镁改性芦苇生物炭控磷效果及其对水体修复

将收割的芦苇制成生物炭,投加到底泥中以控制内源磷释放,是一种将芦苇资源化利用的新途径.将芦苇通过氯化镁浸渍改性,分别在300、450和600℃条件下高温裂解,制得3种镁改性芦苇生物炭,通过等温吸附实验分析3种炭对磷酸盐的吸附特征,选择了对磷酸盐吸附效果较好的生物炭MBC-450作为研究材料.以某校园河道底泥和上覆水为研究对象,探讨镁改性芦苇生物炭在不同投加方式（混合和覆盖）下对上覆水磷酸盐的吸附作用及内源磷释放的控制效果.结果表明,混合和覆盖投加可有效降低上覆水DIP浓度,与对照组相比磷累积吸附量分别提高了17.3%和11.7%;混合投加对间隙水磷的控制效果更明显,与对照组相比,间隙水DIP从0~2 cm至4~6 cm分别降低了14.7%、18.9%和35.36%,而覆盖投加对应分别降低了33.3%、-28.2%和12.9%.与对照组相比,生物炭混合和覆盖分别导致0~2 cm和2~4 cm底泥中NH₄Cl-P占TP的比例分别升高了15%、15%（混合）和12%、2%（覆盖）,而BD-P占TP的比例分别降低了7%、9%（混合）和6%、3%（覆盖）,Al-P占TP的比例分别降低了7%、6%（混合）和7%、-1%（覆盖）,其余形态磷变化不明显.生物炭混合和覆盖投加均能提高表层底泥微生物的活性,混合投加方式对更深层底泥微生物活性的提高更显著.     

CaO2@FA复合材料富集磷效能及其回收物对土壤改良作用

为实现污水中磷和工业废弃物粉煤灰的资源化利用,通过表面沉淀法将纳米CaO₂负载于粉煤灰（FA）表面以及孔隙中,制备出一种高效除磷的复合材料（CaO₂@FA）.结果表明,粉煤灰表面负载CaO₂后,其具有更大的比表面积和孔隙率,比表面积增加至4.641 m² ·g^-1,总孔容增大至0.025 cm³ ·g^-1;CaO₂@FA对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量为185.776 mg ·g^-1（20℃）,吸附机制为化学沉淀,主要是形成羟基磷酸钙.CaO₂@FA复合材料对磷的富集效率显著高于粉煤灰,并随着投加量增加,对磷的富集效率增加.共存离子中HCO^3-和CO₃^2-对复合材料吸附磷有一定的负面作用.当CaO₂@FA复合材料投加量为2.0 g ·L^-1时,对生活污水中磷的富集率可达93%,回收沉淀物中的有效磷含量达到1.658 mg ·g^-1.土壤改良实验表明,加入回收的沉淀物可使土壤中有效磷含量增加102.9%,该复合材料回收100 mg磷酸盐的运行成本则低至0.76元.     

摄入负载镉生物炭对斑马鱼的异常行为分析

为了评估生物炭对镉的固定能力,以负载镉生物炭为研究对象,构建大型水蚤(Daphnia magna)-斑马鱼(Zebrafish)的简单食物链,试验周期包括14 d的积累期和7 d的净化期.通过描述鱼群实验(Shoaling)、社会偏好实验(Social Preference)行为变化及斑马鱼中镉的富集量来评估负载镉生物炭的生物毒性.结果表明,在积累期摄入负载镉生物炭会显著抑制斑马鱼的运动能力,而摄入未负载镉生物炭对斑马鱼的活动无明显影响.摄入负载镉生物炭也导致群体偏好显著降低,表现为斑马鱼在社会区域内停留的时间变短,鱼群之间的距离增大.净化期中,斑马鱼的运动能力得到显著提升,同时表现出群聚性的特征.此外,斑马鱼肠道内的镉含量与其行为表现呈显著相关性.生物炭的固定作用和排泄导致不同剂量组斑马鱼肠道内的镉含量相近并缓解了镉在斑马鱼身体内的迁移.本研究揭示负载镉生物炭会破坏斑马鱼的社会行为,但生物炭的固定能力能缓解这种异常变化.