物炭外,灰分含量随热解温度上升而增加.随着热解温度的上升,生物炭孔隙结构变丰富,含氧官能团增加,出现芳香结构.通过定量分析,发现生物炭Cd²⁺总...     

淹水条件下外源含硫有机物对稻田土壤铜形态转化的影响

含硫有机化合物是水稻典型根系分泌物之一,土壤重金属具有优先与含硫有机官能团结合的趋势,研究含硫有机化合物对重金属铜的形态转化及生物有效性的影响可深入了解土壤铜的生物地球化学循环过程。通过室内淹水模拟实验,研究两种典型含硫有机化合物(半胱氨酸和甲硫氨酸)对铜形态转化的影响及其作用机制,以不添加任何含硫有机物的土壤作为对照,设置半胱氨酸(50、100 mg?kg~(-1))、甲硫氨酸(50、100 mg?kg~(-1))4个处理,保持5 cm左右的淹水层28 d,分别在淹水7、14、21、28d采集土壤样品,分析土壤理化性质及土壤中铜的化学形态。结果表明:随着淹水时间的延长,土壤pH先降低后升高,但含硫有机物的施加对pH影响不显著。淹水21 d后,施加含硫有机物提高了土壤CaCl_2提取态铜含量,而降低DTPA提取态铜含量,然而,淹水28 d后,DTPA提取态铜含量升高。同步辐射X射线近边吸收谱学(XANES)表明,淹水21d后,土壤铜的主要化学形态由缬氨酸铜、针铁矿铜及硫化亚铜组成,半胱氨酸和甲硫氨酸处理组中土壤缬氨酸铜类化合物占比分别增大15.9%和8.5%,与此同时针铁矿结合态铜占比分别降低19.3%和11.4%,且铜主要与缬氨酸的-NH_2结合。     

药品和个人护理品(PPCPs)在土壤中的迁移转化和毒性效应研究进展

药品和个人护理品(PPCPs)是一类新型有机污染物,随着生产和使用量的大量增加,越来越多的PPCPs进入土壤,对土壤生态环境和人体健康构成潜在威胁。文章根据现有研究,综述了国内外有关PPCPs在土壤中的吸附、生物降解、迁移、挥发等环境行为的研究进展,并分别评述了PPCPs对土壤生物(包括微生物、动物、植物)和人体的生态毒性效应。有关研究表明,PPCPs主要吸附于高有机质的土壤表层,低有机质亚表层土壤中PPCPs具有极高的迁移潜力;生物降解是PPCPs从土壤中去除的主要途径,受化合物自身结构和土壤理化特性的影响。高浓度PPCPs会对土壤生物(包括土壤微生物、动物和植物)产生急性生理生化甚至遗传毒性效应,最终可通过饮食危害人体健康,而PPCPs残留在土壤中的环境浓度通常较低,对土壤生物及人类极易造成慢性毒性损伤。目前有关土壤环境中PPCPs污染的研究尚处于初级阶段,今后可在真实土壤环境中痕量PPCPs的调查分析、迁移转化规律、生态健康风险及其代谢产物的行为和毒性等方面加强研究,以期为土壤环境中PPCPs生态风险的准确评估提供理论依据。