纳米Fe~0协同微生物对PCB77的降解研究

研究了纳米零价铁协同微生物降解水溶液中的PCB77。从污染土样中分离出一株多氯联苯（PCBs）降解菌,对其进行革兰氏染色形态观察,并用降解菌降解PCB77。结果表明：培养温度30℃、溶液pH 7.0、微生物接种量109 cfu·mL-1、PCB77初始质量浓度1.0 mg·L-1时,降解菌对PCB77的降解率为58.63%。纳米零价铁对PCB77的降解是一个还原脱氯过程,7 d时的降解率为82.99%。采用纳米零价铁/微生物联合体系降解水溶液中PCB77,降解率显著高于微生物和纳米零价铁单一体系,降解率可达93.30%。研究结果将为环境中PCBs残留提供了一种高效去除的方法,并为PCBs污染土壤的修复提供理论依据。     

基于Cd污染土壤修复的天竺葵品种差异性研究

花卉修复重金属污染土壤,既能有效降低土壤重金属污染,又可美化环境,带来一定的经济效益。为探讨不同品种天竺葵(Pelargonium hortorum)对重金属的耐性,通过温室盆栽方式,研究了在土壤Cd污染和添加活化剂EDTA下,不同品种天竺葵对Cd耐性和富集特征。结果表明:(1)在Cd重金属胁迫下,除"迪娃玫粉渐变"外,其余8个品种天竺葵生长均受抑制,土壤添加活化剂EDTA后,对"地平线苹果红色"品种生长抑制最明显,但植株依然能保持生长;(2)9种天竺葵地上部分Cd含量和地下部分Cd含量分别为0.21~1.04 mg/kg和1.12~4.08 mg/kg,其中"迪娃树莓脉纹"和"地平线淡蓝色"地上部和根部Cd含量最高,"地平线淡蓝色"在添加活化剂后,地上部Cd含量相比较污染土上Cd含量增长了0.60 mg/kg;(3)"地平线绯红色"和"地平线玫瑰"地上部对Cd的富集系数达到最大值0.221,"地平线淡蓝色"根部对Cd的富集系数达到最大值1.700,添加活化剂后,"地平线淡蓝色"地上部与根部Cd的富集系数分别达到0.395和1.875;(4)"地平线玫瑰"和"地平线淡蓝色"在2种处理下,地上部Cd累积量达到最大值,分别为0.855μg/株和0.781μg/株,"迪娃玫粉渐变"在2种处理下根部Cd累积量达到最大,分别为3.632μg/株和3.262μg/株;(5)不同品种天竺葵植株内氮、磷、钾含量存在显著差异,Cd污染土壤在一定程度上促进了天竺葵对营养元素的吸收,其中"地平线绯红色"属于吸收氮磷钾较多的品种。综合生物量、Cd富集系数、营养元素分析,"迪娃玫粉渐变"、"地平线杂色"、"地平线玫瑰"和"地平线淡蓝色"4个品种对Cd都具有较好的吸收,不论是污染土壤还是污染土壤+EDTA上,在所筛选的品种中都有很大的优势。     

淮南市耕地质量等级空间分布特征及影响因子研究

通过在立地条件、剖面性状、耕层理化性状、土壤养分、健康状况、农田管理等6个方面选取15～18个指标对淮南市耕地质量进行综合评价,并分析其空间分布特征及主要影响因子。结果表明：淮南市耕地总面积为349 170.18 hm2,耕地质量等级平均为3.70等级,高产田（1～3等级）占比50.67%,中产田（4～6等级）占比44.79%,低产田（7～8等级）占比4.54%;耕地质量空间分布与土壤类型分布相关性明显;耕地土壤有机质、有效磷和速效钾均值分别为24.5 g/kg、2768 mg/kg和140 mg/kg,均处于中等水平,质量等级较高的耕地,其土壤主要养分含量也相对较高。耕地质量主要影响指标为灌溉能力、排水能力、地形部位及土壤养分含量。     

油-稻轮作模式下修复材料对土壤铜修复的持续性影响

通过3 a持续的油菜-水稻轮作小区实验,其中前2a连续施用修复材料,后1a不施用修复材料,探究羟基磷灰石、生石灰、生物炭、生物有机肥和纳米材料对铜污染土壤的修复效果,及其对铜在油菜和水稻不同部位的富集情况.结果表明,羟基磷灰石、生石灰和纳米材料均能显著提高土壤pH值;不同修复材料均可有效地抑制土壤铜的移动,以生石灰修复土壤处理的有效铜降幅最大,连续施用修复材料的四季分别为38.9%、34.9%、27.88%和29.04%,且生石灰钝化有效铜的后续效果也较其他修复材料理想.修复材料的施用,促使油菜和水稻可食用部分中铜含量显著降低,修复材料施用的四季中,不同作物可食用部分铜含量最大值分别降低46.03%、22.2%、29.44%和31.71%,由于修复材料的施用效果,不施修复材料两季节作物可食用部分中铜含量均未超过国家食品安全限值.不同修复材料的使用,油菜和水稻产量均有所提高.本文可为铜污染地区土壤改良提供一定的理论依据和技术支撑.     

水稻、油菜秸秆对水中镉的吸附特性

为了解水稻秸秆和油菜秸秆对废水中Cd2+的吸附特性,研究了吸附时间、初始离子质量浓度、秸秆投加量、初始pH值和振荡速率对溶液中Cd2+去除率与吸附量的影响,通过动力学、热力学模型拟合和扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析,探讨其吸附机理.结果表明:水稻和油菜秸秆具有良好的Cd2+吸附效果,pH值为4～7时,Cd2+吸附率均可达到50％以上;在投加量为10 g/L、初始pH值为6、振荡速率为150 r/min、温度为25℃的条件下,处理200 mg/L含Cd2+废水时,水稻和油菜秸秆对Cd2+的去除率分别达到66.5％和68.2％,吸附平衡时间约为90 min;其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好,等温吸附模型符合Langmuir方程,在25℃下油菜秸秆和水稻秸秆的最大吸附量理论值分别为14.28 mg/g和13.76 mg/g;结合SEM和FTIR分析推断,两种秸秆吸附Cd2主要发生在吸附剂表层,吸附过程以化学吸附为主.研究表明,油菜秸秆和水稻秸秆是具有潜在利用价值的Cd2+吸附剂.     

煤矸石在复垦土壤中的利用方式对水稻重金属含量的影响

本文通过以煤矸石为填充材料的复垦土壤上种植水稻的盆栽实验,研究在土壤复垦过程中煤矸石的填充方式和配比浓度对水稻籽粒和秸秆中重金属含量的影响。研究结果表明:在设定的煤矸石配比浓度范围内,水稻籽粒和秸秆中的重金属含量,都随煤矸石配比浓度的增加而增加,其中煤矸石配比浓度为40%时,增幅最大F元素在籽粒中的含量为0.921 mg/kg,是空白的1.12倍;在秸秆中的含量为9.064 mg/kg,是空白的4.19倍;煤矸石的两种填充方式下,水稻籽粒和秸秆中的重金属含量,大多呈现掺混式的大于垫底式的,其中煤矸石配比浓度为10%时,籽粒中差值最大的的F元素,含量相差了0.128 mg/kg,前者是后者的1.29倍;配比浓度为40%时,秸秆中差别最大的As元素,含量相差了0.352 mg/kg,掺混式的高于。垫底式的1.87倍。污染指数评价结果显示:籽粒中的重金属综合污染指数,皆小于1,未受到重金属污染,但在配比浓度为40%时,Hg的单项污染指数大于1,籽粒受到Hg的污染;秸秆的综合污染指数在1到3之间,重金属重污染程度严重,应对产出的秸秆妥善处理,以免对生态环境造成新的污染。     

铁炭复合材料对水体中SAs吸附去除性能的研究

以木炭作为载体,固载水合氧化铁,采用抽真空旋转蒸发法制备铁炭复合材料,通过比较不同制备条件下复合材料对水体中磺胺类抗生素的去除效果,对制备条件进行优化。并采用批量平衡试验,研究了铁炭复合材料对磺胺类抗生素的吸附去除特性。结果表明:以Fe(NO3)3溶液浸渍,铁炭质量比为0.224∶1,固化9 h条件下去除水体中磺胺类抗生素效果最佳;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除效果明显优于单一炭材料,铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除率随抗生素初始浓度增加而降低,酸性条件下磺胺和磺胺吡啶去除率高于中性和碱性条件,溶液中背景离子强度变化对磺胺和磺胺吡啶的去除影响较小;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除符合一级动力学模型,为物理化学吸附和化学降解的协同作用,且在反应过程中生成中间产物。     

毒死蜱降解菌的分离鉴定与降解效能测定

取毒死蜱废水处理系统出口处的污泥进行驯化培养,分离出能降解毒死蜱的3株高效降解菌株B、D1和D3,对降解效果最好的D3菌株经中科院微生物研究所鉴定为玫瑰红红球菌(Rhodococcus rhodochrous);3株菌株的生长情况及对毒死蜱的降解动力学研究表明,B菌株在第3天繁殖增量达到最大,D1、D3菌株在第4天繁殖增量达到最大,B、D1和D3菌株的最适宜生长温度都是在30℃;采用10 mg·L-1毒死蜱作为唯一碳源时,B、D1和D3菌株对毒死蜱的降解速率分别为0.0543、0.0479和0.0620 h-1;对于浓度为10 mg·L-1的毒死蜱,D3菌投入的初始菌量OD223为0.4是最适宜的;D3菌对不同初始浓度的毒死蜱降解表明,初始浓度增大,降解速率降低,半衰期延长.     

真菌漆酶介导自由基偶联和接枝反应在绿色化学中的应用

漆酶(p-苯二醇:分子氧氧化还原酶;EC 1.10.3.2)是自然界中普遍存在的一类胞外含铜多酚氧化还原酶.漆酶能够以环境中氧分子作为电子接受体,催化4个底物分子的单电子氧化形成4个相应的反应活性自由基或醌类中间体,随后这些活性中间体在酶促位点外发生步进式偶联反应,生成多种具有复杂结构的大分子C—C、C—O—C或C—N—C共价聚合产物.该反应过程中仅生成唯一副产物水,具有反应温和、底物广谱、催化效率高、操作可控和经济环保等优点.目前,真菌漆酶介导低分子有机物和高分子化合物的自由基偶联和接枝反应已经被应用于生物技术领域,该技术克服了传统物理化学方法存在的弊端,在保护人群健康和生态安全等方面具有广泛地应用前景和商业价值.本文详细地概述了真菌漆酶催化不同底物分子的自由基偶联和接枝反应在环境修复、生物监测、食品加工、纤维改性、纺织染色、制药行业和有机合成等绿色化学中的最新研究进展,旨在为开发和拓展真菌漆酶在绿色化学技术领域中的多功能应用提供科学的理论依据和技术指导.