超顺磁性纳米材料对镉污染稻田土壤微生物和酶的影响

以磁性纳米Fe₃O₄和羟基磷灰石等为原料,制备出超顺磁性纳米Fe₃O₄-磷酸盐功能化材料（MFH）,通过在镉污染稻田土壤中投加MFH,对土壤进行磁选修复.选择对Cd具有高、低富集两种水稻,在修复后土壤中进行盆栽试验,研究MFH磁选修复对土壤微生物和酶的影响,探究该材料应用于农田镉污染修复的可能性.结果表明,施用MFH修复镉污染土壤,对Cd污染土壤有较好的修复效果,土壤中总Cd和有效态Cd浓度有了明显降低,总镉去除率为38.9%,有效镉下降率为27.3%,并且两种水稻籽粒中Cd含量均显著降低.采用MFH磁选修复土壤镉后,在两种水稻拔节期、抽穗期和成熟期土壤微生物群落多样性、群落丰富度均有所降低;栽培Cd高富集的玉针香水稻品种的处理在拔节期和抽穗期稻田土壤优势细菌Firmicutes丰度显著增加.采用MFH磁选修复土壤镉后,在两种水稻拔节期、抽穗期和成熟期土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性以及土壤过氧化物酶活性均得到了提高;栽种Cd高富集品种玉针香的土壤POD酶活性比栽种低富集品种湘晚籼13号的土壤POD酶活性要略高,而脲酶活性则相反.     

基于磁记忆检测方法的连续油管刻伤试验研究

随着连续油管的大规模投入使用,油管损伤引起的安全事故与日俱增。为了及时对油管使用过程中产生的缺陷进行检测、识别及定位,基于磁记忆检测方法,对连续油管进行管壁刻伤试验,结合workbench有限元方法模拟刻伤处的应力分布,对比分析不同刻伤类型产生的典型信号特征及信号特征值变化趋势。结果表明:刻伤部位的磁记忆信号曲线与应力分布曲线的特征及峰值变化趋势一致,随着刻伤宽度的增加,磁记忆信号曲线及应力分布曲线由单峰向双峰过渡,磁记忆信号峰值及应力峰值呈降低趋势;随着刻伤深度的增加,磁记忆信号曲线及应力分布曲线峰峰值增加,磁记忆信号峰值及应力峰值呈升高趋势。     

磁化率特征揭示出的昆玉高速公路跑马山段土壤重金属污染状况

利用环境磁学的手段对昆玉高速公路跑马山段左右两侧表层土壤进行监测,发现高速公路两侧表土磁化率（Xlf）有向公路增加的趋势,其中距离公路20m以内的地带这种趋势最为明显。频率磁化率（Xfd％）分析表明,磁化率值向高速公路增大趋势与成壤作用形成的超顺磁颗粒（SP）无关,预示着土壤受到了污染,而距离公路20m的地带污染最为明显。     

磁性氧化石墨烯制备及去除水中刚果红的研究

采用Hummer方法制备了氧化石墨烯(GO),采用化学共沉淀法把铁氧化物纳米粒子覆盖在GO上制成磁性氧化石墨烯(MGO),并把MGO用作吸附剂去除水中阴离子染料刚果红.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Zeta电位仪和磁强计对MGO进行了表征.研究了吸附动力学,吸附等温线及初始pH值,离子强度对吸附的影响.考察了MGO对自来水中刚果红的去除效果.结果表明,GO具有片状的二维纳米结构,表面有许多的褶皱;当pH3.5,吸附剂表面带负电荷,等电点为3.5;MGO的饱和磁化强度为31.2emu/g,足够从水溶液中分离出来.刚果红的吸附符合准二级动力学模型,且在吸附时间为7h内基本达到吸附平衡.在超纯水中最大吸附容量高达140.6mg/g,且吸附量随pH值升高先增加再降低,当pH4~5达到最大值.MGO对自来水中刚果红的最大吸附容量为287.6 mg/g,为在超纯水中的2倍,表明MGO对刚果红具有很好的去除效果.     

新疆喀纳斯景区道路灰尘的磁学特征及环境意义

为了验证环境磁学方法监测旅游景区道路灰尘环境的可行性,以新疆喀纳斯5A级景区道路灰尘为研究对象,采用磁测和统计方法对其进行磁学特征、空间变异特征及环境意义研究。结果显示,道路灰尘样品磁性矿物含量偏高;载磁矿物以亚铁磁性矿物为主,同时含有一些不完全反铁磁性矿物;磁性矿物粒度主要是多畴和稳定单畴粗颗粒;考虑到研究区远离工业区、城市等污染源,景区道路灰尘样品磁性增强主要来自旅游交通活动输入的磁性污染物颗粒,其次来自路旁表土和自然大气降尘;从道路样品磁性参数的空间分布看,χ_LF、SIRM、SOFT的空间变化趋势类似,高值区位于景区换乘中心,中值区出现在湖口区域和通往新村和观鱼亭的主干道,低值区分布在新村和通往湖口别墅区的主干道。景区不同道路旅游交通流量和强度是形成磁性特征空间分布格局的主因。研究发现,环境磁学方法基本具备大范围监测景区道路环境质量、圈定潜在污染范围和判别污染物来源的潜力,可以为景区道路交通污染防治提供参考依据。     

新型磁性Mn0.6Zn0.4Fe2O4@CdS纳米复合光催化剂的制备及其吸附和光催化特性

以两步水(溶剂)热法制备了一种新型磁性Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4@CdS纳米复合光催化剂,并采用X-射线衍射(XRD)、比表面(S_(BET))、扫描电镜-能谱(SEM-EDX)、紫外漫反射(UV-vis)、透射电镜(TEM)、磁滞回线(VSM)和价带能谱(VB-XPS)等手段对制备的铁氧体、CdS和复合材料进行了表征分析.结果发现,得到的材料元素含量与设计预期值吻合,纯相晶格参数与理论值匹配较高,特征峰证实复合材料中存在尖晶石铁氧体和CdS晶格;高分辨透射电镜(HR-TEM)分析表明,CdS有效地附着在铁氧体上,且在可见光区发生了红移.利用该材料对亚甲基蓝(MB)进行了暗室吸附和光催化活性的系统研究,结果表明,复合物吸附速率较快,适宜用Langmuir模型描述吸附平衡,最大吸附容量q_(max)高达79.6 mg·g~(-1);在测试的3个样品中,复合物光催化活性最高,经5次重复光催化实验,MB的降解率仍可保留在50%以上,且易磁分离回收;此外,通过自由基和空穴捕获实验、光致发光(PL)和电子顺磁共振(ESR)测试分析提出了MB降解机理.     

磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺去除水体中腐殖酸

针对水源水中天然有机物腐殖酸的高效去除,采用原位共沉淀法研发出一种磁改性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺(MC-gPAM)的吸附剂,运用傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、比表面积测试仪(BET)等对其进行表征分析,并借助批处理试验,探讨了MC-g-PAM对水样中腐殖酸的去除效能及机制.结果表明,所制备的MC-g-PAM比表面积和比饱和磁化强度值分别为27. 065 m~2·g~(-1)和9. 63 emu·g~(-1). MC-g-PAM对腐殖酸的吸附过程是吸热过程,Langmuir等温线模型和准二级动力学方程对吸附过程的拟合度较高. 25℃时,MC-g-PAM对腐殖酸的理论饱和吸附量达到120. 77 mg·g~(-1).     

“土壤污染防治面临两大挑战”——专访中国科学院南京分院院长周健民

<正>2016年,国务院印发了《土壤污染防治行动计划》(以下简称"土十条")。这是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件。在中国科学院南京分院院长周健民看来,土壤污染具有长期性、复杂性和潜伏性的特点,所以其修复过程比大气和水污染治理所需技术更为综合、时间更为漫长。"土壤污染治理面临两大挑战:一是土壤污染的底数不清,我们还没建立起详细而完整的地块污染数据库;     

新型材料磁性氧化锆的除氟效能

采用一步共沉淀法制备了磁铁矿纳米颗粒为核和水合氧化锆为壳的磁性氧化锆材料,研究了其除氟性能.结果表明,磁性氧化锆对氟的Langmuir最大吸附量为35. 46 mg·g~(-1),远高于磁铁矿、活性氧化铝和活性炭.磁性氧化锆对氟的吸附过程较快且吸附动力学数据符合准二级动力学模型,吸附过程为吸热反应.磁性氧化锆对氟的吸附量随pH升高而降低. Cl~-、NO_3~-和SO_4~(2-)的共存对磁性氧化锆除氟没有明显影响,而HCO_3~-和CO_3~(2-)明显抑制氟的吸附.磁性氧化锆吸附的氟可通过1mol·L~(-1)NaOH成功脱附,脱附率99. 5%～99. 6%.脱附后的磁性氧化锆经过再生处理可继续使用.磁性氧化锆对实际井水中的氟的去除效果低于纯水,但适当增加投加量仍可以达到饮用水标准对氟浓度的要求.磁性氧化锆制备简单、使用后可从水中磁分离从而可反复使用,因此是一种有较好应用前景的除氟材料.     

菜地土壤中磺胺类和四环素类抗生素污染特征研究

利用超声波提取固相萃取高效液相色谱紫外检测器,分析了广州、深圳等地菜地土壤中3种四环素类(TCs)和6种磺胺类(SAs)抗生素的污染特征.结果表明,四环素类单个化合物检出率为19.35%～96.77%,平均含量为9.6～44.1 μg/kg,总含量(∑TCs)在ND～242.6 μg/kg之间,平均为84.8 μg/kg,以四环素为主;磺胺类单个化合物检出率为25.81%～93.50%,平均含量为4.9～51.4 μg/kg,总含量(∑SAs)在33.3～321.4 μg/kg之间,平均为121 μg/kg,以磺胺甲唑、磺胺5甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶为主.菜地土壤中抗生素的含量与国外的相当,但检出率较高.不同蔬菜基地土壤中∑TCs和∑SAs的高低次序均为养殖场菜地>无公害蔬菜基地>普通蔬菜基地>绿色蔬菜基地.同一蔬菜基地种植不同蔬菜的土壤中抗生素的种类与含量有较大差异.菜地土壤的抗生素污染问题应引起关注.