物理扰动对锆改性沸石改良底泥磷吸附和移动的影响

本文研究了物理扰动对锆改性沸石改良底泥吸附水中磷酸盐的影响,并考察了其对锆改性沸石改良底泥中磷赋存形态和生物可利用性的影响.结果表明,与未改良底泥相比,锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显更强.但是,物理扰动却降低了锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附容量和吸附速率.在物理扰动状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大磷酸盐吸附容量(743 mg·kg~(-1)),比在静止状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大吸附容量(902 mg·kg~(-1))低18%左右.物理扰动对锆改性沸石改良底泥的磷形态和生物可利用性产生一定的影响.物理扰动略微降低了改良底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)和金属氧化物结合态磷(NaOH-rP)含量,但是却会略微增加改良底泥中残渣态磷(Res-P)含量.另外,物理扰动还会略微降低改良底泥中藻类可利用磷(AAP)和NaHCO_3可提取磷(Olsen-P)的生物可利用性磷含量.物理扰动虽然略微降低了改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力,但是却略微促进了锆改性沸石对底泥中潜在可移动态磷和生物可利用性磷的钝化.     

用于降氟的亚粘土改性方法与吸附作用机理研究

研究了改性方法和改性条件对用于降氟的亚粘土除氟性能的影响,得出了每 种改性方法的最佳改性条件,探讨了改性亚粘土的吸附机理,研究表明,改性亚粘土除氟率高、工业产换容量大,除氟率最高达１００％,最大工作交换容量达２４３．３０ｍｇ．ｋｇ＾－１,改性亚粘土降氟功能归因子于所含针铁矿和伊利石对于Ｆ＾－的专性吸附。     

磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐研究

使用磷酸盐溶液和方解石之间的反应得到方解石去除水中磷酸盐后的产物,即磷酸盐改性方解石,通过实验对比分析了方解石和磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学,并考察了磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的各种影响因素。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力明显优于方解石。当反应时间为2h时,实验条件下磷酸盐改性方解石对水中磷的去除率达到72%,而方解石对磷的去除率仅为35%。当pH为5~7时,磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力较高;当pH由7增加到10 h,对磷酸盐的去除能力略微下降;当pH由10增加到12 h,对磷酸盐的去除能力急剧下降。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的单位去除量随初始磷质量浓度的增加而增加。过高的初始磷质量浓度会导致磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除率过低。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力随反应温度的升高而增加。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述。水中共存的钙离子有利于磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除,而水中共存的碳酸氢根离子抑制了磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除。磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的主要机制是磷酸钙沉淀作用。磷酸盐改性方解石不仅会为磷酸钙沉淀反应的异质成核提供核心,促进磷酸钙沉淀的形成,而且当水处于对方解石不饱和状态时会溶解释放出可溶性钙,为磷酸钙沉淀的形成提供钙源。上述结果表明,方解石去除水中磷酸盐后的产物可以被再次用于水中磷酸盐的去除,并且对磷酸盐的去除效果优于原始的方解石。     

锆负载量对锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响

制备了锆氧化物(ZrO_2)含量分别为2.98%、7.81%、13.73%和33.70%的4种锆镁改性膨润土,并考察了锆负载量对锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响.结果表明,较高的吸附剂投加量有利于水中磷酸盐被锆镁改性膨润土所吸附去除.锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的动力学过程符合准二级动力学模型.锆镁改性膨润土对水中磷酸盐的吸附等温行为可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Redushckevich (D-R)等温吸附模型进行描述.增加溶液pH值不会导致锆镁改性膨润土对水中磷酸盐吸附能力的下降.锆镁改性膨润土对水中磷酸盐的吸附能力随其锆含量的增加而增加.但是,从总体上,锆镁改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的最大吸附量则随其锆含量的增加而降低.研究结果说明,锆镁改性膨润土适合作为一种吸附剂去除水中的磷酸盐,较高的锆负载量有利于增强锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的能力,而较低的锆负载量则有利于提高锆镁改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的吸附能力.     

地下水中铵态氮的迁移转化过程

铵态氮进入地下水的主要途径是土壤淋失,通过室内土柱淋滤实验研究铵态氮在土壤中的迁移转化过程,测定不同时间和不同深度土壤中铵态氮及其转化物硝态氮和亚硝态氮的浓度变化,分析了影响铵态氮迁移转化的因素。实验表明：在土壤饱和、持续淋滤条件下,土柱中随采样深度的增加,铵态氮穿透时间延长,依次滞后;通过硝化能力分析,土柱上层发生了轻微的硝化反应,土柱底部发生了反硝化反应,导致硝态氮的浓度衰减。研究认为在铵态氮的迁移转化过程中,当入渗铵态氮浓度较低时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是土壤对铵态氮的吸附;当入渗铵态氮浓度较大时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是生物作用导致的铵态氮的硝化,以及土壤的渗透系数、弥散度等因素。     

有机凹凸棒粘土吸附水中苯酚的试验

凹凸棒粘土经溴化十六烷基三甲胺（ＣＴＭＡＢ）改性后,对水中酚具有较强的吸附能力,苯酚浓度为１００ｍｇ／Ｌ时,加入量为４％,ｐＨ为８．０时,去除率达到８８．５％,且有机凹土经再生后可反复使用。吸附平衡浓度与吸附量关系符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式。     

镧和阳离子表面活性剂联合改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附作用

采用镧(La)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(HDTMA-Cl)对活性炭进行联合改性,并考察了La和HDTMA联合改性活性炭(La-HDTMA改性活性炭)对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附性能.实验结果表明,La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐具备一定的吸附去除能力.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述.根据Langmuir等温吸附模型计算得到的La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐最大吸附量分别为4.15 mg·g-1和11.2 mg·g-1.当p H值由4增加到8时,La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附能力增加;当p H值超过8时,对磷酸盐的吸附能力则下降.LaHDTMA改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随p H值的增加而下降.水中共存的Cl-、HCO-3和SO2-4等阴离子会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐的吸附.水中共存的硝酸盐会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐的吸附,共存的磷酸盐亦会抑制La-HDTMA改性活性炭对硝酸盐的吸附.采用1 mol·L-1Na OH溶液可以使71%吸附剂上的磷酸盐解吸下来,采用1 mol·L-1的Na Cl溶液可以使97%吸附剂上的硝酸盐解吸下来.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附机制主要是阴离子交换、静电吸引、配位体交换作用和路易斯酸碱反应,对硝酸盐的吸附机制主要是阴离子交换和静电吸引作用.     

改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附特性

为有效去除富营养化水体中硝态氮,以再力花(Thalia dealbata)、香蒲(Typha orientalis)和芦苇(Phragmites australis)3种水生植物为原材料制备生物炭,并采用氯化铁改性后进行吸附试验,探索改性水生植物生物炭对水体中低浓度硝态氮的吸附效果。结果表明:铁改性水生植物生物炭表面负载了大量Fe3+形成Fe—O基团,大幅提升了其对硝态氮的吸附性能,其中铁改性香蒲生物炭平衡吸附量最大,达到1.747 mg·g~(-1)。3种改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附符合准二级动力学和Freundlich模型,吸附主要为生物炭表面非均一多分子层化学吸附。溶液初始pH值在3.0~9.0范围内对铁改性水生植物生物炭吸附硝态氮能力影响较小,吸附最适合pH为中性。因此,铁改性水生植物生物炭能有效去除水体中低浓度硝态氮,同时实现了水生植物资源化,具有良好的应用前景。     

巯基棉富集分离-氢化物发生原子吸收法分别测定水中痕量不同价态的硒

本文首次提出利用微孔纤维素滤膜和巯基棉纤维分离、富集水中痕量的单体硒、四价硒和六价硒、然后用氢化物发生-原子吸收分别测定的方法.初步探讨了该分离方法的作用原理、讨论了截留、吸附、还原、氧化、解脱、测定等步骤的最佳条件,以及水样的釆集、前处理和共存物干扰与消除等问题. 实验表明,该法富集倍数大,分离简便,选择性强,可准确测定天然水及污染河水中痕量不同价态的硒和总硒.     

邻硝基苯酚在有机改性凹凸棒土上的吸附行为

应用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)、溴代十六烷基吡啶(CPB)、四乙基溴化铵(TEA)和四丁基溴化铵(TBA)分别对凹凸棒石原土进行改性,研究有机改性凹凸棒土对水中邻硝基苯酚的吸附作用.结果表明,四种改性土对水中邻硝基苯酚的吸附在较短的时间内即基本达到平衡,且对水中邻硝基苯酚的吸附去除率与改性土的有机碳含量呈明显的正相关,同样条件下其去除能力大小的顺序是CPB改性土＞HDTMA改性土＞TBA改性土＞TEA改性土;当体系pH值大于邻硝基苯酚的pKa时,CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附能力明显增强; CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程更适合用Henry吸附等温线进行描述,该吸附过程的主要机制是分配作用;CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程是吸热反应,该吸附过程中无化学键力和配位基交换力等强作用力;阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在抑制了CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附.     

云南高原典型林分林下枯落物持水特征研究

森林枯落物具有重要生态水文功能,通过实地调查与实验分析,对云南高原湖泊纳帕海流域3种典型林分枯落物储量、持水量和持水过程进行了研究。结果表明：高山松（pinus densata）林下枯落物储量最大,白桦林（Betula platyphylla Suk.）次之,川滇高山栎（Quercus aquifolioides）灌丛最小,林下枯落物储量最大持水量和有效拦蓄量大小排序表现出和枯落物储量相同的顺序;不论是储量、最大持水量还是有效拦蓄量,各林分枯落物都表现出半分层大于未分解层。3种林下枯落物在0～2 h内吸水较快,在10 h后吸水速明显减缓,用对数方程对3种林下枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间进行拟合,用幂函数方程对吸水速率与浸水时间进行拟合,结果显示相关系数都较高。     

Hydrophilic/underwater superoleophobic graphene oxide membrane intercalated by TiO2 nanotubes for oil/water separation

GO/TiO₂ membrane was prepared by assembling GO nanosheets and TiO₂ nanotubes. The intercalation of TiO₂ nanotubes enlarged the space of GO interlayers and modified the surface morphology. Hydrophilic/underwater superoleophobic property of GO/TiO₂ membrane was obtained. Water permeability, hydrophilicity, oleophobicity and antifouling ability of GO-based membrane were all enhanced by intercalating TiO₂ nontubes. Membrane technology for oil/water separation has received increasing attention in recent years. In this study, the hydrophilic/underwater superoleophobic membrane with enhanced water permeability and antifouling ability were fabricated by synergistically assembling graphene oxide(GO) nanosheets and titanium dioxide (TiO₂) nanotubes for oil/water separation. GO/TiO₂ membrane exhibits hydrophilic and underwater superoleophobic properties with water contact angle of 62° and under water oil contact angle of 162.8°. GO/TiO₂ membrane shows greater water permeability with the water flux up to 531 L/(m²·h·bar), which was more than 5 times that of the pristine GO membrane. Moreover, GO/TiO₂membrane had excellent oil/water separation efficiency and anti-oil-fouling capability, as oil residual in filtrate after separation was below 5 mg/L and flux recovery ratios were over 80%.The results indicate that the intercalation of TiO₂ nanotubes into adjacent GO nanosheets enlarged the channel structure and modified surface topography of the obtained GO/TiO₂ membranes, which improved the hydrophilicity, permeability and anti-oil-fouling ability of the membranes, enlightening the great prospects of GO/TiO₂ membrane in oil-water treatment.     

汉江上游不同林龄麻栎林枯落物的水文功能评价

麻栎林普遍存在于汉江上游,其涵养水源能力的发挥对维持汉江上游流域生态平衡具有重要的作用。于2020年12月对汉江上游天柱山3个不同林龄(15a、25a、33a)的麻栎林样地进行了枯落物厚度和蓄积量调查,利用浸泡法测定了枯落物各水文功能指标,运用熵权法对3个林龄麻栎林枯落物的水源涵养能力进行了综合评价。结果表明：麻栎林枯落物总厚度在3.0—4.8 cm,蓄积量介于13.76—14.39 t·hm^-2,二者在林龄之间差异不显著(P=0.591;P=0.993);不同林龄麻栎林内半分解层枯落物的瞬时持水量和吸水速率略大于未分解层的;二者的枯落物瞬时持水量均在10min内快速增加,20min后缓慢增加,其与浸泡时间呈对数关系,R²为0.764 6—0.960 6;未分解层枯落物的瞬时持水量表现为15 a>33 a>25 a,而半分解层的则表现6 h之前25 a的略大于15 a的,之后二者的持水量几乎相等,但二者均大于33 a的;相应的不同林龄内未分解层和半分解的枯落物吸水速率均在20 min内很快降低,2 h之后吸水速率以接近0的趋势变小...     

长白山区沟谷乌拉苔草(Carex. meyeriana)沼泽湿地水文物理效应

通过对长白山区沟谷乌拉苔草(C.meyeriana)沼泽湿地和三江平原乌拉苔草沼泽湿地土壤物理性质和乌拉苔草根系生物量的测定,对水文物理效应进行了分析,结果表明:长白山区沟谷乌拉苔草沼泽湿地的土壤孔隙度小于三江平原乌拉苔草沼泽湿地,容重和体积质量则高于三江平原乌拉苔草沼泽湿地。土壤蓄水能力低于三江平原乌拉苔草沼泽湿地;乌拉苔草发达的根系具有强大的蓄水能力,尤以根鞘的蓄水能力最强,蓄水可以占鲜质量的91.1%~93.72%,比根系蓄水能力高出2.54%~33.94%。由此得知乌拉苔草沼泽湿地的具有巨大的蓄水能力,是天然的水调节器。通过分析可知其水文物理过程对沼泽湿地对其上游河流具有调节作用,同时还可以保存上游河流生物多样性,以及严重的影响着水面以下化学过程的发生。     

保水剂在干旱河谷造大中的应用研究

针对在岷江上游干旱河谷土壤水分状况是坡地植被恢复的主要限制因子的现状,对保水剂在干旱河谷造林中的应用进行了试验研究,结果表明,sk-4保水剂质量分数(w)在5×10-4～1×10-2范围内,保水剂的持水和供水能力随着浓度的增加而提高,但过高质量分数的保水剂使用后未发现土壤有效供水能力的提高.保水剂sk-4在w=5×10-3即能达到较理想的保水和供水效果,浓度过高仅仅增加土壤残余含水量.野外应用表明,适当浓度的保水剂可以有效提高土壤保水能力和供水能力,提高苗木根冠比和成活率.图1表5参10     

岩溶山区不同土地利用方式下土壤质量指标响应

探讨了岩溶山区不同土地利用方式与土壤质量指标之间的响应关系.对重庆市北碚岩溶山区土壤肥力指标进行主因子分析的结果表明,原有22个土壤质量指标可归为4 类,分别以有机质,有效含水量,通气孔隙度,细菌、真菌数量百分比为代表,这4类因子基本反映了土壤质量随土地利用变化的综合变化状况.通径分析表明,不同土地利用方式下土壤持水性能主要与有机质、＞0.25 mm水稳性团聚体有关,二者的效应均大于黏粒.在土地利用方式变化过程中,土壤质量变化体现在有机质含量、土壤供持水能力、土壤结构状况和土壤微生物特性的变化上.     

油井采出液中硝酸盐还原菌的分离培养及对硫酸盐还原的抑制

采用油井采出液培养基和加入无机盐成分的改良油井采出液培养基,对大庆油田萨北过渡带油井采出液中的细菌进行分离培养及初步鉴定,比较了两种情况下培养出的具有硝酸盐和/或亚硝酸盐还原,以及/或反硝化能力菌群结构的差异.利用采出液培养基培养出一组新的微生物菌株,并且分离的硝酸盐和/或亚硝酸盐还原菌,以及/或反硝化细菌(Nitrate/nitrite reducing bacteria,denitrifying bacteria,NRDB)比例明显高于无机盐-采出液培养基;但培养基中无机盐成分的添加,提高了可培养NRDB的群落生物多样性.仅仅向油井采出液中直接投加硝酸盐作为电子受体,对其中硝酸盐还原、亚硝酸盐还原和反硝化微生物(NRDB)的激活作用以及产抑制硫化物产生的能力有限,而同时加入分离自采出液的NRDB和硝酸盐则对硫酸盐还原菌(SRB)的生长和产硫化物活性都产生了明显的抑制.但是NRDB与硝酸盐同时投加对不同SRB的抑制效果并不相同,导致了SRB群落结构的变化.图5表2参17     

山地草地凋落物分解与凋落物水文功能

以云南马龙县退化山地草地为研究对象.在围栏封育条件下,对分解过程中不同分解状态的凋落物分解速率、最大持水率、有效截流率及自然持水率进行了分析.结果表明,随封育时间(分解时间)的推移.草地凋落物分解速率有所降低.在同栏封育条件下,草地凋落物的分解速率显著高于未围栏封育条件(F=7.647;P<0.01).随凋落物分解时间的推移,其最大持水率、有效截流率呈抛物线状.研究发现在凋落物分解过程中,凋落物最大持水率、有效截流率将会出现一个峰值,之后将随凋落物的分解,最大持水率、有效截流率呈下降趋势.在草地凋落物分解过程中,围栏封育条件与未围栏封育条件相比,凋落物最大持水率、有效截流率出现较早,而在240 d的分解试验期内,未围栏封育条件下最大持水率峰值尚未出现.凋落物分解速率与凋落物自然持水率呈正相关,在围栏封育条件下相关性达到显著水平(r=0.94;P<0.05);未围栏封育条件下相关性达到极显著水平(r=0.93;P<0.01).     

塔里木荒漠河岸林植物群落演替下的土壤理化性质研究

选择塔里木荒漠河岸林内典型、有代表性的不同演替阶段的群落,对其土壤理化性质进行研究。结果表明：土壤理化性质在演替方向和土壤剖面上表现出较强的规律性。演替后、中期表层土壤（0～20 cm）粘粒质量分数比初期分别减少了1.28%、64.29%、土壤砂粒质量分数分别增加了3.08%、17.23%,土壤明显变粗沙化。群落演替能明显增大土壤容重与非毛管孔隙度,降低土壤总孔隙度、毛管孔隙度、孔隙比、土壤水分质量分数、最大持水量、毛管持水量和最小持水量。演替后、中期表层土壤非毛管孔隙度比初期分别增大了33.78%、36.087%,土壤水分质量分数分别降低了85.57%、97.77%,演替后期最大持水量、毛管持水量分别比初期降低了40.28%、9.27%,导致土壤固相率减小,气相率增大,土壤持水供水能力与抗风蚀性能减弱。土壤有机质、全氮与碱解氮、全磷与速效磷、全钾与速效钾、盐分质量分数随群落演替呈降低趋势。演替后期表层土壤有机质、碱解氮、全磷与速效钾质量分数分别比初期降低了38.68%、60.71%、23.58%、66.93%,其土壤理化性质退化最显著。地下水位下降是引起荒漠河岸林植物群落逆向演替的驱动力。当前随人类干扰强度增强（水土资源开发）,塔里木荒漠河岸林土壤结构与土壤生态功能随之受到破坏与衰退,而保持合理的生态水位则是维持荒漠河岸林生态系统稳定的有效途径。     

Comparison of CNT-PVA membrane and commercial polymeric membranes in treatment of emulsified oily wastewater

CNT-PVA membrane was fabricated and compared with polymeric membranes. The separation performance was evaluated by homemade and cutting fluid emulsions. The three membranes show similar oil retention rates. CNT-PVA membranes have higher permeation fluxes compared with polymeric membranes. CNT-PVA membrane shows higher fouling resistance. Membrane separation is an attractive technique for removal of emulsified oily wastewater. However, polymeric membranes which dominate the current market usually suffer from severe membrane fouling. Therefore, membranes with high fouling resistance are imperative to treat emulsified oily wastewater. In this study, carbon nanotube-polyvinyl alcohol (CNT-PVA) membrane was fabricated. And its separation performance for emulsified oily wastewater was compared with two commercial polymeric membranes (PVDF membrane and PES membrane) by filtration of two homemade emulsions and one cutting fluid emulsion. The results show that these membranes have similar oil retention efficiencies for the three emulsions. Whereas, the permeation flux of CNT-PVA membrane is 1.60 to 3.09 times of PVDF membrane and 1.41 to 11.4 times of PES membrane, respectively. Moreover, after five consecutive operation circles of filtration process and back flush, CNT-PVA membrane can recover 62.3% to 72.9% of its initial pure water flux. However, the pure water flux recovery rates are only 24.1% to 35.3% for PVDF membrane and 6.0% to 26.3% for PES membrane, respectively. Therefore, CNT-PVA membrane are more resistant to oil fouling compared with the two polymeric membranes, showing superior potential in treatment of emulsified oily wastewater.