磁性氧化石墨烯/壳聚糖制备及其对磺胺嘧啶吸附性能研究

采用一步溶剂热法制备磁性氧化石墨烯/壳聚糖三元复合材料(GO/CS/Fe_3O_4).复合材料的表征结果显示,GO/CS/Fe_3O_4含有丰富含氧官能团,氧化石墨烯片层上均匀负载四氧化三铁磁性粒子,分散到水中的磁性复合材料在外加磁场的作用下,具有良好的磁分离效果.选择磺胺嘧啶为目标污染物考察复合材料吸附性能.结果表明,吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,在295、303、313 K温度下最大吸附量分别为53.30、60.56、79.23 mg·g~(-1),吸附热力学参数表明GO/CS/Fe_3O_4对磺胺嘧啶的吸附是以物理吸附为主的自发吸热反应.通过不同pH条件下吸附量和Zeta电位分析吸附机理,证明π-π电子共轭效应及静电吸附是复合材料吸附磺胺嘧啶过程中的主导作用力.     

PO43-和柠檬酸对稀土元素在小麦体内积累和分异的影响

基于营养液培养,添加外源稀土和ICP-MS分析技术,研究了无机配体PO₄^3-(Pi)及有机配体柠檬酸(Cit)对小麦器官中稀土元素积累和分异的影响.结果表明,不同Pi水平对小麦根中的稀土总含量(∑REE)影响较小,但显著降低叶中∑REE含量;而不同Cit水平对小麦根、叶中∑REE含量都有明显降低作用.对照植物(无Pi、Cit添加)中,稀土元素在小麦根中具有中稀土(MREE)富集及M-型四重效应分布特征,叶中有重稀土(HREE)富集及W-型四重效应分布特征.不同Pi处理对四重效应无明显作用,但进一步加强HREE在小麦叶片中的富集.添加柠檬酸使对照植物根和叶中的分异有逐渐减弱的趋势,在高浓度处理时(Cit≥150μmol·L^-),小麦根和叶中出现轻稀土(LREE)富集.     

Removal of nitrogen and phosphorus in a combined A2/O-BAF system with a short aerobic SRT

A bench-scale anaerobic/anoxic/aerobic process-biological aerated filter （A^2/O-BAF） combined system was carded out to treat wastewater with lower C/N and C/P ratios. The A^2/O process was operated in a short aerobic sludge retention time （SRT） for organic pollutants and phosphorus removal, and denitrification. The subsequent BAF process was mainly used for nitrification. The BAF effluent was partially returned to anoxic zone of the A^2/O process to provide electron acceptors for denitrification and anoxic P uptake. This unique system formed an environment for reproducing the denitdfying phosphate-accumulating organisms （DPAOs）. The ratio of DPAOs to phosphorus accumulating organisms （PAOs） could be maintained at 28% by optimizing the organic loads in the anaerobic zone and the nitrate loads into the anoxic zone in the A^2/O process. The aerobic phosphorus over-uptake and discharge of excess activated sludge was the main mechanism of phosphorus removal in the combined system. The aerobic SRT of the A^2/O process should meet the demands for the development of aerobic PAOs and the restraint on the nitrifiers growth, and the contact time in the aerobic zone of the A^2/O process should be longer than 30 min, which ensured efficient phosphorus removal in the combined system. The adequate BAF effluent return rates should be controlled with 1--4 mg/L nitrate nitrogen in the anoxic zone effluent of A^2/O process to achieve the optimal nitrogen and phosphorus removal efficiencies.     

黄土丘陵区林草退耕年限对土壤团聚体特征的影响

随着国家退耕还林还草战略的实施、植被覆盖的变化,林、草地植被恢复进程中土壤团聚体特征的变化受到广泛关注.本研究以黄土丘陵区西部的官山林场退耕后栽植的刺槐林地、撂荒草地为对象,选取退耕年限为10、25 a的林、草地,采用湿筛法测定各样地0~30 cm土壤的水稳性团聚体组成,比较退耕还林、还草和退耕年限(10、25 a)对土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)和分形维数(D)的影响.结果表明:退耕10 a的林地0~30 cm土层水稳性大团聚体含量(R0.25)、MWD和D分别为57.60%、1.91 mm和2.73;退耕25 a的林地分别为60.17%、1.88 mm和2.74;退耕10 a的草地分别为59.89%、1.82 mm和2.74;退耕25 a的草地分别为72.69%、2.71 mm和2.61.进一步分析证明,随着退耕年限的增加,土壤团聚性增强;但林草地的变化存在差异:恢复10 a阶段,土壤团聚性林地尚优于草地,25 a后草地优于林地.各样地土壤的SOC含量与R0.25呈显著正相关关系(p0.01),与D呈显著负相关关系(p0.05).退耕类型和退耕年限对土壤团聚性有显著影响.     

常年淹水和干旱对三峡库区消落带菖蒲生长恢复的影响

菖蒲是三峡库区常见的一种湿生植物,本研究探讨了常年淹水对菖蒲生长恢复的影响,并分析了干旱对露水后菖蒲生长恢复的影响,为三峡库区消落带植被恢复物种的选择提供科学依据.分别于2009年9月和2010年9月前后2次将菖蒲(Acorus calamus L.)植株完全淹水,分别于翌年3、4、5月将植株露水(分别记为S1、S2和S3),2011年定期统计植株数和叶片数,测定叶长、叶宽.结果表明,淹水导致植株萌发数显著低于对照,且随着淹水时间增加植株萌发数呈显著降低趋势;淹水显著促进3月和4月露水植株叶片的伸长和形成,其叶长、叶片数、株叶长和总叶长显著高于对照,而5月露水植株的叶长、叶宽、叶片数、株叶长、总叶长和总叶片数均显著低于对照.随着淹水时间的增加露水后植株死亡数呈显著增大趋势,S1和S2组的叶长、叶宽显著增长,叶片数显著降低,而S3组植株叶长、叶宽、叶片数、株叶长、总叶长和总叶片数均显著降低.干旱导致对照、S1和S2组植株叶长、叶宽、株叶长、总叶长、叶片数和总叶片数均显著降低,植株存活数显著降低;干旱胁迫去除25 d后,对照、S1和S2组植株的叶片数分别增加了67.0%、66.7%和36.2%,且S1和S2组植株的株叶长、总叶长和总叶片数分别增加了48.2%、18.1%,66.7%、35.0%,75.0%、64.3%,差异显著(P<0.05).因此,菖蒲不仅对淹水的适应和耐受能力较强,而且露水后的生长恢复能力及对干旱的恢复能力也较强,可作为三峡库区消落带(特别是3月和4月露水区域)的恢复、重建物种.     

纳米颗粒原位植入法制备改性超滤膜及其抗生物污染性能研究

选取氧化铝分散体(Al2O3)、Linde A型沸石(LTA)、Linde L型沸石(LTL)和X型八面沸石(FAU-X)4种纳米颗粒,采用原位植入的方法对超滤膜进行表面改性,以提高聚砜超滤膜的抗生物污染性能.通过扫描电子显微镜、接触角测定、抗生物污染性能测试等方法来表征改性前后膜结构和性能的变化.结果表明,纳米颗粒在膜表面的原位植入具有其可行性,该方法只改变超滤膜的表面形貌,对断面和底面的结构没有影响;纳米颗粒原位植入法改性后,超滤膜的亲水性有显著提高.就抗生物污染性能而言,纳米颗粒的植入提高了膜的抗粘附性能,在纳米颗粒覆盖的区域没有大肠杆菌粘附生长;在这4种膜中,UF-LTA和UF-LTL膜的抗粘附性能优于UF-Al2O3和UF-FAU-X膜.相较而言,LTA型沸石在膜表面分散效果良好,原位植入后显著改善了膜的亲水性并且表现出较好的抗粘附性能,可作为理想的材料用于下一步研究.但LTA型沸石的抗水流剪切的能力较弱,要想提高该种纳米颗粒在膜表面的结合牢固性,应考虑减小颗粒的粒径.     

疏勒河上游地表水水化学主离子特征及其控制因素

在系统收集了疏勒河流域上游河水、地下水、降水和冰雪融水水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和Piper阴阳离子三角图等方法,对疏勒河上游地表水中主离子组成特征及其控制因素进行了分析.结果表明,流域内不同水体(大气降水、河水和地下水)之间的主离子组成以及水化学类型差异显著.河水TDS的变化范围为51.7~432.3 mg·L-1,平均值为177.7 mg·L-1;河水中阳离子Ca2+、Mg2+的百分比为45%和31%,优势阴离子为HCO-3,占阴离子总量的75%,河水的水化学类型主要为HCO-3-Ca2+-Mg2+型;河水中主离子浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给;地表水样品的水化学组成落在Gibbs分布模型的中翼偏左端,表明研究区的水化学离子组成受到岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,且岩石风化作用对水化学离子组成的影响更加显著.     

某气田弹簧管压力表失效与汞腐蚀

目的针对某气田井口压力表发生刺漏的情况,分析压力表弹簧管发生刺漏的原因。方法采用无损检测渗透法、金相显微镜、扫描电子显微镜及其能谱分析仪的方法或设备,检查其内部结构和弹簧管表面损伤情况,对损伤部位进行观察与分析。结果弹簧管上有一穿透性的裂纹,以沿晶方式扩展,并在断口的晶粒夹杂处和表面检测到少量的汞元素和CO_2腐蚀产物。结论确定该压力表弹簧管发生刺漏是其材质Monel合金中的合金元素Al和Cu与天然气中的汞形成汞齐而发生了汞腐蚀导致开裂的。     

神农架大九湖大气中的多环芳烃

为了研究神农架大九湖大气中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的质量浓度、来源及健康风险,用聚氨基甲酸酯泡沫被动采样器对大九湖大气中的PAHs进行了季节性监测.结果表明,大气中ΣPAHs的质量浓度为6.94~184.23 ng·m~(-3),平均值为30.36 ng·m~(-3),主要成分为菲(Phe)、萘(Nap)、芘(Pyr)、荧蒽(Fla)、芴(Flu)和蒽(Ant)等低环数化合物.与其他地区相比,大九湖大气中的PAHs处于较低污染水平.鹿场附近、大九湖泥炭区和大九湖管理局PAHs污染较严重.秋冬季污染较严重,春夏季污染较轻.特征化合物含量比值法和后向轨迹聚类分析法解析结果表明,大九湖大气中的PAHs污染主要来自煤和生物质的燃烧,兼有机动车尾气排放和石油源,既有当地排放又有来自湖北、河南和湖南等地的近源传输和少数西北方向的远源传输.健康风险评价结果表明,总毒性当量质量浓度(ΣBaPeq)年平均值为0.208 ng·m~(-3),低于我国环境空气质量标准(GB 3095-2012)中规定的BaP年平均质量浓度限值(1 ng·m~(-3)),说明大九湖大气中PAHs的健康风险较小.     

DGT和传统化学法比较研究复合污染土壤中Cd的生物有效性

以小麦和玉米2种陆生植物为金属吸收材料,利用盆栽试验比较研究了新型DGT(diffusive gradients in thin films,薄膜扩散梯度技术)法与5种传统化学法评价土壤中Zn复合存在下Cd的生物有效性. 结果显示:①土壤中w(Cd)为4 mg/kg时明显抑制了2种植物的生长,与对照组相比,小麦的地上部和根系生物量分别降低了26.2%和23.4%,玉米的分别降低了23.5%和30.9%. ②Zn的添加能够减轻Cd对植物的毒害,并促进植物生长;Cd污染土壤中Zn的复合存在会抑制2种植物对Cd的吸收,并随w(Zn)的增加其抑制作用更加明显;DGT法、土壤溶液法测定的土壤溶液中ρ(Cd)和4种化学提取法(HAc、EDTA、CaCl₂和NaAc)测定的土壤中w(有效态Cd)均随w(Zn)的增加而明显降低. ③Pearson相关分析显示,2种植物体内w(Cd)与6种方法表征的土壤中w(有效态Cd)均呈显著正相关(R>0.900,P<0.01),但植物体内w(Cd)与DGT和土壤溶液法测定的土壤溶液中ρ(Cd)的R(>0.940)大于其他4种化学提取法. 可见,对于评价Cd-Zn复合污染土壤中Cd的生物有效性而言,DGT与土壤溶液法均优于传统的化学提取法.