锰铁复合磁性材料制备及其对零价汞吸附性能研究

燃煤工业是我国人为汞排放的主要来源,寻求合理有效的途径来控制汞排放至关重要.本文将氧化性强的过渡金属锰离子引入Mn/γ-Fe₂O₃晶格中,制备出锰铁复合磁性材料（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄,以其来模拟Hg⁰在燃煤废气中的吸附过程,并通过比表面积和孔隙率、X衍射分析、SEM、磁性分析、氧化还原等材料表征方法研究（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄的吸附性能,同时重点研究（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄在不同掺杂量、温度、空速等操作条件下对Hg⁰的吸附能力.结果显示,制备所得的（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄的比表面积均在120 m²·g^-1以上,较大的比表面积和孔体积可以为Hg⁰的吸附反应提供更多的活性区域,促进反应进行.SEM表征也显示（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄的微观特征呈现球状颗粒物,拥有较大的表面积,能够提供更多的吸附活性位.在磁性铁氧化物中引入过渡金属锰,其对汞的氧化能力明显增强;在100~200℃的反应温度窗口,此时温度大小与（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄对汞的吸附能力成正比,达到200℃时,500 min内平均穿透率可达到9%;空速对（Fe_3-xMn_x）_1-δO₄吸附汞的能力影响较小.     

Coating zirconium oxide-nanocomposite with humic acid for recovery of mercury and chromium in hazardous waste of chemical oxygen demand test

Hazardous waste of chemical oxygen demand (COD) test (HW_COD) is one of the most common laboratory wastewaters, containing large amounts of H₂SO₄ and highly toxic Cr³⁺ and Hg²⁺. Current treatment methods suffered from incomplete removal of Cr³⁺ and high-cost. Herein, a humic acid-coated zirconium oxide-resin nanocomposite (HA-HZO-201) was fabricated for efficient recovery of Cr³⁺ and Hg²⁺ in HW_COD. The synthesized HA-HZO-201 shows excellent tolerance to wide pH range (1–5) and high salinity (3.5 mol/L NaCl), as well as adsorption capacity for Cr³⁺ (37.5 mg/g) and Hg²⁺ (121.3 mg/g). After treating with HA-HZO-201 by using a fixed-bed adsorption procedure, the final Cr³⁺ and Hg²⁺ concentrations in HW_COD decreased to 0.28 and 0.02 mg/L, respectively. In addition, the HA-HZO-201 can be regenerated by desorption and recovery of Cr³⁺ and Hg²⁺ using HNO₃ and thiourea as eluents, respectively. After 5 cycles of adsorption/desorption, the removal efficiencies still reach up to 86.0% for Cr³⁺ and 89.7% for Hg²⁺, indicating an excellent regeneration of HA-HZO-201. We hope this work open new opportunities for treatment of HW_COD with high-efficiency and low-cost.     

用TTC与INT-电子传递体系活性表征重金属对污泥活性的影响

研究了不同浓度的Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺和Ag⁺对污泥TTC和INT 电子传递体系活性产生的影响 ,比较了这 2个参数在表征污泥活性受重金属抑制时的灵敏性 .结果表明 ,各种重金属抑制污泥TTC 电子传递体系活性的IC₅₀小于抑制INT 电子传递体系活性的IC₅₀,TTC 电子传递体系活性反映重金属毒性作用的灵敏性大于INT 电子传递体系活性 .实验的重金属离子呈现出不同的毒性作用 ,以TTC 电子传递体系活性为评价参数 ,毒性顺序为 :Hg²⁺>Cd²⁺>Cu²⁺>Ag⁺>Zn²⁺>Ni²⁺>Pb²⁺,以INT 电子传递体系活性为评价参数 ,毒性顺序为 :Hg²⁺>Ag⁺>Cu²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺>Pb²⁺.     

超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料对镉的吸附机制

含镉废水的处理对于重金属镉的排放控制具有重要的意义.通过共沉淀法制备出了超顺磁性纳米Fe₃O₄@SiO₂功能化材料（MFS）,采用等温吸附实验和动力学实验方法研究了MFS对Cd²⁺的吸附热力学和动力学特征,并借助BET、XRD和SEM等结构表征研究了MFS对Cd²⁺吸附过程及机制.结果表明,MFS对Cd²⁺有较好的吸附效果,Langmuir方程能极好地描述吸附等温特征,最大吸附容量值为69.49 mg·kg^-1;吸附反应的自由能变ΔG、焓变ΔH和熵变ΔS表明MFS材料对Cd²⁺的吸附是自发、吸热和熵增的过程;反应体系最佳初始pH为7;溶液中的Mg²⁺、SO₄^2-、Ca²⁺和NO₃^-这4种干扰离子对吸附反应存在一定的抑制作用;拟二级动力学模型表明MFS对Cd²⁺的吸附过程分为快速的外扩散阶段与缓慢的内扩散阶段;MFS吸附Cd²⁺后经洗脱再生,材料重复使用3次后对Cd²⁺去除率仍达73%以上.BET、XRD、FTIR和VSM结构表征表明SiO₂成功修饰在Fe₃O₄表面,MFS主要成球状,平均粒径为38.7 nm,饱和磁化强度为85.38 emu·g^-1;XRD、EDS和XPS图谱揭示Cd²⁺被成功吸附到材料上,主要机制为Cd²⁺与材料表面的—OH发生配位反应.     

Ni2+改性的Cu-ZSM-5催化分解NO的性能

研究 Ni²⁺改性的 Cu^- ZSM-5催化剂在无氧和有氧气氛下的 NO分解反应性能 ,考察 Ni²⁺的加入量及加入方式对 Cu-ZSM-5催化剂 NO分解活性的影响 .结果表明 ,先交换适量 Ni²⁺再交换 Cu²⁺的 Ni-Cu-ZSM-5催化剂较单组分 Cu-ZSM-5催化剂有较高的高温 (500℃～600℃) NO分解活性 .在含 5.5% O₂ 的反应气氛中 ,Ni-Cu-ZSM-5在 500℃下的 NO分解率较之 Cu-ZSM-5高出约 20% ,Ni²⁺的引入显著提高了催化剂的抗氧活性 .就 Ni²⁺对 Cu-ZSM-5催化剂的可能改性机制进行了讨论 .     

镉敏感水稻突变体在镉胁迫下活性氧代谢的变化

从粳稻中花11为受体构建的经农杆菌介导的T-DNA插入水稻突变体库中获得了1个对镉敏感的突变体,野生型和突变体经Cd²⁺胁迫表型上有显著差异.结果表明:镉敏感水稻突变体地上部对Cd²⁺吸收与转运速率要快于野生型,膜脂过氧化程度更高;随Cd²⁺胁迫浓度的增加,O₂^·-和H₂O₂在叶片中的积累增加,诱导抗氧化代谢;敏感突变体叶片SOD的抗氧化胁迫能力是有限的,与野生型相比突变体叶片CAT受到更显著的抑制,可能是其对Cd²⁺胁迫更加敏感的生理原因.而叶片G-POD活性整体差异不显著.     

零价铁对重金属和硝酸根的同步去除研究

为考察零价铁粉(Fe^O)同步快速处理废水中多种污染物的可能性,研究了Fe^０同步处理Cu²⁺、 Ni²⁺、 Cr(Ⅵ)等重金属离子和硝酸根.实验结果表明,硝酸盐对重金属离子的去除无明显影响,而不同重金属离子则对硝酸盐的去除有不同的影响.Fe^０同步去除水中的NO^-₃和Cu²⁺时,明显地提高了硝酸盐的去除率和反应速度,反应120 min使NO^-₃的去除率从38.2%提高到了95.0％,相应反应速率常数k_obs也从0.004 3 min^-1提高到了0.033 9 min^-1,且k_obs与Cu²⁺的初始浓度呈线性关系.Fe^０同步去除水中的NO^-₃ 和Cu²⁺时,由于Cu²⁺的存在,使得铁还原NO^-₃的表观活化能由40.8 　kJ·mol^-1降低到21.1 　kJ·mol^-1. 从而加快了Fe^０还原NO^-₃的反应速度.Fe^０同步去除水中的NO^-₃ 和Ni²⁺时,它们之间的相互影响较小.Fe^０同步去除水中的NO^-₃和Cr(Ⅵ)时,溶液中的硝酸盐浓度几乎保持不变,Cr(Ⅵ)的存在明显阻碍了铁粉还原脱除硝酸盐反应的发生.     

Ce掺杂低钒V2O5-WO3/TiO2催化剂脱除烟气元素汞的研究

制备了Ce掺杂的低矾V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂,在模拟燃煤烟气条件下开展Hg⁰的脱除实验.结果表明该催化剂具有很好的Hg⁰脱除能力,在200～500℃的温度范围内能脱除烟气中95%的Hg⁰.催化剂表征结果表明,比表面积、 孔容和孔径与汞脱除能力没有显著相关性.XPS的结果表明,催化剂表面的Ce是以Ce⁴⁺的形式存在,有利于Hg⁰的脱除反应.抗硫抗水实验表明,H₂O会轻微抑制Hg⁰的脱除反应,主要原因是H₂O和Hg⁰在样品表面的竞争吸附;SO₂会促进Hg⁰的脱除反应,原因是SO₂能增加样品表面的酸吸附位且增加表面Hg⁰的吸附量.     

砷与镉、锌离子对斑马鱼的联合毒性实验

联合毒性实验在水环境污染评价中极为重要,为了研究砷、镉、锌混合污染的联合毒性,以斑马鱼为实验生物,采用相加指数法进行了联合毒性实验。结果表明,As³⁺与Cd²⁺,以及As³⁺与Zn²⁺共存时的联合毒性均为拮抗作用,而Cd²⁺与Zn²⁺的联合毒性主要为毒性剧增的协同作用。但当As³⁺,Cd²⁺,Zn²⁺3种毒物联合时其毒性为拮抗作用。     

水质对UV/H2O2降解17α-乙炔基雌二醇（EE2）的影响

采用UV/H₂O₂间歇式光氧化反应器,研究了溶液pH值、腐殖酸及水中常见阴离子HCO₃^-、NO₃^-、CO₃^2-、Cl^-和SO₄^2-对UV/H₂O₂工艺降解17α-乙炔基雌二醇(EE2)的影响.结果表明,UV/H₂O₂工艺可以有效地去除水中的EE2,光降解过程符合一级反应动力学模型.双氧水投加量为5 mg/L时,在14W低压汞灯照射下,EE2在自来水和蒸馏水中的光降解一级反应速率常数为0.063 0min^-1和0.132 4min^-1.溶液中的腐殖酸和阴离子HCO₃^-、NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-对EE2的光降解反应有抑制作用,4种阴离子浓度为5 mmol/L时,抑制作用依次为HCO₃^->SO₄^2->Cl^->NO₃^-,HCO₃^-可使光降解速率常数降低到50%.自来水中的光降解速率常数低于蒸馏水中的光降解速率常数是水中多种离子影响的结果.     

不同离子在CCl_4引发自由基反应中的作用及其环境生物学意义

报道了一种简便的CCl_4 体外引发自由基反应的模型 ,以小鼠肝匀浆脂质过氧化产物丙二醛 (MDA)的OD_(53 2nm) 值(MDA OD_(53 2nm)作为测定自由基反应的间接指标 ,研究了Hg~(2 ) 、Mn~(2 ) 、Ni~(2 ) 、Cd~(2 ) 、Cr3 、SeO3 2 -等离子和As2 O3 水溶液在CCl4 引发自由基反应体系中的作用 .结果表明 :Mn2 能显著抑制自由基的生成 ,Cr3 有一定的抑制作用 ,而Hg2 对自由基产生有明显促进作用 ,其它离子的作用不明显 .就CCl4 与无机离子相互作用的环境生物学意义进行了探讨 .     

Damage to DNA of effective microorganisms by heavy metals: Impact on wastewater treatment

The research is to test the damage to DNA of effective microorganisms(EMs)by heavy metal ions As3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+, Pb2+,and Zn2+,as well as the effects of EM bacteria on wastewater treatment capability when their DNA is damaged.The approach applied in this study is to test with COMET assay the damage of EM DNA in wastewater with different concentrations of heavy metal ions As3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+,Pb2+,Zn2+,as well as the effects of EM treated with As3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+,Pb2+,and Zn2+ on COD degradin...     

常见重金属对费氏弧菌的生物毒性研究

以费氏弧菌作为毒性测试物种,研究Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+对费氏弧菌的生物毒性.同时,对相对发光强度和金属离子浓度进行线性回归后计算了EC50值(半数效应浓度值),并比较了该菌种对各金属化合物的敏感度差异.结果表明,发光菌的相对发光强度均与重金属离子浓度呈负相关,线性相关系数为0.8764~0.9730.Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+对费氏弧菌的EC50分别为0.045、0.181、0.300、0.117、0.614、23.000 mg/L,毒性大小依次为Hg2+ >Cd2+ >Pb2+ >Cu2+ >Zn2+ >Cr6+,可见Hg2+对费氏弧菌的毒性最大,但该发光菌对Cr6+的敏感性较小.     

北京北部水系沉积物中重金属的研究

主要研究了北京市北部水系沉积物中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Ti和Zn)含量和来源.在潮白河及密云水库流域采集了17个沉积物样品,温榆河流域采集了5个样品,重金属含量As和Hg采用原子荧光光谱法测定,Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Ti和Zn含量用电感耦合等离子发射光谱法测定.研究结果表明,沉积物中重金属元素没有出现明显的富集状况,只有Hg、Cd、Cr和Zn在一些采样点有较高的富集.相关性分析表明Hg、Cd、Zn和Cu互相之间呈显著正相关(r0.06;p0.01),而Hg与Cr、Mn、Ni、Pb和Ti没有明显的相关性.通过主成分分析研究重金属的来源,发现前3个主成分贡献率分别为38%、23%和17%.因此,Hg、Cd、Zn和Cu作为第一主成分被认为与人类活动的工矿业开采有关,第二主成分As和Mn与人类活动的农业生产和生活污水排放有关,第三主成分Cr、Ni和Ti与岩石风化和土壤侵蚀有关.     

模拟酸雨条件下垃圾填埋的重金属地球化学迁移模型——以徐州为例

为研究酸雨沉降条件下垃圾中重金属迁移过程,以重金属浓度变化为基础,建立了生物反应器填埋场重金属浸出和淋出的地球化学迁移过程模型和地球化学迁移的数学预测模型。研究表明,重金属的浸出顺序为As、Ni、Cr、Co、Cd、Mn、Cu、Zn、Sn、Hg、Pb、Fe,淋出顺序为Mn、Co、Ni、Cr、Cu、Cd、As、Fe、Zn、Hg、Pb、Sn;对生活垃圾重金属浸出所建立的数学模型大多为指数函数、幂函数、二次函数,对模拟酸雨条件下的生物反应器填埋场重金属的淋出建立的数学模型大多为二次函数、幂函数,数学模型的相关系数在0.9以上,模型拟合效果较为理想;通过引进重金属元素释放系数建立了生物反应器填埋场重金属淋出累积总量的模型,修正后的模型的计算结果和实测值的误差在千分之一以内,可用于预测填埋场内重金属溶出总量。     

基于3MRA模型的填埋场安全填埋废物污染物阈值评估方法与应用研究

选取案例填埋场7种目标污染物为研究对象,运用3MRA模型模拟污染物在填埋场周围环境介质中的迁移转化.结果表明,7种目标污染物最低安全填埋阈值大小顺序为:污染物二价镍>苯>镉>铅>六价铬>砷>汞;污染物苯、砷、汞各自的人类和生态受体安全填埋阈值相同,镉和二价镍的人类受体安全填埋阈值高于生态受体,六价铬的生态受体安全填埋阈值高于人类受体,场区地下水的致癌风险和危害商分别为5.06×10-7和2.3×10-1.     

衡阳城区PM_(2.5)中重金属污染水平及健康风险

为了解重化工业城市PM_(2.5)中重金属污染特征,2015年12月—2016年9月采集了衡阳城区3个点位的84个PM_(2.5)样品,检测了PM_(2.5)中9种重金属元素(Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Zn、Mn、Hg、As),并对其展开健康风险评价。结果发现:采样期间,衡阳城区PM_(2.5)质量浓度范围为18.10~325.72μg/m~3,平均质量浓度为89.65μg/m3。9种重金属平均质量浓度排序为:Zn>Cu>Pb>Mn>Cr>Ni>Cd>As>Hg,84个样品中Pb超标率为14.29%,Cd超标率为61.90%,As超标率为54.76%。9种重金属经呼吸暴露途径对人群的健康风险指数均低于风险阈值,不会对人体构成明显健康风险,但重金属Cr的风险指数趋近安全阈值,各风险指数均排序为成年男性>成年女性>儿童青少年。     

黑龙江甘南县大气降尘重金属元素沉降通量及来源分析

从2009年3月到2010年3月,采用被动式同时采集了黑龙江甘南县17个点的大气降尘样品,分析了Cd、Hg、Cr、Mn、Ni、Pb、As、Cu、Zn九种元素的含量,对重金属元素沉降通量进行了计算和分析,并利用富集因子分析和相关性分析的方法对元素来源做了解析。研究表明：降尘中重金属元素Mn的年沉降通量数据值较高,均值为7...     

天山地表水重金属的赋存特征和来源分析

2011年8月1日~15日,在天山山地以约50km的间距取51个水样品,并对代表性Pb、Ni、Cd、Co、Hg、As、Cu、Mn、Zn、Cr 10种重金属元素进行测试.然后运用相关分析、主成分分析和聚类分析等方法对这些重金属的赋存特征与来源做了探讨,结果表明:10种重金属变化范围为0~91.876μg/L.在所有水样中10种重金属元素平均浓度顺序为:Ni>As>Cu>Zn>Co>Mn>Hg>Cd>Pb;不同类型样品中重金属赋存特征为:灌溉渠道>河流支流>河流干流>湖泊>机井.相关分析结果显示,Cu、Mn、Hg、Zn、Ni和其他元素相关性较强.主成分分析表明,样品中重金属指标第1主成分Cu、Ni、Cr、Cd、As、Co和Cr来源于河流底部母岩矿物的风化及沿岸陆源碎屑矿物的自然风化侵蚀作用,第2主成分Mn、Hg、Zn、Pb来源于城镇附近的污染工厂及道路附近含铅污染物,第3主成分Hg、Pb、Cr主要来源于工农业排污.聚类分析表明:样品中重金元属可归为4类,其中Co、Ni、Cr为一类,Cd、Cu、As为一类,Pb、Zn、Mn为一类,Hg单独为一类.单一来源如,锌、铜矿开采、河流底母岩重金属迁移等因素对样品中重金属浓度影响较大.     

6种重金属的发光菌毒性效应及其海洋生物物种敏感度分析

以明亮发光杆菌(Photobacteriumphosphoreum)为受试生物,采用微孔板毒性测试法,测定6种重金属化合物的发光抑制毒性并对毒性数据进行非线性拟合和预测,结果表明ZnSO47H2O、K2Cr2O7、HgCl2、CdCl22.5H2O和Pb(NO3)25种重金属化合物的毒性作用关系均可以用Weibull模型有效描述,CuSO45H2O的毒性作用关系可用Logistic模型有效描述。几种重金属的毒性顺序为K2Cr2O7 CuSO45H2O CdCl2 Pb(NO3)2 ZnSO47H2O HgCl2。明亮发光杆菌对6种重金属离子的EC50值分布在由其它海洋生物毒性效应值拟合的物种敏感度分布模型范围内。与海洋鱼类、蚤类、贝类和虾蟹类相比,明亮发光杆菌对Cu2+的毒性灵敏度较差,但是对Cd2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Cr6+5种重金属离子的毒性灵敏度较高,多数海洋生物对6种重金属的毒性响应顺序与明亮发光杆菌一致,说明发光菌毒性测试法对于海洋环境重金属污染的生态毒理效应具有重要预测价值。