转运蛋白在细菌吸附铜(Ⅱ)中的作用机理研究

为研究转运蛋白在细菌响应铜(Ⅱ)胁迫中发挥的作用，从Transporter Classification Database(TCDB)数据库中检索得到嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)JC1基因组中4个参与Cu(Ⅱ)吸附、转运和外排的转运蛋白，并对其结构和功能进行分析。此外，研究菌株JC1对不同质量浓度的Cu²⁺的吸附能力和耐受能力，并利用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分别分析Cu²⁺胁迫后，菌株JC1的形态学、元素组成和官能团的变化。结果显示，菌株JC1可耐受Cu²⁺的质量浓度为160 mg/L,但对120 mg/L Cu²⁺有最大吸附率，为72.3%。经Cu²⁺胁迫后，菌株JC1光滑的杆状结构消失，表面褶皱、呈短杆状，且其元素组成中出现了3个Cu²⁺吸收峰。FT-IR分析结果表明，—OH、—C—O和—C—C等官能团在菌株JC1胞外吸附Cu²⁺     

离子色谱法测定环境空气中颗粒物中水溶性阴离子的方法验证

根据《环境空气颗粒物中水溶性阴离子(F^-、Cl^-、Br^-、NO₂^-、NO₃^-、PO₄^3-、SO₃^2-、SO₄^2-)的测定离子色谱法》HJ 799—2016要求,在本实验室仪器和环境条件下进行了实验室的方法验证实验,方法检出限、精密度、准确度等均符合标准要求,此方法在本实验室可行。     

MnO2/FeOOH复合材料对水中U(Ⅵ)的去除及机理试验研究

采用化学沉积法制备了二氧化锰/羟基氧化铁(MnO2/FeOOH)复合材料,并将其用于吸附去除水中的放射性重金属铀。通过静态吸附试验,考察了Fe/Mn物质的量比、pH值、吸附时间和干扰离子等因素对MnO2/FeOOH吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料结构和形貌进行表征,并分析其吸附机理。结果表明,在投加量为150 mg/L、温度为30℃、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH值为5、Fe/Mn物质的量比为1/2及吸附时间为120 min的条件下,MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)的去除率最大可达97.7%,且pH值对铀去除效果的影响最为明显。MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich模型,且最大吸附容量达260.34 mg/g。干扰离子试验表明,SO₄^2-、CO₃^2-和Fe³⁺对MnO₂/FeOOH吸附U (VI)几乎没有影响,而Ca²⁺和Cu²⁺具有明显的抑制作用,且抑制随浓度的增大而增强。FTIR和XPS分析表明MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的主要作用机制为表面羟基、Mn-O与铀的配位作用。因此,MnO2/FeOOH可作为一种潜在的铀吸附材料。     

纳米γ-Fe2O3对汞离子的吸附行为研究

为了研究用于含汞离子废水处理的新型高效材料,研究了纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附行为。探讨pH值(3、8和12)、温度(288 K、298 K、308 K、318 K)和离子强度(Ca²⁺,0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L)对该吸附的影响。使用吸附动力学方程(拉格朗日准一级、准二级)和等温吸附方程(Langmuir和Freundlich)分别对吸附数据进行拟合,并讨论吸附机理。结果表明:pH值为3、8、12时,纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附动力学方程符合准二级动力学模型(R2=0.997~0.999);288 K、298 K、308 K、318 K时,纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附过程更符合Langmuir吸附模型(R²=0.970~0.995),并且随温度升高,吸附量增加;在不同pH值下,纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附等温式可使用Langmuir模式(R²=0.983~0.996)进行表征,随p H值降低,吸附量减少,中性环境有利于吸附;在不同Ca²⁺浓度下,可用Langmuir等温吸附式拟合(R²=0.990~0.996)。通过Langmuir等温吸附式推算出最大吸附量随Ca²⁺浓度增加而减少。     

铁路职工血尿酸水平与高尿酸血症流行特征分析

了解铁路职工血尿酸(SUA)水平及高尿酸血症(HUA)流行特征,为高尿酸血症的防治提供依据。收集2021年某地区参加健康体检的31 415名铁路职工的体检资料,对SUA、HUA流行特征进行统计分析,计数资料的比较采用χ²检验,计量资料两组间的比较采用t检验。结果表明,该地区铁路职工血尿酸水平为(377.00±91.94)μmol/L,男性(391.31±86.17)μmol/L,女性(290.1±76.81)μmol/L;调查人群中HUA总患病率为31.43%,男性HUA患病率33.78%,高于女性患病率(17.17%),差异有统计学意义(χ²=487.531,P<0.01);不同年龄组间HUA患病率差异有统计学意义(χ²=405.398,P<0.05),患病率随年龄增长呈下降趋势(趋势χ²=397.239,P<0.01),其中男性HUA患病率年龄组差异有统计学意义且随年龄增长呈下降趋势;不同系统间HUA患病率差异有统计学意义(χ²=243.716,P<...     

新生成Ti(OH)4沉淀物对水中Mn2+的吸附机理研究

采用氧化Ti³⁺方法得到水合Ti(OH)₄絮体沉淀物，研究了以新生成Ti(OH)₄絮体作为吸附剂吸附去除水中Mn²⁺的效率，分析了吸附热力学、动力学及吸附前后Ti(OH)₄絮体的ζ电位变化，研究了pH值和几种常见离子对该吸附的影响。结果表明：Ti(OH)₄絮体对Mn²⁺的吸附可以较好地符合拟二级动力学模型；热力学结果显示，吉布斯自由能变化值ΔG^Θ为负值，吸附反应可自发进行；吸附可以较好地用Langmuir等温式描述，pH值为7.0和8.5时，计算的Q_max分别为58.8 mg/g、92.6 mg/g,但pH值为8.5时不能排除Mn²⁺通过形成沉淀而去除的途径。在试验的条件下，吸附反应进行较快，吸附很快达到准平衡，而且平衡吸附容量与最大吸附容量在数值上较为接近，吸附性质属于单分子层化学吸附。吸附容量还与Ti(OH)₄絮体表面的ζ电位值有一定的相关性，...     

碱溶液对As污染土壤的化学萃取修复

通过实验室浸泡试验,研究了0～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对As污染土壤的化学萃取修复效果,同时分析了碱溶液萃取导致的土壤pH值变化以及土壤组分Ca、Mg、Fe、Al、Si的溶出情况.结果表明,NH3·H2O溶液仅能去除很少的土壤As,KOH溶液对土壤As的去除效果则较好.5～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对土壤As的去除率分别为1.47%～4.44%和2.32%～23.33%.碱溶液能有效去除土壤As是由于OH-的作用.NH3·H2O和KOH溶液萃取导致土壤pH值增加,以及土壤中Fe、Al和Si不同程度地溶出,而KOH溶液导致土壤pH值增加和Al、Si溶出的作用明显大于NH3·H2O溶液.研究表明,采用KOH溶液萃取能有效修复As污染土壤,但应密切关注KOH溶液对土壤的负面影响.     

Fe(Ⅲ)表面印迹硅胶聚合物的制备及其吸附性能研究

选用硅胶为基质材料、乙烯基膦酸为功能单体、Fe³⁺为模板离子、乙二醇双甲基丙烯酸酯为交联剂，通过表面印迹技术制备了一种新型膦酸功能化的Fe(Ⅲ)印迹硅胶聚合物。对印迹吸附材料的吸附条件、吸附选择性和重复利用率进行了研究。通过FT-IR、SEM、EDX、TG和N₂吸附/脱附分析对印迹材料进行了表征，分析了印迹吸附剂对Fe³⁺的吸附机理。结果表明：印迹吸附剂在8 min可达吸附平衡，最大吸附量达16.12 mg/g,吸附行为符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式，印迹吸附剂展现出较高的选择性识别能力，与Cr³⁺、Mn²⁺和Zn²⁺相比，对Fe³⁺的选择性系数k分别为8.9、10.75和12.37。经过6次吸附-解吸试验，印迹材料吸附Fe³⁺的能力仅下降了5.9%,证明其具有很好的可重复使用性能。     

无机高分子絮凝剂聚硅铝铁硼的制备及其絮凝性能研究

以工业水玻璃、氯化铝、氯化铁、硼酸为原料，制备了一种性能优良的无机高分子絮凝剂聚硅铝铁硼(PSBFA)。通过考察不同pH值条件下水玻璃的胶凝时间、Si／Al物质的量比、硼的浓度、熟化时间等因素对聚硅铝铁硼产品应用性能的影响，确定了聚硅铝铁硼的最佳制备条件为pH值为2～4，Si／Al物质的量比在1．0左右，硼的浓度为0．02mol／L，熟化时间为5d左右。絮凝应用实验表明，聚硅铝铁硼对于印染废水脱色效果、生活污水的COD去除率具有优异的絮凝性能；与传统混凝剂硫酸铝和市售混凝剂聚合氯化铝(PAC)相比，PSBFA的具有投加量少、沉降速度快、絮体体积小等优点。     

油页岩灰渣酸法制备聚合氯化铝的酸溶工艺研究

以油页岩灰渣为原料,采用酸法制备聚合氯化铝,考察了酸溶条件对产品的铝浸出率与盐基度的影响。制备聚合氯化铝的最佳酸溶条件为:酸的质量分数22%,酸量比n(Al2O3)/n(HCl)为1∶13,酸溶温度125℃,酸溶时间3 h。此条件下,铝浸出率为73.65%,制备的液体聚合氯化铝的盐基度为77.51%。所制聚合氯化铝符合国家标准(GB 15892—2003)中Ⅰ类液体一等品标准。     

济南市采暖期PM2.5中水溶性离子污染特征及来源分析

为了解采暖期济南市大气PM_2.5中水溶性离子的污染特征,于2020年12月18日-2021年1月8日在市区手工采集PM_2.5样品,分别利用重量法和离子色谱法对PM_2.5和9种水溶性离子质量浓度进行了测定,对其污染特征和来源进行了分析。结果表明,济南市大气中PM_2.5质量浓度均值为(78±52)μg/m³,水溶性离子质量浓度均值为(43.2±32.7)μg/m³,在PM_2.5中占比55.3%,是PM_2.5的主要组分;随着污染加重,NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-等二次离子(SNA)在PM_2.5中占比显著提高,二次转化明显增强;SOR、NOR与风速、气压、混合层高度呈负相关,与气温、湿度呈正相关,在静稳天气下更容易产生二次转化;观测期间PM_2.5...     

辐射对流散热下大尺寸三元锂电池热模型

为精准界定热失控发展过程中锂电池热聚集特征，采用理论和试验相结合的方法，研究热滥用引发的大尺寸三元锂电池热模型。首先，依据能量守恒定律，明确电池热模型中的加热片产热量Q_e、化学反应产热量Q_f、电能释放产热量Q_j和环境散热量Q_d这4个热量参数，进而基于物理热量计算公式(Q=CMΔθ)和集总参数法，构建大尺寸三元锂电池由热滥用引发的热模型；其次，对模型参数获取进行理论分析，研究4个热量参数对电池热累积变化的重要度；最后，结合试验数据，将研究区间以点(t_i,θ_i)进行分区，确定表面传热系数h的值，进一步验证辐射对流散热下热失控锂电池热模型。结果表明：总产热量Q_w为12.88×10⁵ J,总散热量Q_d为6.60×10⁵ J,其中，辐射散热量为2.91×10⁵ J,对流散热量为3.69×10⁵ J,利用热模型计算出的热量理论预测热失控峰...     

工作场所空气中甲醛含量快速检测方法

为反映工人在工作场所空气中甲醛的真实暴露水平,解决现有甲醛测定方法耗时长、瞬时浓度难捕捉、共存物干扰强等难题,建立一种基于便携式气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪的工作场所空气中甲醛的快速检测方法。在作业现场采用便携式GC-MS的取样手柄采集工作场所空气,经仪器内Tri-bed吸附管富集后,直接进行热解吸分析,采用保留时间和特征离子定性,特征离子峰面积内标法进行现场定量。评估该方法的各项技术参数,通过干扰试验和比对试验确定方法的稳定性和准确性,并进行实际应用研究。结果表明：GC-MS联用仪检测甲醛的线性范围为0.10～12.3 mg/m³,相关系数为0.999,检出限为0.05 mg/m³,定量下限为0.10 mg/m³,加标回收率为88.0%～97.6%,批内相对标准偏差(RSD)为4.2%～9.1%。该方法能够实现工作场所空气中甲醛浓度的现场快速测定,与理论值偏差在5%～12%范围内,可准确反映工作人员的真实甲醛暴露。     

生物锰氧化物对4种重金属的吸附特性研究

通过培养锰氧化细菌Sphingopyxis sp.4-15,制备生物锰氧化物,研究了生物锰氧化物的结构性质及其在不同影响因素下对4种重金属Cu、Zn、Cr和As的吸附特性。结果表明该生物锰氧化物中含有MnO₂、Mn₃O₄和MnO等晶体锰氧化物,包裹在菌体细胞表面呈现出规则的花球状。其锰主要以高价态的Mn⁴⁺和Mn³⁺形式存在,平均孔径为35.56 nm,比表面积为41.49 m²/g。锰氧化物对重金属的吸附过程受pH值影响,最适pH值为4~6;离子强度对吸附过程干扰较小;升高温度有利于其对Cu和Zn的吸附,而对As的吸附产生抑制;锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅲ)的吸附在反应360 min时可达到平衡,对Cr(Ⅲ)的吸附在反应5 min内达到平衡;在4种重金属最大初始浓度下,生物锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、As(Ⅲ)的吸附量依次为:70.184、15.140、9.141、0.089 mg/g,具有较大的重金属吸附容量。     

硅藻土复合除磷材料的吸附动力学及热力学研究

对硅藻土-粉煤灰复合除磷材料吸附废水中磷的动力学和热力学进行了研究.结果表明,准二级动力学方程对复合材料吸附磷的过程描述更为准确;热力学参数(ΔGo、ΔHo和ΔSo)说明溶液中的磷在复合除磷材料上的吸附是自发进行的,而且是一个吸热过程;平均吸附能E为2.24 J/mol,说明该吸附属于物理吸附.     

低压环境下固液混合燃料爆炸特性研究

为研究高原低压环境下固液混合燃料的燃爆特性及反应机制,利用20 L爆炸球测试系统,以铝粉-乙醚和铝粉-乙醚-硝基甲烷2种固液混合燃料为研究对象,开展环境初始压力对爆炸峰值压力、爆炸质量浓度下限及爆炸产物的影响趋势研究。研究表明：2种固液混合燃料的最佳爆炸质量浓度、爆炸压力和爆炸危险性随环境压力的降低而降低;与零海拔相比,在模拟海拔4 500 m处(57.4 kPa),450 g/m³固液混合燃料的爆炸压力降低了26.84%～30.80%,爆炸质量浓度下限提高了5～10 g/m³;随着环境压力降低,爆炸气体产物一氧化碳(CO)体积分数增加,二氧化碳(CO₂)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)体积分数降低;爆炸固体残余物主要为α-氧化铝(α-Al₂O₃)和铝(Al)。     

复合絮凝剂聚硅酸铝铁的形貌结构及性能研究

向聚硅酸中引入铝盐、铁盐制得聚硅酸铝铁(PFAS)复合絮凝剂,用电子显微镜观察分析了不同Al/Fe/Si摩尔比的PFAS形貌,用红外光谱研究了其中铝离子、铁离子与聚硅酸的相互作用情况,并对其絮凝性能进行了考察.结果发现:聚硅酸铝铁的形貌均为枝杈状聚集态,并带有分形特征,完全不同于聚硅酸的球形或椭球形,也不同于聚铝、聚合铝铁的晶形;Al/Fe/Si摩尔比对形貌有较大影响.红外光谱证实了PFAS中部分铝离子、铁离子及水解络合铝离子、铁离子可与共存的聚硅酸起螯合(络合)反应生成铁铝硅聚合物,PFAS的絮凝性能高于聚硅酸铝、聚硅酸铁.     

SBR活性污泥系统对废水中Cu2+去除研究

为探究活性污泥法处理含铜废水的可行性,以活性污泥和模拟含铜废水为研究对象,开展了静态吸附和SBR系统动态去除试验,分别研究了Cu²⁺静态吸附效果、影响因素、吸附模型和吸附机理,以及Cu²⁺动态处理效果和系统变化。结果显示,活性污泥静态吸附Cu²⁺的适宜pH值为4～7,25℃下最大吸附量为41.13 mg/g;准二级动力学模型和Langmuir模型对吸附过程拟合较好,吸附机理主要包括表面有机络合、离子交换和静电吸附;SBR活性污泥系统对不同质量浓度(3 mg/L、5 mg/L、10 mg/L)Cu²⁺的去除率分别为95%～98.7%、67.8%～76.2%、72.9%～82.4%,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)去除率稳定在90%以上,系统中污泥浓度(Mixed Liquid Suspended Solids, MLSS)和污泥体积指数(Sludge Volume Index, SVI)明显下降;在Cu²⁺长期作用下,活性污泥系统性能呈现先波动...     

Fe的掺杂对MnO2纳米管结构和甲苯降解性能的影响

采用水热法合成了MnO₂纳米管，同时在MnO₂的水热合成过程中，掺杂不同含量的Fe,制备了0.6%Fe-MnO₂、1%Fe-MnO₂和5%Fe-MnO₂的催化剂材料，使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、拉曼光谱等技术对四种催化材料的形貌和结构进行了表征，并以甲苯为目标污染物对其催化活性进行了研究。结果表明，Fe的掺杂没有影响MnO₂纳米管的形貌和晶型，四种催化剂的形貌均为纳米管状结构，晶型均为α-MnO₂,而比表面积、孔容和最可几孔径显著下降。四种催化剂催化氧化甲苯时，1%Fe-MnO₂纳米管表现出最好的甲苯低温催化性能，这可能与掺杂1%Fe改变了Mn-O化学环境，使Mn—O的键能发生了改变，引起了晶格缺陷有关。     

基于蒙特卡罗模拟的高校室内甲醛暴露健康风险评价

为了量化分析高校新建教学楼室内环境污染引起的健康风险问题,调查了武汉市某高校新建教学楼室内甲醛污染状况,引入美国环保署(EPA)致癌风险模型,运用蒙特卡罗模拟室内甲醛暴露对不同性别的教师和学生受体造成的健康风险,进行不确定性分析,并研究各参数敏感度。结果表明,该教学楼室内的监测点监测得到的甲醛质量浓度数据中有5%超过标准限值(0.10 mg/m³,参照《室内空气质量标准》),存在一定的健康风险。健康风险评估结果显示,男性的癌症风险和超标率略高于女性,教师群体健康风险平均值超过限值(1×10^-6)9倍左右,且高于学生群体3~4倍。对教师造成影响最大的参数为暴露时间,对学生影响最大的参数为甲醛质量浓度,在无致癌风险的室内甲醛质量浓度和在可接受健康风险限值(1×10^-6)下,推荐教师每日平均暴露时间不超过0.31 h/d(男性)和0.35 h/d(女性)。