不同热解温度污泥生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附特性

采用剩余污泥为原料,分别于300、400、500℃缺氧条件下制备污泥生物炭,利用X射线能谱仪（EDS）、环境扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）对其进行表征,并探究不同吸附时间,不同pH和不同Pb2+、Cd2+浓度下污泥生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附特性,以期拓展污泥资源化利用途径。结果表明,准二级动力学方程能更好地描述污泥生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附过程,约30 h达到平衡,其吸附主要受化学吸附控制。随溶液初始pH的升高,重金属的吸附量呈先增高后降低趋势,在pH 4.5时对Pb2+的吸附量最大,而Cd2+在pH 6.5时最大。在25℃时,低温热解制备的污泥生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附量为RC500 > RC400 > RC300,RC500的饱和吸附量分别为Pb2+（14.39 mg·g-1）>Cd2+（1.45 mg·g-1）,污泥生物炭对重金属离子的吸附量与其水合离子半径呈负相关。     

污泥生物炭对土壤中Pb和Cd的生物有效性的影响

以污泥为原料,在500 ℃缺氧条件下制备污泥生物炭,结合X射线能谱（EDS）、环境扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）等表征手段,分析添加污泥生物炭后污染土壤pH和Pb与Cd化学形态的变化来探究污泥生物炭对土壤中Pb、Cd的固定效果,并用盆栽方式评估添加污泥生物炭对小青菜生物量及体内重金属含量的影响。结果表明：添加污泥生物炭后,污染土壤的pH随平衡时间的延长显著升高;对于单一污染土壤和复合污染土壤,污泥生物炭对Pb和Cd均有较强的固定作用,而污泥生物炭在复合污染土壤中对Pb的固定效果优于在单一污染土壤中;添加污泥生物炭能提高小青菜的生物量,且能有效降低小青菜对污染土壤中Pb和Cd的吸收。     

模拟酸雨对磷酸二氢钾钝化污染土壤Cu、Cd、Pb和P释放的影响

以磷酸二氢钾(PDP)钝化后的重金属污染土壤为研究对象,通过室内土柱淋溶实验,考察在pH为3.5、4.5和5.6的模拟酸雨作用下土壤Cu、Cd、Pb和P的释放特征。结果表明:PDP处理较对照处理显著增加了淋出液中pH、电导率(EC)和总有机碳(TOC)含量,但不同pH模拟酸雨对对照和PDP处理淋出液pH、EC和TOC含量影响较小。对照处理中,正磷酸盐含量维持在较低水平(0.02~0.13 mg·L-1);PDP处理下,正磷酸盐含量在1~3 L和4~12 L分别是《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)五类水标准(总磷含量0.4 mg·L-1)的55.1~819倍和9.46~46.6倍,对地表水表现出较大的富营养化风险。PDP处理较对照处理显著降低了淋溶初期淋出液中的Cu、Cd和Pb含量,但是随模拟酸雨pH降低,对照和PDP处理的土壤淋出液中Cu、Pb含量均未表现出显著差异。因此,PDP处理能够显著钝化污染土壤中的Cu、Cd和Pb,但需关注酸雨淋溶下过量磷释放对地表水富营养化的潜在风险。     

垫料生物炭对Cd2+的吸附性能

以发酵床废弃垫料和秸秆为原料,采用限氧热解法制备不同温度（300、400和500℃）下的垫料生物炭（D300、D400和D500）和秸秆生物炭（S300、S400和S500）,通过X-ray能谱仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪等手段表征其物理化学性质,研究不同吸附时间、Cd2+浓度和初始pH下垫料生物炭对Cd2+的吸附性能,并与秸秆生物炭进行比较。结果表明,D300和D400的吸附过程较符合准二级动力学模型,D500的吸附过程更符合颗粒内扩散模型,吸附时间以30 h为宜;垫料生物炭对Cd2+的等温吸附实验更符合Freundlich模型,400℃制备的垫料生物炭对Cd2+的吸附效果最好;D300和D400对Cd2+的吸附能力受pH的影响较大,D500对Cd2+的吸附能力受pH的影响较小,pH在4.5~7.5之间吸附效果较好。秸秆生物炭吸附Cd2+到表观平衡所用的时间在20 h左右,而最大吸附量比垫料生物炭多2.727 mg·g-1。     

Cd2+和Pb2+对四环素超声降解性能的影响

通过紫外分光光度法,研究了Cd2+和Pb2+对四环素超声降解过程的影响。研究结果表明,Cd2+和Pb2+在水中与四环素发生络合反应后,在紫外光谱上发生蓝移,在206 nm处产生新的峰值。同时,在低摩尔比(四环素:重金属2+和Pb2+可以加快四环素的超声降解。0.01 mmol/L四环素溶液24 h的超声降解率为7.54%,加入Pb2+和Cd2+离子后,四环素去除率分别升高至20.82%和18.75%。在高摩尔比(四环素:重金属>2)时,Cd2+和Pb2+抑制了四环素的降解,在0.08 mmol/L四环素溶液中,加入Pb2+和Cd2+离子反而使四环素去除率从4.69%分别降低至2.04%和1.40%。     

浮游球衣菌对Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+的吸附性能研究

研究了浮游球衣菌（Sphaerotilus natans）在不同吸附条件下对溶液中Pb^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋的吸附规律。结果表明,Sphaerotilus natans对这4种重金属离子均有一定的吸附作用,并在20min内达到吸附平衡,pH对吸附过程影响较大,pH为5.5时Sphaerotilus natans对这4种金属离子的吸附效果最好,Sphaerotilus natans对它们的吸附选择性为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Zn^2＋〉Cd^2＋,Pb^2＋、Cu^2＋能部分置换出已被菌体吸附的Zn^2＋、Cd^2＋。HCI和EDTA溶液可有效地将金属离子从菌体上解吸下来,解吸后的菌体可重复使用。     

7种改性硅藻土对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附性能对比

首次系统地研究了硅藻土经热活化、锰氧化物、Mg(OH)2改性、聚丙烯酰胺、氨丙基三乙氧基硅烷、微乳液和Cu2等7种方法改性后,在不同pH下对Cd2+、pb2+、Cu2+的吸附效果及其主要机理.在实验条件下,重金属吸附效果最佳的是锰氧化物和Mg(OH)2改性硅藻土.对于pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附,前者的最大吸附量分别为98、84和78 mg/g,后者是79、76和91 mg/g.SEM、BET、XRD、FTIR结果显示,这2种改性硅藻土的比表面积大大增加,且拥有更多能提高其吸附性能的Si-O-H基团.Mg(OH)2改性硅藻土对Cd2+吸附等温线研究表明,其符合Langmuir等温吸附模型.提供的改性方法和实验结果,为硅藻土处理水体重金属污染提供了新的技术手段和理论依据.     

纳米SiO2对Pb2+污染水源水混凝过程的影响

随着纳米材料的广泛应用,越来越多的纳米材料会泄露到水环境中,但目前关于纳米材料对混凝过程的影响还缺乏充分的研究。针对不同浊度,不同纳米SiO2浓度,不同pH以及腐殖酸对混凝去除Pb2+的影响进行了一系列的研究。结果表明,在低投加量(40 mg/L) 条件下,Pb2+的去除率受浊度影响较大,然而在高投加量(80 mg/L) 条件下,Pb2+的去除率受浊度的影响反而较小,且随着浊度从15.0 NTU增加到90.0 NTU,Pb2+的去除率从70.172%下降到63.925%。当浊度为45.0 NTU,投加量为40 mg/L时,铅离子的去除率在 SiO2投加量达到0.8 mg/L时达到最高(92.34%)。由于在低浊度条件下絮体形成不充分,以至于生成的絮体对SiO2的吸附去除率较低,所以吸附在SiO2表面的Pb2+会悬浮在溶液体系中,造成Pb2+去除率的下降。随着pH的升高,Pb2+去除率呈先升高后降低的趋势,且在偏碱性条件下达到最高。pH对Pb2+去除率的影响主要体现在其对纳米SiO2表面电荷的影响,SiO2表面负电荷增多可有效提高Pb2+的去除率,说明纳米SiO2的吸附作用在去除Pb2+的过程中起重要的作用。在高混凝剂投加量(80.0 mg/L)下腐殖酸对Pb2+的去除有促进作用,且当腐殖酸存在时,SiO2的含量对Pb2+的去除率无明显影响。     

酵母细胞对溶液中Co2+和Cd2+的生物富集

利用野生型酿酒酵母菌株及七基因缺失突变型酵母菌株,研究了不同基因型酵母株在不同的活性状态下对重金属Co2+和Cd2+的富集。结果显示,在磷酸盐缓冲液(PBS)中,酵母处于生长基本停止状态,两种酵母菌株都对Co2+和Cd2+表现出比较强的被动吸附能力,但野生型酵母的富集效率优于七基因缺失突变酵母株。说明酵母在PBS中对重金属的富集主要是依靠被动吸附机制,且与细胞的表面结构有关。在限制性培养基中,酵母的生长状态较好,野生型酵母对Co2+表现出了较好的主动富集现象,并且在暴露96 h时达到富集高峰,而七基因缺失突变酵母株中的含量随时间推移变化不大。在对Cd2+的富集过程中,七基因缺失突变型酵母表现出较野生型酵母更快速富集的效果。研究结果为利用酵母富集环境中重金属的实际应用提供了新的参考数据,提示对于不同环境下的不同毒性的重金属离子,可以采取不同的富集方法,针对性地设计应用方案。     

牛粪生物炭对Cd2+的吸附影响因素及特性

为了考察以牛粪为原料制备的生物炭对水溶液中Cd2+的吸附效果,进行了吸附影响因素、吸附等温线和动力学研究。结果表明,当热解温度为700℃、投加量为20 g/L、溶液初始pH为5、水溶液Cd2+初始浓度为10 mg/L、吸附平衡时间为60 min和溶液温度为25℃时,对Cd2+的吸附效果最佳,Cd2+去除率可达99%以上。提高溶液温度有利于吸附。降低生物炭热解温度和投加量对吸附效果影响不大。Langmuir方程能更好地拟合生物炭对Cd2+的吸附等温过程,吸附过程符合准二级动力学方程。牛粪生物炭是性能优良、价格经济的水溶液中Cd2+的吸附剂。     

丁草胺与镉复合污染对土壤呼吸强度的影响

研究了除草剂丁草胺和重金属镉(Cd)复合污染对两种土壤呼吸强度的影响及其随时间的动态变化.结果表明,单一污染中,丁草胺和Cd对土壤呼吸强度的影响,随土样不同而异,随农药浓度及培养时间的变化而变化;复合污染中,两种土样的复合污染对土壤呼吸强度的影响存在明显的交互作用,与单一污染相比,对土壤呼吸强度的影响依次表现为:丁草胺＞Cd与丁草胺复合污染＞Cd.建立了丁草胺和Cd在不同浓度配比下对土壤呼吸强度影响的多元回归分析模型.     

Identification of five partial ABC genes in the liver of the Antarctic fish Trematomus bernacchii and sensitivity of ABCB1 and ABCC2 to Cd exposure

Several ABC transporters have been characterized from many aquatic organisms, but no information is yet available for Antarctic fish. The aim of this work was to identify the expression of genes for ABC proteins in Trematomus bernacchii, a bioindicator species of the Southern Ocean. Partial cDNA sequences of ABCB1, ABCC1, ABCC2, ABCC4 and ABCC9 were cloned from liver. Using RACE technology, 3.5 and 2.2 kb contigs were obtained for ABCB1 and ABCC2. Considering the elevated natural bioavailability of cadmium at Terra Nova Bay, responsiveness of ABCB1 and ABCC2 to this element was investigated under laboratory conditions. ABCB1 and ABCC2 mRNA levels were approximately four-fold higher in Cd-exposed fish compared to the controls. Induction of ABCB1 protein was also found by western blot. This study provides the first identification of five ABC genes in the liver of an Antarctic key species, some of which may be involved in cellular detoxification.     

Effects of pH, Fe, and Cd on the uptake of Fe2+ and Cd2+ by rice

The rhizosphere plays an important role in altering cadmium (Cd) solubility in paddy soils and Cd accumulation in rice. However, more studies are needed to elucidate the mechanism controlling rice Cd solubility and bioavailability under different rhizosphere conditions to explain the discrepancy of previous studies. A rice culture with nutrient solution and vermiculite was conducted to assess the effects of pH, Eh, and iron (Fe) concentration on Cd, Fe fractions on the vermiculite/root surface and their uptake by rice. The solution pH was set from 4.5 to 7.5, with additions of Fe (30 and 50 mg L^?1) and Cd (0.5 and 0.9 mg L^?1). At pH 5.5, the Eh in the rice rhizosphere was higher whereas transpiration, Cd²⁺, and Fe²⁺ adsorption on the vermiculite/root surface and accumulation in rice were lower than the other pH treatments. Cadmium addition had no impact on pH and Eh in rice rhizosphere while Fe addition decreased pH and increased Eh significantly. Compared with control, Fe addition resulted in the decrease of rhizosphere Cd, Fe solubility and bioavailability. Higher redox potential in the rice rhizosphere resulted in the decline of transpiration, Cd, and Fe accumulation in the rice tissues, suggesting that the transfer of two elements from soil to rice was depressed when the rhizosphere was more oxidized.     

Immobilization of Cd2+ and Pb2+ by biomineralization of the carbonate mineralized bacterial consortium JZ1

Environmental Science and Pollution Research - Microbially induced carbonate precipitation (MICP) has been proven to effectively immobilize Cd2+ and Pb2+ using a single bacterium. However, there is...     

碳酸钙和海泡石组配对水稻中Pb和Cd迁移转运的影响

为研究组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)对农田土壤重金属Pb和Cd的固化效果以及水稻各部位吸收累积Pb和Cd的影响,在湘南2个矿区(矿区A和矿区B)附近污染稻田中施用了不同添加量的LS (0、2、4和8 g/kg),并进行了水稻种植的田间实验。结果表明,(1)施用2~8 g/kg的LS能使矿区A和矿区B土壤pH值分别增加1.11~1.95和1.61~2.31个单位,能使矿区A和矿区B土壤中Pb和Cd的TCLP提取态含量分别降低18.6%~62.7%、15.7%~37.1%和38.6%~66.7%、0~76.6%。(2)LS能不同程度地降低水稻各部位重金属含量。矿区A糙米中Pb和Cd含量降低9.4%~35.6%、56.1%~66.8%;矿区B糙米中Pb含量降低14.4%~36.6%,而Cd含量变化不明显。(3)LS对水稻中Pb和Cd在各部位之间的转运系数均有不同程度的影响,其中Pb和Cd从茎叶到谷壳的转运系数最大,说明水稻茎叶对重金属的转运能力最强。(4)LS添加量为8 g/kg时,Pb和Cd从谷壳到糙米的转运系数最小,且糙米中Pb和Cd含量最低。     

叉鞭金藻对微量锌、镉的吸附效应研究

研究了叉鞭金藻对微量Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附及其机理。结果表明,叉鞭金藻对Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附主要经历了快速的吸附和缓慢的吸附两个步骤。pH为6～7时,叉鞭金藻对Zn^2 ,Cd^2 有较好的吸附作用,且死体藻细胞比活体藻细胞能富集更多的Zn^2 ,Cd^2 。吸附符合Freundlich等温吸附模型。     

贝壳粉对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用

价廉易得且无二次污染的稳定剂开发是重金属污染土壤稳定化修复的关键。以铅蓄电池污染场地Pb污染土壤(CQ土壤样品)及铅锌冶炼厂周边Pb、Zn、Cd复合污染土壤(ZZ土壤样品)为研究对象,用贝壳粉进行稳定化研究,通过毒性特征浸出测试(TCLP)评价其稳定化效果。X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)等分析结果表明,贝壳粉的主要成分为CaCO3。稳定化实验结果表明:贝壳粉在2%(质量分数,下同)~10%的添加量下,CQ土壤样品中Pb的浸出浓度降低22%~62%;ZZ土壤样品中Pb、Zn、Cd的浸出浓度分别降低11%~91%、26%~65%、18%~64%。贝壳粉添加后土壤pH升高可能会使重金属形成氢氧化物沉淀;部分重金属可能会通过离子交换作用形成碳酸盐沉淀。经贝壳粉稳定化后土壤中重金属浸出浓度降低,有效降低了重金属的迁移性,因此贝壳粉可作为稳定剂应用于重金属污染土壤的修复。