Biosorption mechanisms involved in immobilization of soil Pb by Bacillus subtilis DBM in a multimetal-contaminated soil

Mechanisms of soil Pb immobilization by Bacillus subtilis DBM, a bacterial strain isolated from a heavy-metal-contaminated soil, were investigated. Adsorption and desorption experiments with living bacterial cells as well as dead cells revealed that both extracellular adsorption and intracellular accumulation were involved in the Pb2＋removal from the liquid phase. Of the sequestered Pb（II）, 8.5% was held by physical entrapment within the cell wall, 43.3% was held by ion-exchange, 9.7% was complexed with cell surface functional groups or precipitated on the cell surface, and 38.5% was intracellularly accumulated.Complexation of Pb2＋with carboxyl, hydroxyl, carbonyl, amido, and phosphate groups was demonstrated by Fourier transform infrared spectroscopic analysis. Precipitates of Pb5（PO4）3OH, Pb5（PO4）3Cl and Pb10（PO4）6（OH）2that formed on the cell surface during the biosorption process were identified by X-ray diffraction analysis. Transmission electron microscopy–energy dispersive spectroscopic analysis confirmed the presence of the Pb（II）precipitates and that Pb（II） could be sequestered both extracellularly and intracellularly.Incubation with B. subtilis DBM significantly decreased the amount of the weak-acid-soluble Pb fraction in a heavy-metal-contaminated soil, resulting in a reduction in Pb bioavailability, but increased the amount of its organic-matter-bound fraction by 71%. The ability of B.subtilis DBM to reduce the bioavailability of soil Pb makes it potentially useful for bacteria-assisted phytostabilization of multi-heavy-metal-contaminated soil.     

壳聚糖对Cu~(2+)的吸附与解吸

研究了溶液pH值、Cu2+初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间及温度对壳聚糖吸附Cu2+的影响,并对达到吸附平衡的壳聚糖进行了解吸研究。结果表明,壳聚糖对Cu2+的吸附量随pH值的升高而增大,在pH值为4.7时,基本达到吸附平衡;吸附过程同时符合Langmuir模型和Freundlich模型,最大吸附量为142.9 mg/g;与拟一级动力学模型相比,拟二级动力学模型可以更好地描述吸附过程;吸附剂最佳投加量为1 g/L。用0.03 mol/L H2SO4溶液做脱附液,搅拌10 min,脱附率为73.4%;经过4次脱附-吸附循环,壳聚糖平衡吸附量变化不大,具有良好的重复使用性。     

废板栗壳、核桃壳对水溶液中锌离子的吸附条件研究

由于重金属废水对环境具有较强的危害,日前针对重金属废水的处理研究日趋增多。吸附法是一种典型的对重金属废水的处理方法,其中吸附剂的选用是重中之重。文章采用农业废弃物板栗壳和核桃壳作为吸附剂,以锌离子溶液模拟重金属废液,探讨溶液pH、反应时间、吸附剂投加量、模拟废液浓度和混合比例等参数对板栗壳和核桃壳吸附性能的影响。实验结果表明:当溶液浓度为20 mg/L,pH值为6.03,振荡反应时间为120 min,核桃壳投加量为0.85 g时,锌离子的去除率可达到97.38%。而板栗壳在相同条件下,投加量仅为0.7 g,锌离子的去除率就可达到98.78%。当2种吸附剂按照1∶3的比例混合时,锌离子的去除率可达到99.75%,明显高于单独使用时的去除效果。     

山东省自然保护区建设状况调查

调查了山东省自然保护区建设状况,分析了山东省自然保护区数量与面积、类型结构和区域分布特征。结果表明:截止2010年底,山东省自然保护区数量为73个,面积99.9万hm2,占全省国土面积的6.34%。省级自然保护区的数量和面积分别占全省自然保护区数量和面积的49.3%和55.0%。71.2%的自然保护区面积在10 000 hm2以下,30.1%的自然保护区的核心区、缓冲区与实验区的面积占自然保护区面积的比例在27%~42%之间变化。自然保护区类型比较齐全,森林生态类自然保护区的数量和面积分别占山东省自然保护区数量和面积的56.2%和31.1%。自然保护区区域分布不均,68.5%的自然保护区分布在鲁东丘陵区和鲁中南山地丘陵区。     

油风化对吸油毡吸附量影响的研究

选取天然羽毛压缩物和复合聚酯纤维两种吸油毡,取4种油(2种原油和2种燃料油)进行短期风化,测量2种吸油毡对不同风化程度油的吸附量。分析结果发现,随着油风化程度的增强,天然羽毛对其中3种油的吸附量稍有增加,而对其中较轻原油的吸附量减小明显;复合聚酯纤维吸油毡对4种油的吸附量都增加,且增加幅度大于天然羽毛。原因是天然羽毛孔隙大材质厚,主要靠孔隙吸油,而聚酯纤维孔隙小且薄,表面粘附油的比重较大。对高密度油而言,风化程度越大,吸油毡越难靠孔隙对其渗透吸收,而表面粘附油占总吸附量的比重增加。可见,在应对不同风化程度油时,选取吸油毡须有针对性,才能最大限度地清除油污。     

凹凸棒石纤维复合气凝胶吸附水体中TPH吸附特性

以水体中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)为目标污染物,采用凹凸棒石复合二氧化硅气凝胶进行净化石油类污染水体研究,主要考察复合气凝胶使用量及环境要素对去除水体中TPH的影响。研究结果表明:凹凸棒石纤维复合气凝胶与污染水体的质量比为1:60,对TPH的去除率随温度的升高而降低,受pH变化影响较小;当NaCl浓度在0~100 g/L,MgCl2浓度在0~2.5 g/L时,复合气凝胶对水体中TPH的去除率几乎不受盐度的影响;Fe3+、Mn2+、NH4+、NO3-均能促进复合气凝胶对TPH的去除,但受其浓度变化影响较小,同时,凹凸棒石纤维复合气凝胶对上述离子也有微弱的去除作用。研究成果为凹凸棒石复合气凝胶在实际石油类污染水体中的应用提供了科学可靠的数据支撑。     

V(Ⅴ)与V(Ⅳ)在不同土壤中的吸附-解吸行为研究

选择四川攀枝花地区广泛分布的3种土壤,研究五价钒[V(Ⅴ)]与四价钒[V(Ⅳ)]在土壤中的吸附-解吸行为。分别运用Langmuir模型和Freundlich模型对V在黄棕壤、紫色土和水稻土中的等温吸附线进行拟合,计算出这2种价态的V在各土壤中的最大吸附量,比较不同土壤对不同价态V的吸附能力,同时分别分析3种土壤吸附平衡液与解吸液pH的变化。结果表明:(1)2种价态的V在3种土壤中的等温吸附线与两模型均基本吻合;(2)3种土壤对2种价态的V的吸附能力大小顺序一致,依次为:黄棕壤>水稻土>紫色土;(3)3种土壤对V(Ⅳ)的最大吸附量基本一致,但紫色土与水稻土对V(Ⅴ)的最大吸附量高于黄棕壤;(4)V(Ⅳ)在3种土壤中的解吸率高于V(Ⅴ),最高可达48.93%;(5)V(Ⅴ)的吸附平衡液与解吸液pH均随V浓度增加呈上升趋势,而V(Ⅳ)的吸附平衡液与解吸液pH均随V(Ⅳ)浓度增加呈下降趋势,且3种土壤的吸附平衡液pH变化幅度较解吸液大。     

改性沸石对餐厨垃圾释放的恶臭气体吸附研究

通过课题组的前期调研发现,餐厨垃圾处理过程中释放出的恶臭气体以氨气和甲硫醇居多,实验以改性沸石为吸附剂对混合恶臭气体甲硫醇和氨气进行吸附性能变化研究。利用不同浓度的磷酸溶液对沸石进行浸渍改性,考察烘干温度、浸渍浓度和浸渍时间对沸石结构和吸附性能的影响,探讨吸附机理。实验结果表明,改性之后的沸石物理结构发生了变化,烘干温度、浸渍浓度和浸渍时间对吸附效果的影响均呈现先增大后减小的趋势,沸石比表面积和表面酸含量共同作用于改性沸石对混合气体的吸附能力,其中在烘干温度为70℃、浸渍浓度为15%和浸渍时间为2.5 h条件下改性的沸石对混合气体的吸附能力最佳,此时氨气和甲硫醇的吸附量分别为224.727和4.527 mg/g,与未改性沸石相比增大了79.3%和143%。     

A-LBG凝胶珠对碱性品红的吸附特性研究

以刺槐豆胶(LDG)、海藻酸钠(A)为材料制备复合凝胶珠,探讨反应时间、碱性品红浓度、温度及pH对复合凝胶珠吸附碱性品红的影响。结果表明,复合凝胶珠对碱性品红的吸附在180 min后达到平衡,pH=8为最佳吸附pH,同等条件下,复合凝胶珠对碱性品红的吸附优于活性炭,其对碱性品红的吸附行为符合Freundlich吸附等温方程和颗粒内扩散方程。     

有机氯农药在农田土壤中的吸附解吸特征

选取3种不同深度的农田土壤作为吸附剂,采用批量实验方法,研究了有机氯农药p,p’-DDD和γ-HCH在等温条件下的吸附解吸行为。结果表明,p,p’-DDD和γ-HCH的吸附解吸曲线均可用Freundlich模型较好拟合,并且在表层土壤中表现为线性,而在深部土壤中表现为非线性,表明深部土壤的组成可能更加复杂和不均匀。3种土壤对p,p’-DDD的吸附容量参数Kf值与总有机碳(TOC)含量大小关系一致,而γ-HCH的吸附Kf值却与DOM含量显著正相关。p,p’-DDD和γ-HCH在所有样品中的解吸均有不同程度的滞后现象,其中p,p’-DDD的解吸主要受土壤中有机质含量的影响,TOC含量越低滞后性越不明显,而γ-HCH的解吸滞后性比较复杂。