水合氧化铁对废水中某些放射性核素的吸附研究

研究了水合氧化物对~(106)RU,~(90)Sr—~(90)Y,~(137)Cs及~(152-154)Eu吸附规律.结果表明,水合氧化物对Ru、Sr、Y及Eu有良好的吸附性能,对Cs有一定的吸附性.Fe/Zn混合氧化物对Cs和Sr—Y的吸附能力比本合氧化铁高一个数量级.     

氧化石墨烯改性淀粉复合吸附剂的制备及对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯,再与淀粉进行反应制得了氧化石墨烯改性淀粉复合吸附剂(GO-Starch)。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等技术手段对GO-Starch的结构和官能团进行表征,研究GO-Starch对水中Cu~(2+)、Pb~(2+)吸附性能,探讨吸附时间、温度、吸附剂用量、初始浓度、pH等因素对吸附率的影响。结果表明:(1)在30℃、pH为5、Cu~(2+)初始质量浓度为40mg/L的条件下,GO-Starch对Cu~(2+)的吸附在90min达到吸附平衡。在30℃、pH为4、Pb~(2+)初始质量浓度为20mg/L的条件下,GO-Starch对Pb~(2+)的吸附在120min达到吸附平衡。(2)GO-Starch对Cu~(2+)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,对Pb~(2+)的吸附符合Freundlich等温吸附模型;对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学特性均符合准二级动力学模型。     

微紫青霉菌吸附锌的特性研究

选用通过稀释涂布平板法筛选出的对重金属锌有较高耐性的微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)BC109-2,研究了锌胁迫下菌株的生长状况以及不同吸附条件对吸附效果的影响。对该菌株吸附锌的条件进行了优化,并对该菌株的吸附性能进行了分析。结果表明,BC109-2在Zn~(2+)初始摩尔浓度为3mmol/L时生长状况最好,最适pH为8,饱和吸附时间为10h。扫描电子显微镜结果显示,BC109-2菌丝吸附锌后表面呈褶皱状。傅立叶红外光谱结果显示,BC109-2在吸附锌过程中,—COOH、C=O以及芳烃基团等发挥了重要作用,且在最佳条件下该菌株对锌的吸附量达到217.47mg/g。可见,该微紫青霉菌对锌具有较高抗性及吸附性能,具有极大潜力成为重金属污染水体生物修复技术中的高效耐受吸附菌种。     

油菜秸秆髓芯对水中铜离子吸附作用及其机理

使用单因素实验,分别考察不同溶液p H、油菜秸秆髓芯加入量、溶液初始Cu~(2+)浓度和吸附时间4个因素对油菜秸秆髓芯吸附水中Cu~(2+)影响作用。采用BBD实验设计分析和优化其吸附条件,并得到最佳吸附条件组合。使用吸附等温方程和动力学方程对其吸附Cu~(2+)过程进行评价,运用红外光谱技术对吸附Cu~(2+)前后油菜秸秆髓芯进行分析,初步推断油菜秸秆髓芯吸附水中Cu~(2+)的机理。最佳吸附条件参数组合:在温度为25℃条件下、初始Cu~(2+)浓度为31 mg/L、溶液p H为5.0和油菜秸秆髓芯加入量为1.17 g/L条件组合下吸附120 min,在此组合条件下油菜秸秆髓芯对水中Cu~(2+)最大去除率达到96.86%。吸附等温方程表明,其吸附Cu~(2+)行为更符合Langmuir方程;动力学方程显示,其吸附Cu~(2+)行为符合二次动力学方程。红外光谱显示,油菜秸秆髓芯中的—C=O、酰胺II基团参与Cu~(2+)的络合吸附。油菜秸秆髓芯对水中Cu~(2+)呈现出良好的吸附性能,为油菜秸秆髓芯作为Cu~(2+)吸附剂提供了应用基础与理论依据。     

一株抗汞真菌的分离纯化及其对含汞废水治理特性的研究

从汞污染土壤中分离纯化一株抗汞真菌菌株GX-4,经过内转录间隔区(ITS)序列比对,GX-4与尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)同源性达到99%。采用GX-4吸附去除含汞废水中的Hg~(2+),考察反应时间、Hg~(2+)初始浓度、pH和GX-4菌悬液投加量对Hg~(2+)去除率的影响,观察GX-4吸附Hg~(2+)前后的微观形态变化。结果表明,30~60min为GX-4对Hg~(2+)的快速吸附阶段,在处理Hg~(2+)初始质量浓度低于0.50mg/L的含汞废水时,出水能够达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的限值要求;GX-4菌悬液的最佳投加量为1.0~2.0g,最佳pH为5。对吸附Hg~(2+)后的GX-4菌株进行扫描电镜观察,发现该菌能够有效吸附Hg~(2+),并将吸附在细胞壁上的Hg~(2+)转化为稳定的沉淀物。     

抗铬菌株的筛选鉴定及其生物学特性和吸附特性

利用微生物分离纯化技术,在培养基中加入不同浓度的Cr3+、Cr6+,经过长时间驯化,从污染土壤中筛选出2株对Cr具有较高抗性的菌株(A和B),对其进行了形态、生理生化特性及分子生物学鉴定,并研究了其最佳生长条件及对Cr3+的生物吸附规律。结果表明,菌株A和B分别为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和米根霉菌(Rhizopus oryzae)。菌株A和B的最适生长pH值均为7,最适生长温度均为30℃,最佳装液量为80~100 mL(250 mL摇瓶)。在培养时间一定时,随着Cr3+浓度的增加,菌株对Cr3+的吸附率减少,而生物吸附量则逐渐增大;在Cr3+浓度一定时,随着培养时间的延长,菌体对Cr3+的吸附率呈现出先增加后减少的趋势,这与生物吸附量的变化趋势基本一致。在Cr3+浓度为100 mg/L时,菌株A和B对Cr3+的吸附率达到最大,分别为51.47%和46.36%。     

蚓粪腐殖酸对Cd2+的吸附作用研究

以蚯蚓粪中提取到的腐殖酸为研究材料,采用傅里叶变换红外光谱仪分析了蚓粪腐殖酸的功能基团组成,考察了pH、Cd~(2+)初始浓度和吸附时间对蚓粪腐殖酸吸附Cd~(2+)的影响,得到蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的最佳吸附条件。研究结果表明:蚓粪腐殖酸的红外光谱特征吸收峰主要位于3 300～3 600cm-1,主要功能基团为羧基、羟基和胺基;pH小于4.0时,蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附效果较差,近中性条件下吸附效果最佳;Cd~(2+)初始浓度对吸附效果影响较大,Langmuir模型模拟得到Cd~(2+)的最大饱和吸附量为4.47mg/g;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附作用较为稳定,吸附40min后基本达到饱和;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)有较强的吸附能力,为土壤Cd~(2+)污染修复提供参考。     

羟肟酸功能化PMMA/AM/HOA的合成及对Hg~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能

用悬浮聚合法合成了甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酰胺(AM)的共聚物PMMA/AM,再经羟胺改性制备了含羟肟酸功能基的改性PMMA/AM/HOA树脂。通过红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对PMMA/AM/HOA树脂的结构和稳定性进行了表征。以PMMA/AM/HOA为吸附剂,考察了温度、吸附时间、pH值和金属离子浓度等条件对Hg~(2+)、Cd~(2+)两种金属离子吸附性能的影响。结果表明,改性树脂对Hg~(2+)、Cd~(2+)具有良好的吸附能力,其实验吸附量分别为0.822和0.384 mmol·g~(-1)。改性树脂对Hg~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程符合拟二级动力学方程,25℃时其二级动力学吸附速率常数分别为5.301×10~(-2)和3.582×10~(-2)g·(mmol·min)~(-1);改性树脂对Hg~(2+)和Cd~(2+)的吸附量随温度的升高有所增大,吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温式。     

环境丝状真菌对3种重金属的耐受性能比较与解析

考察11种丝状真菌在3种重金属(Cr(Ⅵ)、Pb~(2+)、Cd~(2+))胁迫条件下的生长情况,测定重金属对供试菌株的最小抑制浓度(MIC),探讨供试菌株对重金属的耐受性。结果表明,重金属对供试菌株生长的抑制作用随重金属浓度升高而增大,高浓度重金属胁迫条件会改变供试菌株的培养性状。在14d的观察期内,Mucor sp.(菌株号Mu-tea1)对Cr(Ⅵ)表现出较好耐受性,MIC为220mg/L,在此条件下菌落直径为3.1cm,与其他菌株相比有显著性差异(p0.05)。对Cd~(2+)有较好耐受性的菌株有Neofusicoccum sp.(菌株号Nf1172)和Penicilliumsp.(菌株号Pe-soil2),MIC均为18mmol/L,在此条件下菌落直径分别为2.3、2.7cm,与其他菌株相比均有显著性差异(p0.05)。对Pb~(2+)耐受性最好的菌株为Pe-soil2,MIC为18mmol/L,在此条件下菌落直径为4.3cm,与其他菌株相比有显著性差异(p0.05)。研究结果可为下一步利用优势菌株修复环境中重金属污染提供科学依据和研发材料。     

732型阳离子交换树脂对渗滤液中Ca~(2+)、Mg~(2+)的去除

机械蒸汽压缩(MVC)蒸发处理渗滤液过程中,Ca~(2+)和Mg~(2+)的大量存在会导致结垢及浓缩液后续处理困难等问题。通过静态吸附实验,探索了732型阳离子交换树脂对渗滤液中Ca~(2+)、Mg~(2+)的吸附特性。实验结果表明,在pH=7、温度为30℃、732型阳离子交换树脂投加量为8g/L、吸附时间为30 min的条件下,对于Ca~(2+)和Mg~(2+)(摩尔比为3∶5)的质量浓度为2 000mg/L的混合溶液,两者的去除率分别为88.8%、68.3%。732型阳离子交换树脂对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附行为均符合Langmuir吸附等温方程,相关性系数(R2)分别为0.992 5、0.952 3。利用732型阳离子交换树脂处理实际渗滤液,吸附条件与混合溶液相同,结果表明,对实际渗滤液中Ca~(2+)和Mg~(2+)的去除率分别达到为69.9%、70.9%。经过732型阳离子交换树脂吸附预处理后的渗滤液再经MVC蒸发处理,可有效减少MVC蒸发过程中的结垢,并降低浓缩液后续处理成本。     

棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附特征

为了研究棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)对溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附过程的特征,分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验,同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下,棘孢曲霉对Pb~(2+)和Cd~(2+)最大吸附量分别为71.2 mg/g和59.8 mg/g;动力学实验数据很好的符合二级动力学方程,吸附达到平衡的时间为3 h;热力学实验数据显示该吸附过程为自发的、吸热的过程。     

磁性生物质吸附——磁分离处理含铅废水

利用桉叶磁性生物质吸附剂(ELMB)处理含铅废水,结果表明,影响吸附效果的主要因素为初始pH、接触时间和ELMB投加量。当Pb~(2+)初始摩尔浓度为0.5mmol/L、初始pH为5、接触时间为1h、ELMB投加量为2.0g/L时,Pb~(2+)去除率高于95%。Langmuir和Freundlich吸附等温模型都能较好拟合ELMB对Pb~(2+)的吸附。吸附前后红外图谱表明,Fe—O、C≡N、C=O、C=C和O—H可能参与了吸附反应。外加磁场后,15min即可完成铅冶炼废水中的ELMB分离。预处理后,ELMB吸附—磁分离联合工艺处理铅冶炼废水,出水可达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)。     

一株1，2-二氯苯降解菌的分离鉴定及其降解特性

采用富集驯化方法,从盐城芦苇湿地根际土壤中分离得到一株可高效降解1,2-二氯苯的菌株,命名为DL-1。该菌株可以在以1,2-二氯苯为惟一碳源的无机培养基上生长,能够耐受最高浓度为200 mg/L的1,2-二氯苯。根据形态特征观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列同源性分析,该目标菌株被鉴定为蜡质芽孢杆菌（Bacillus cereus）。菌株DL-1对1,2-二氯苯降解性能研究表明,该菌株为一株兼性厌氧菌,其适宜降解浓度、适宜温度、适宜pH值和适宜接种量分别为120mg/L、32℃、7和10%,在适宜降解条件下降解12,-二氯苯4 d其降解率达到80.3%。本实验为利用该菌株降解12,-二氯苯污水的应用提供了理论基础。     

磷酸改性纳米黑碳的制备及对Cd的吸附研究

为提高纳米黑碳(BC)对Cd的吸附钝化效果,以磷酸为改性剂对BC进行改性,通过单因素实验探究不同改性条件对吸附性能的影响,分别改变磷酸浓度、反应温度、反应时间3个要因素,以Cd~(2+)污染模拟水样为研究对象,确定最佳改性参数,同时使用Zeta电位仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪对磷酸改性纳米黑碳(MBC)进行表征,并且通过吸附等温线和吸附动力学实验研究MBC对于Cd~(2+)的吸附过程。研究结果表明,MBC改性最佳条件为2mol/L磷酸55℃水浴加热1.0h。吸附在20min后达到平衡,对Cd~(2+)的最大吸附量为345.329mmol/kg,为优惠吸附,等温吸附拟合更符合Langmuir方程。MBC表面孔隙度、比表面积、结晶度以及表面电荷数较改性前均明显增加,对Cd~(2+)有很强的吸附能力,适用于Cd污染治理。     

蜡样芽孢杆菌培养条件的优化及其溶藻方式的研究

通过优化培养温度、转速、装瓶量、接种量、发酵时间等培养条件提高蜡样芽孢杆菌的溶藻活性,为水华的防治提供新的选择。结果显示,蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)通过分泌一种耐高温的代谢产物或细胞外物质起到对铜绿微囊藻905的溶藻作用,属于间接溶藻。通过单因素实验和响应面实验并结合实际条件的可控制性考虑,得到蜡样芽孢杆菌的最佳培养条件:温度39℃、转速170r/min、装瓶量75mL、接种量6%(体积分数)、发酵时间9h。在最佳培养条件下,蜡样芽孢杆菌对铜绿微囊藻905的叶绿素a清除率为86.72%。     

一株絮凝剂高效产生菌的筛选及对炼油废水絮凝特性的研究

采用常规的细菌分离纯化方法从土壤和活性污泥中分离出237株菌株,通过考察菌株的絮凝能力及稳定性,从中筛选出一株絮凝剂菌,命名为HT1-2,根据其生理生化实验结果,初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus)。对HT1-2的培养条件进行优化,通过单因素和正交实验得到其最优培养条件为:碳源(葡萄糖)2.0%(质量分数),氮源(氯化铵)0.2%(质量分数),菌液接种量10%(质量分数),培养温度30℃,摇床转速120r/min,发酵液初始pH=8。在此条件下培养的HT1-2对炼油废水中石油类去除率达40%以上。     

生物炭固定化解磷菌对Pb2+的吸附特性

以小麦秸秆和活性污泥为原料,在3种温度下热解制备生物炭,使用傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构和性能进行表征,探究了以不同生物炭为载体,以解磷菌为固定化菌株制备的固定化微生物对Pb~(2+)的吸附能力,同时研究了吸附时间和热解温度对固定化微生物吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:小麦秸秆生物炭较活性污泥生物炭的表面官能团更为丰富,且小麦秸秆生物炭的芳香化程度随热解温度升高而增加;随着热解温度的升高,小麦秸秆生物炭的微孔逐渐发展,孔壁变薄,孔隙结构更为发达;以700℃热解的小麦秸秆生物炭为载体制备的固定化微生物(IBWS700)对Pb~(2+)的吸附量最高,对Pb~(2+)的吸附量可达89.39mg/g;IBWS700对Pb~(2+)的吸附动力学符合准二级动力学方程;IBWS700对Pb~(2+)的吸附可以用Langmuir模型较好地拟合。     

香菇菌粉对Pb~(2+)的吸附能力研究

以香菇菌粉作为生物吸附剂,研究了其对Pb~(2+)吸附的最优化条件。试验研究了菌粉粒度、吸附时间、pH、Pb~(2+)初始浓度和菌粉投加量5个影响因子。结果表明,香菇菌粉对Pb~(2+)的最佳吸附条件为菌粉选择粉碎机磨碎的菌柄,吸附时间30min,pH=6~7,Pb~(2+)初始质量浓度20 mg/L,菌粉投加量0.1g。     

耐盐性毒死蜱降解混合菌的构建及其降解特性

为明确蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)混合菌株对毒死蜱的降解效果,采用正交实验的方法构建混合菌。以混合菌对毒死蜱的降解率和菌株的生长量为依据,利用单一因素实验考察了不同因素对混合菌降解毒死蜱的影响。结果表明:构建的混合菌中三菌株的体积比为1∶1∶3。在含80 mg/L毒死蜱的反应体系中,最适接菌量为8%(V/V),最适pH为7。在实验浓度下,混合菌对毒死蜱的降解符合一级动力学方程。混合菌对盐分有较高的耐受度,当反应液中氯化钠浓度在20～100 g/L之间时,混合菌对80 mg/L毒死蜱的降解率最高达61%。     

一株高效硝化菌的鉴定及其特性

本研究通过测定菌株ABT01在不同初始氮浓度、pH、C/N、温度和溶氧条件下对氨氮的去除效果,获得该菌株的最佳应用条件。实验结果表明,当初始氨氮浓度低于40 mg/L时,该菌株的氨氮去除率高达85%以上。该菌株最适脱氨氮条件均为：pH 5.0-7.0、C/N=5、35℃、摇床转速150 r/min（溶解氧5.1 mg/L）,氨氮去除率最高达96.8%。同时该菌株经16S rDNA测序、细胞壁脂肪酸组成等鉴定方法,确定ABT01为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。研究表明,枯草芽孢杆菌ABT01具有较好的氨氮去除能力,对水产养殖水质调控有潜在的应用价值。