降解长链烷烃菌株的选育及性能研究

以正十六烷无机盐培养基为选择培养基,从武汉石化输油管附近土壤中筛选出1株高效降解长链烷烃的菌株,命名C3,对其进行生理生化、16S r DNA鉴定,C3为不动杆菌属。在正十六烷浓度为1 000 mg/L的无机盐培养基中接入4%的种子液,放入35℃、125 r/min摇床中震荡60 h,C3对正十六烷的降解率可达100%,其降解动力学拟合结果符合Monod模型。将C3应用到柴蜡的降解,96 h后,1 000 mg/L的柴蜡混合溶液的降解率能达到91%。C3产生的生物表面活性剂经鉴定为磷脂类活性剂,排油圈直径为80 mm,CMC约为35 mg/L,能将水的表面张力降低到20.79 m N/m。该菌株对长链烷烃的降解提供了良好的菌源。     

响应面法优化仿酶Fe_3O_4/Fe~0非均相类Fenton降解P-NP

采用原位氧化沉淀法制备出仿酶Fe_3O_4/Fe~0,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射对样品进行表征,结果表明,Fe_3O_4与Fe~0负载牢固且保持良好的晶型。采用响应面分析法对仿酶Fe_3O_4/Fe~0催化降解P-NP的工艺条件进行优化,方差分析得到二次模型显著,优化条件为:催化剂用量1.2 g/L,反应温度30℃,初始pH=2.9,初始H_2O_2浓度10 mmol/L,对硝基苯酚去除率的实际值与预测值几乎一致。     

生物炭输入土壤对其石油烃微生物降解力的影响

以木屑和麦秆为原料,在300℃和500℃下热解制备生物炭,分析了生物炭输入对大港油田污染土壤中总石油烃及其组分(正链烷烃n C8~C40和16种PAHs)微生物降解效果的影响.结果表明,生物炭输入强化了土壤中总石油烃及其组分的生物降解.生物炭原料的选取对烷烃降解影响显著,对PAHs影响较小;高温制备生物炭对污染物降解的强化效果较好,这归因于生物炭表面性质和降解微生物种类的不同.土壤中加入生物炭后,低环PAHs的降解效率显著高于高环PAHs.添加典型的土壤易分解有机质(葡萄糖)产生正激发作用,导致生物炭矿化,促进了烷烃降解,抑制了PAHs的去除.可见,生物炭输入可有效促进石油烃的微生物降解,对修复石油污染土壤起正效应.     

绿色工艺无溶剂合成β-羰基膦酸酯（英文）

β-羰基膦酸酯具有广泛的生物学活性,在著名的Horner-Wadsworth-Emmons(HWE)反应中用于合成α,β-不饱和羰基化合物.为克服现有合成β-羰基膦酸酯类化合物的方法存在的缺陷,在一种无溶剂环境下利用烯烃、亚磷酸酯和氧气为原料,铜/铁共催化氧膦化酯制备β-羰基膦酸酯.结果显示:该反应具有良好的选择性和底物普适性,利用简单易得的起始物料有效地获得一系列β-羰基膦酸酯,并能获得32%-77%的收率.此外,将该反应放大至10克级其收率没有显著下降.进一步利用1H NMR、13C NMR、31P NMR及HRMS等技术对β-羰基膦酸酯化合物进行了结构表征.本研究提供了一种实用、成本低廉、高效、绿色工艺合成β-羰基膦酸酯的方法.     

生物膜富集系统的同步短程硝化反硝化研究

在自制生物膜反应器中接种精养鱼塘底泥进行富集培养,以期启动同步短程硝化反硝化过程。富集过程中记录反应器进、出水DO、NH4+-N、NO2--N和NO3--N变化。经过179 d运行后,反应器NH4+-N去除率达80%以上,出水NO2--N浓度非常低,低至检测极限以下,且没有NO3-积累。实时荧光定量PCR技术定量富集培养前后研究氨氧化细菌、反硝化细菌密度和厌氧氨氧化细菌数量,发现反应器中氨氧化细菌和反硝化细菌浓度分别增加了53.4倍和8.3倍,未检出厌氧氨氧化菌。综合上述结果判断生物膜反应器内启动了同步短程硝化反硝化过程。     

克百威光催化降解动力学的研究

采用TiO2光催化技术对克百威的降解进行了研究,并系统地考察了催化剂用量,溶液初始pH值,底物浓度,活性氧物种和各种阴阳离子对其降解动力学的影响.用Langmuir-Hinshelwood动力学模型对克百威的光催化降解进行了研究,结果表明,克百威在弱碱性条件下降解速率最快,×OH对克百威降解贡献比约为93.4%,h+和其他ROSs的贡献则相对较小.而水溶液中的阴离子BrO3-和S2O82-对克百威的光催化降解有促进作用,I-则有明显的抑制作用,并且水溶液中的K+,Ca2+,Na+,Mg2+和Cu2+等金属阳离子对克百威的降解也均体现了一定程度的抑制作用.     

酒石酸钾钠对重金属絮凝剂MAMPAM除Cu2+性能的影响

镀铜废水中由于存在酒石酸钾钠可与Cu2+形成酒石酸钾钠铜配合物使Cu2+的处理变得困难,为提高镀铜废水中Cu2+的处理效果,文章以聚丙烯酰胺(PAM)、甲醛、氢氧化钠、巯基乙酸(TGA)为原料,经羟甲基化反应和酰胺化反应制备出重金属絮凝剂巯基乙酰化羟甲基聚丙烯酰胺(MAMPAM).分别以单一含Cu2+水样以及含Cu2+、酒石酸钾钠的混合水样为考察对象,研究MAMPAM对水样中Cu2+的去除性能.通过正交实验得出絮凝最优水力条件:快搅时间1.0 min,快搅速度160 r/rmin,慢搅时间20 min,慢搅速度30 r/min.MAMPAM对Cu2+有较好的去除效果,对于单一含Cu2+水样中,当水样pH值为3.0～6.0时,Cu2+的去除率随着pH值的增加而升高,Cu2+的最高去除率为92.12％.酒石酸钾钠的存在对MAMPAM除Cu2+具有促进作用,当混合水样初始pH值为4.0～6.0时,随着pH值的增加,促进作用增强,MAMPAM对混合水样中Cu2+的最高去除率可达98.84％.絮体分形维数结果表明,单一水样和混合水样中螯合絮体MAMPAM-Cu的分形维数与Cu2+的去除率之间均呈正相关性.     

改性水稻生物炭对水体中Sb(Ⅲ)的吸附

采用铁、锰对水稻秸秆生物质碳（BC）进行改性,将制备所得的锰改性生物碳（Mn-BC）和铁锰改性生物碳（Fe-Mn-BC）作为吸附剂,用于对水中Sb （Ⅲ）的吸附实验.通过全自动比表面积及孔隙度分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）对吸附剂的表面性质进行研究,在吸附最佳pH值和投加量条件下开展等温吸附、动力学吸附及体系共存阴离子影响实验,探究改性生物炭的再生吸附能力,最后利用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）探究Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附机理.结果表明：改性生物炭具有更大的比表面积及总孔容积.BC在pH值为2,Mn-BC和Fe-Mn-BC在pH值为4,投加量为2.5g/L,25℃条件下,BC、Mn-BC和Fe-Mn-BC的最大吸附量分别为5.08,11.45,29.45mg/g.BC对Sb （Ⅲ）的吸附主要为物理吸附,Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附为化学兼具物理吸附.Mn-BC吸附Sb （Ⅲ）受F^-、HCO₃^-和H₂PO₄^-的影响较大,Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附基本不受离子类型和离子强度的干扰.Fe-Mn-BC较Mn-BC具有更突出的吸附再生能力和重复利用性.Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附过程,先是氧化反应将大部分的Sb （Ⅲ）氧化为Sb （Ⅴ）,再通过酸性条件下明显的静电作用,Sb （Ⅴ）与负载于Mn-BC上的Mn和Fe-Mn-BC上的Fe/Mn分别形成较为稳定的内层络合物Mn-O-Sb和Fe-O-Sb-Mn.此外,改性生物炭的官能基团-OH、C=O、N-H在吸附作用中也发挥着重要作用.     

不同金属改性的蒙脱土对普萘洛尔的吸附

采用浸渍法将蒙脱土用5种金属阳离子饱和,分别得到铁基蒙脱土、铜基蒙脱土、钾基蒙脱土、钠基蒙脱土和钙基蒙脱土,研究普萘洛尔在这5种金属阳离子饱和的蒙脱土上的吸附行为,探明主要影响因素,并推测可能的吸附机制。结果表明:5种金属阳离子饱和的蒙脱土对普萘洛尔均具有较高的吸附能力,且吸附能力顺序为铁基蒙脱土>铜基蒙脱土>钾基蒙脱土>钠基蒙脱土>钙基蒙脱土。pH为3~9时吸附量增加,是由于溶液中H+与普萘洛尔在金属阳离子饱和蒙脱土上吸附位点竞争力减弱;pH为9~11时吸附量减少,是由于普萘洛尔主要以分子状态存在,静电引力下降。K+、Na+和Ca2+的存在会抑制普萘洛尔的吸附。腐植酸加入会促进普萘洛尔的吸附,但促进作用随腐植酸浓度升高而减弱,甚至出现抑制作用。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程能较好地描述普萘洛尔的吸附过程。研究结果有望为全面掌握普萘洛尔在土壤环境中的迁移转化规律提供的理论依据。     

磷酸盐对铅污染土壤稳定化修复机理的研究

在铅污染土壤中分别加入磷酸二氢钠(SDP)、磷酸氢二钠(DSP)、磷酸钠(TPA),研究不同磷酸盐对铅污染土壤的稳定化效果及其修复机理,并与未处理的铅污染土壤进行比较。结果表明:SDP、DSP、TPA处理后,均能在较短的养护时间(5d)后显著降低污染土壤中铅的浸出浓度,最佳稳定率分别达78.98%、86.43%、91.47%,且磷酸盐的作用效果与其投加量呈正相关,稳定化效果能在较长时间内保持稳定;磷酸盐的作用机理主要是通过磷酸根与铅离子生成在较大的pH值范围内稳定存在的磷酸铅类化合物,特别是Pb_(10)(PO_4)_6(OH)_2的形成有利于提高污染土壤中铅的稳定性。