铅锌冶炼厂土壤污染及重金属富集植物的研究

对株洲市铅锌冶炼厂生产区进行了植被和土壤调查。结果表明，该厂土壤污染以镉铅锌(Cd、Pb、Zn)最为严重，尤其是重金属镉在土壤中含量超过背景值高达208倍，分析原因主要是由于大气尘降和雨水淋洗等使得污染加重。实验采集并分析测定了9种植物中重金属富集量，首次报道了土荆芥是一种铅超富集植物，其体内Pb质量分数高达3888mg／kg。另一种植物商陆能大量富集镉，具有地下部向地上部转运能力强、生物量大、富集总量高的特点，有很大研究价值和应用潜力。另外，荨麻对Zn有较强富集能力，这3种植物可分别用于铅、镉和锌等3种重金属污染土壤的植物修复。     

不同前处理方式对铁屑还原降解土壤中对硝基苯酚的影响

为推动铁屑在治理受硝基酚类化合物污染土壤中的实际应用,常温(25±1℃)常压下,利用不同前处理方式处理的铁屑、还原铁粉对土壤中的对硝基苯酚(p-NP)进行了还原降解研究;分析了土壤部分理化性质对p-NP还原效果的影响;并对反应时间、铁屑用量和土壤含水量3个人工易控因素作了最优化选择。结果表明:铁屑和铁粉对p-NP还原降解效果影响的大小顺序为:酸洗铁屑还原铁粉水洗铁屑碱洗铁屑;适中的土壤含水量、偏酸性的土壤初始pH值及较高的土壤有机质含量均可显著提高铁屑对p-NP的还原率;正交实验结果显示反应时间对p-NP还原效果影响最大,铁屑用量次之,土壤含水量最小;处理1.5 g p-NP浓度约为1.3×10-5mol/g的模拟污染土壤的反应最优化条件为:酸洗铁屑用量26 mg,土壤含水量0.35 mL,反应时间130 m in,还原率可达到96.4%。     

废铁屑预处理被4-硝基苯胺污染的土壤

利用机械厂废弃铁屑和分析纯级铁粉对受4-硝基苯胺(PNA)污染土壤的修复进行了对比研究,探讨了土壤酸度和反应温度对还原效果的影响,并对反应时间、铁屑用量和土壤含水量3个影响因素进行了优化选择.实验结果表明,在1.5g含PNA浓度约为1.3×10-5mol/g的模拟污染土样中加入100mg铁屑或铁粉和0.5mL蒸馏水,在25℃下反应4h,PNA的还原率分别为99%和76%,产物均为苯二胺(PDA);铁粉仅在偏酸性土壤中对PNA有较高还原率,铁屑则在中性或弱碱性土壤中仍能保持较好的还原效果;反应温度的变化对还原效果影响不大;正交实验结果显示反应时间对PNA的还原效果影响最大,土壤含水量次之,铁屑用量影响最小。     

Fe~0对土壤中硝基苯的还原作用

以恒温培养为方法,GC-MS为检测手段,研究了在常温常压下土壤中硝基苯(NB)在Fe0作用下的还原反应。结果表明:Fe0能将硝基苯苯环上的硝基转化为胺基,从而达到降低毒性、增加可生化性目的。反应条件如时间、零价铁用量、初始pH等均对NB的还原效率有重要影响,特别是当初始pH值控制在偏酸时更有利于反应的进行。在硝基苯浓度约为0.0025mmol/g的2.00g模拟污染土壤中,Fe0加入量50mg、初始pH=4、反应时间5h的条件下,零价铁对土壤中NB的还原效率可达到96.58%。此外,本文还对Fe0还原NB的反应机理进行了初步探讨。     

利用零价铁还原土壤中硝基苯类化合物的研究

利用零价铁(ZVI,Fe0)还原技术,对受2-硝基甲苯(OMNB)和2-氯硝基苯(OCNB)这2种硝基苯类化合物污染土壤的修复进行了研究.实验结果表明,在常温常压下,ZVI可有效地将土壤中的OMNB和OCNB还原成相应的苯胺类化合物,当2种硝基苯化合物在土壤中的含量均约为2.5×10-6 mol·g-1,ZVI加入量为25 mg·g-1,于25℃下反应6h,OMNB的还原率可达到97%,OCNB的还原率则高达100%;ZVI对OCNB的还原效率比OMNB稍高;这2种硝基苯类化合物的还原率均随反应时间的延长、ZVI用量的增加、温度的升高而升高,特别是当土壤初始pH值控制在偏酸性时更有利于还原反应的进行.此外,根据实验结果和相关的理论计算对ZVI还原硝基苯类化合物的反应机理进行了初步探讨.     

零价铁对土壤中2-氯硝基苯的还原作用

在常温常压下利用零价铁(Fe0)还原土壤中的2-氯硝基苯(o-CNB),研究反应条件对还原率的影响以及反应产物在不同反应阶段的变化.GC-MS检测结果显示,o-CNB在还原过程中先生成2-氯亚硝基苯,最终生成2-氯苯胺.反应时间、Fe0用量、温度和土壤初始pH值等均会对o-CNB的还原率产生影响,其中土壤初始pH值控制在偏酸性、土壤温度较高时能显著提高其还原率.当o-CNB的初始浓度约为2.5×10-6 mol/g,Fe0加入量是25 mg/g时,经过4 h反应,o-CNB的还原率可达99%以上.此外,还初步探讨了Fe0还原o-CNB的反应机理.     

TiO2/石墨烯应用于Cr (Ⅵ) 和苯酚复合体系的光催化研究

以溶胶凝胶法制备的TiO_2/石墨烯复合材料为光催化剂,对Cr(Ⅵ)和苯酚的复合体系进行光催化实验。考察了污染物浓度、反应气态氛围、光照时间等因素对光催化效果的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)和苯酚的去除率均随光照时间的延长而提高。苯酚质量浓度为0～150mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率随着苯酚浓度的增大而升高,当苯酚质量浓度为150mg/L时,Cr(Ⅵ)的最终去除率可达到100.0%;而Cr(Ⅵ)质量浓度为0～50mg/L时,苯酚的光催化氧化去除率随Cr(Ⅵ)浓度的增大先升高后降低,当Cr(Ⅵ)质量浓度为15mg/L时,苯酚的最终去除率最高,为92.2%。综合考虑,空气为最佳气态氛围。Cr(Ⅵ)和苯酚的光催化去除反应均符合一级反应动力学规律。Cr(Ⅵ)和苯酚的光催化协同去除机理为:在光照射下,TiO_2被激发产生光生电子和光生空穴,Cr(Ⅵ)被光生电子还原成Cr(Ⅲ),苯酚主要被光生空穴氧化,光生电子和光生空穴的复合被阻止起到了协同促进作用。     

零价铁对土壤中4-氯苯酚还原脱氯研究

氯苯酚是常见的环境污染物，它们在土壤中的加速分解可以减少对人类健康的危害。以恒温培养为方法，GC-MS为检测手段，研究了在常温常压下土壤中4-氯苯酚(4-CP)在零价铁作用下的还原脱氯反应。结果表明：4-CP可以被来自零价铁的电子还原，零价铁能够有效促进土壤中的4-CP脱除苯环上的氯原子，从而达到降低毒性、增加可生化性目的。反应条件如初始pH、时间、零价铁用量等均对4-CP还原脱氯效率有重要影响，特别是当初始pH值控制在偏酸时更有利于反应的进行。在零价铁加入量500mg、初始pH=4、反应时间7d的条件下，零价铁对土壤中4-CP还原脱氯效率最高可以达到65％。利用实验数据，对零价铁作用下4-CP还原脱氯的反应机理也进行了初步探讨。     

土壤中取代硝基苯化合物被零价铁还原的机理

以气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析和密度泛函理论(DFT)计算,探讨了土壤中甲基、氯代硝基苯混合物在常温常压下被零价铁还原的机理.GC-MS数据证明,取代硝基苯在土壤中被零价铁还原的主要产物是苯胺,同时还检测到微量的亚硝基苯、甲基苯二氮烯(对二甲基偶氮苯)、氯苯二氮烯(对二氯偶氮苯)等分解和缩合中间产物.理论计算表明:随还原程度的加深,对硝基甲苯和对氯硝基苯反应体系的能量从高到低,还原反应通过逐步添加质子和电子到硝基而进行,质子亲和力、电子亲和力起主导作用.逐步还原的机理合理地解释了实验中还原反应对土壤pH值的敏感以及微量中间产物的生成过程.苯环上的氯或甲基对还原反应的影响没有明显的差异.     

Fe^0还原土壤中不同结构甲基和氯代硝基苯

采用零价铁（Fe^0）在常温常压下分别还原土壤中邻、间、对三种氯代硝基苯和硝基甲苯。结果表明：相同取代基在苯环上不同取代位置对还原率的影响差别不大。在硝基芳烃化合物浓度约为2．5×10^-6mol／g,Fe^0加入量为50mg／g,25℃条件下,经过5天反应,邻、间、对三种硝基甲苯的还原率均在70％左右,三种氯代硝基苯的还原率则在90％以上。结合计算机模拟所得的六种硝基芳烃的质子亲和力和电子亲和力,对硝还原这两类硝基芳烃的机理进行了初步探讨。