不同构型富氮生物炭对Pb (II)和Cr (VI)的作用机制

为了明确不同构型富氮生物炭对重金属的作用机理,本研究以玉米秸秆为生物质,通过尿素改性结合高温热解制备了3种不同氮构型的富氮生物炭（以吡咯氮为主的Pr-NBC、吡啶氮为主的Pd-NBC和石墨氮为主的Gp-NBC）,考察其对典型重金属的作用行为.吸附动力学和吸附等温线等实验结果显示：富氮生物炭对Pb （II）和Cr （VI）的吸附均以化学吸附为主,且存在明显的差异;对Pb （II）的吸附容量与溶液离子强度成正比,吸附可能以形成内层络合物为主,对Cr （VI）的作用则包含吸附和还原两个过程;对两种重金属的吸附容量受pH影响较大,静电吸引作用可能是主要驱动力.吸附前后的材料表征显示：富氮生物炭主要通过静电吸引作用、阳离子交换、沉淀作用和阳离子-π键作用吸附Pb （II）,通过静电吸引作用吸附Cr （VI）,同时能将Cr （VI）还原为Cr （III）.不同构型氮与重金属作用机理存在差异,其中,石墨氮主要通过与Pb （II）形成阳离子-π键作用促进吸附,吡咯氮和吡啶氮具有还原性,可将Cr （VI）转化为Cr （III）,实现减毒.因此,在考察自然环境中富氮生物炭对重金属的作用机制时,应当充分考虑氮构型的影响.     

氨基酸对烷烃降解菌GS3C降解性能的影响

从广州石油化工总厂污水处理站旁的油泥混合物中分离筛选得到一株烷烃降解菌GS3C,从生理生化及16S rDNA基因扩增测序等方面进行了鉴定,并在振荡好氧培养条件下研究该菌的降解性能及酵母浸膏、碳源、氮源、维生素、水解酪蛋白等营养物对其降解的影响,同时考察不同氨基酸对降解的影响. 结果表明,该菌的16S rDNA基因扩增序列与Burkholderia cepacia的同源性为97%,初步断定该菌株属于洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia),酵母浸膏能促进其对正十六烷的降解,其主要因素为氨基酸对降解的促进作用. 谷氨酸、脯氨酸、赖氨酸、缬氨酸及亮氨酸的混合物对降解菌GS3C的代谢促进作用最好,其中赖氨酸与脯氨酸为关键的2种氨基酸.      

Cu~(2+)和Pb~(2+)存在下改性玉米秸秆对Cd~(2+)的吸附

以丙烯腈改性的玉米秸秆为吸附剂,对水体中的Cu2+,Pb2+,Cd2+进行吸附,用双组分竞争模型和LCA模型对实验结果进行拟合,结果表明:改性玉米秸秆对三种重金属离子的吸附能很好地符合Lang-muir方程,相关性(R2)分别为0.98,0.95和0.98,最大吸附容量分别为9.34,31.8和12.7mg·g-1;在Cu2+和Pb2+存在下,改性玉米秸秆对Cd2+的吸附受到明显的抑制,且随Cu2+和Pb2+浓度的增大抑制作用加强;在低浓度时,该吸附材料优先吸附顺序为:Cu2+＞Pb2+＞Cd2+,高浓度时为:Pb2+＞Cu2+＞Cd2+.     

大宝山矿区氟污染特征及土壤溶出状态

对广东大宝山矿区周围尾矿水、河水等水体系统中的氟质量浓度进行了分析,利用水质分类的方法研究氟的来源及分布规律,并在实验室内进行土壤溶出实验,进一步证明氟的来源.研究结果表明:大宝山矿区水质类型主要有以下4种:Ca-SO4,Mg-SO4,Ca-HCO3,Ca-Mg-SO4.其中Mg-SO4型水质中氟含量比较高,最高达到16.68 mg·L-1;从时空分布来看,水中F质量浓度存在着明显的季节与地域特征,雨季氟含量要比旱季低,在研究流域内水中氟质量浓度的分布规律是从尾矿库到滃江呈降低趋势,这说明氟来源于矿山.溶出实验结果表明:尾矿类土样酸化严重,硫化物氧化促进了氟化物的溶出,溶出液pH变化与SO42-浓度变化都证明了这一点;表层土样溶出F质量浓度由大到小的排列顺序为:槽对坑尾砂库表土,铁龙尾砂库外排河流底泥,上坝村水稻田土.槽对坑尾砂库分层土样溶出F.质量浓度和易溶氟化物浓度由大到小的排列顺序为:表土,0.5m,1 m.溶出实验进一步证明了氟来源于矿山.     

污染土壤中重金属生物有效性的植物指示法研究

污染土壤中重金属生物活性的判断是污染土壤修复的关键所在。植物指示法是近年来发展起来的判断污染土壤中重金属生物可利用性的一种经济简便且可靠的方法。综述了近年来国内外科研工作者在重金属污染程度的植物指示方面所做的工作，重点阐述了用指示植物监测环境污染以及指示植物的选择问题。     

绿色木霉改性玉米秸秆溢油吸附剂的制备及其性能研究

利用绿色木霉对玉米秸秆进行固态发酵,通过单因素改性实验(改性时间、固液比和改性温度)制备溢油吸附剂TCS(Trichoderma viride modified corn stalk),并模拟溢油环境测定TCS的吸油量.研究表明,25℃下,改性6 d、固液比1∶4时,制得的TCS吸油量最大,达到13.84 g.g-1,相对原材料RCS(Raw corn stalk,吸油量为6.58 g.g-1)提高了110.33%.对RCS和TCS进行扫描电子显微镜(SEM)分析显示制得的TCS表面变得更加粗糙;傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明玉米秸秆纤维素组分被部分降解;X射线衍射分析(XRD)得到改性后的材料结晶度降低;纤维素、半纤维素和木质素等组分测定进一步表明生物改性降低了玉米秸秆中纤维素及半纤维素的含量,这些均说明改性后材料吸油量增加的原因.吸附动力学及保油性能测试表明,TCS具有快速的吸油速率,80 r.min-1条件下振荡1 h后即达到吸附平衡;且在吸附饱和后滴淌10 min仍能保持最初吸油量的74.87%,具有良好的保油性能.     

胞外聚合物对微生物还原含镉聚合硫酸铁絮体过程次生矿物形成及镉迁移转化的影响

异化铁还原菌（Dissimilatory Iron Reducing Bacteria,DIRB）能够还原铁矿物,并对矿物中所含重金属的再分配产生深远影响.胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPSs）是决定细胞体表微环境理化性质的关键组分,对金属迁移转化及矿物形成具有重要影响.本文探究EPSs对微生物还原含镉聚合硫酸铁絮体（Cd-loaded polyferric sulfate,Cd-PFS）过程的影响,该絮体通常在河流镉污染应急处理中形成.通过序批实验和矿化模拟实验,结合X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等分析方法,发现EPSs促进了微生物还原絮体中的Fe（Ⅲ）,导致絮体解构,Fe³⁺、Fe²⁺及Cd²⁺释放进入溶液中.EPSs中磷酸化蛋白质和核酸中的磷酸基可作为成核位点,与铁原子形成P—O—Fe键,固定和聚集溶液中的Fe³⁺、Fe²⁺,加速铁的沉淀,促进纤铁矿、磁铁矿等铁矿物形成,而这些铁矿物含有丰富的羟基官能团,通过内层络合增强了对溶液中Cd²⁺的吸附,降低了Cd²⁺的可迁移性及可生化性.     

草酸盐介导下含As(V)黄钾铁矾的相转化过程与As(V)的再分配行为

黄钾铁矾能够通过吸附和共沉淀作用固定酸性矿山废水（AMD）中的重（类）金属（如砷）,降低其迁移性和生物可利用性.草酸盐广泛存在于天然水环境中,其具有的羧酸官能团能改变铁矿物的稳定性,进而影响吸持的重（类）金属的再分配行为.利用水热法合成含As（V）黄钾铁矾,探究其在不同草酸盐浓度与pH条件下的溶解、重结晶和共沉淀As（V）的行为.研究结果表明,草酸盐与含As（V）黄钾铁矾表面Fe（III）活性位点配位形成的可溶性强络合物是促进矿物溶解的第一步和关键;在pH 2.5时,含As（V）黄钾铁矾的溶解速率随草酸盐浓度增加而增加,伴随大量As（V）释放到溶液,反应过程中只有少量As（V）重新吸附到固相上,这是由于草酸盐与As（V）竞争矿物表面的同一活性位点;在pH 6.5条件下,草酸盐促进含As（V）黄钾铁矾的重结晶,经X射线衍射分析表明针铁矿和纤铁矿为主要产物,能有效地吸附释放的As（V）.研究结果有助于揭示在AMD环境下黄钾铁矾沉积物与含羧酸官能团有机酸共存时对As（V）的释放和固定机理,对AMD环境中As（V）污染控制有重要意义.     

工业腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性

本文采用稀碱法对购买的工业腐殖酸进行了提纯,研究了腐殖酸提纯前后对泰乐菌素的吸附特性,并对其吸附机制进行了初步的探讨.研究结果表明:在对腐殖酸提纯之后,其C、H、O、N、S的含量明显增加,灰分含量显著减小.腐殖酸经提纯后对泰乐菌素的吸附明显增强,在24h可以完全达到吸附平衡,其吸附动力学曲线可以用拉格朗日二级动力学方程和颗粒扩散模型较好的拟合;吸附等温线可以用线性吸附模型和Freundlich吸附模型较好的拟合;且提纯后的腐殖酸对泰乐菌素的吸附随着溶液的p H值和离子强度增加而逐渐减小.综上,推测腐殖酸对泰乐菌素的吸附机制可能以疏水性分配、氢键作用和离子交换作用为主.     

掺杂过渡金属的TiO2/累托石复合材料的制备及其光催化性能研究

以累托石为载体,钛酸四丁酯和硝酸铜为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了掺杂过渡金属铜的TiO2/累托石复合光催化材料,并对其进行了X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)的表征.同时考察了复合材料在紫外光照下对对氯苯酚的光催化活性,研究了铜掺杂量和煅烧温度等因素对复合材料光催化活性的影响,探讨了过渡金属掺杂改性TiO2的机理及对氯苯酚的光催化降解机理.实验结果表明:在制备复合材料的过程中,累托石的层状结构遭到一定程度的破坏;复合材料中的TiO2主要是以大部分的锐钛矿型和小部分的金红石型的混合形态存在;负载累托石后复合材料的吸附性能明显增加,掺杂铜的TiO2/累托石复合材料的光催化活性要高于未掺杂铜的TiO2/累托石复合材料,并且当掺铜量为0.5%(质量分数),煅烧温度为500℃时,复合材料对对氯苯酚的光催化去除率达到最大;苯醌类物质可能是对氯苯酚光降解的中间产物.