巯基改性坡缕石的制备、表征及其对Cd的吸附作用

为明确巯基改性坡缕石(MPAL)作为修复材料对Cd的吸附机制以及其在修复Cd污染土壤中的应用潜力,以坡缕石(PAL)为原料,通过高速剪切凝胶法制备MPAL作为钝化剂开展吸附试验与土壤钝化试验,研究MPAL对Cd的吸附效果.通过X射线衍射(XRD)、BET孔结构分析、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对吸附前后的样品进行表征,探讨其吸附机制.结果表明：PAL和MPAL均能有效吸附水溶液中的Cd²⁺,MPAL吸附效果优于PAL.拟二级动力学模型更适合描述Cd²⁺在PAL和MPAL上吸附量的动态变化过程,MPAL约90 min达到吸附平衡,相比于PAL能更加迅速达到吸附平衡. Freundlich等温吸附模型能够更好地描述吸附数据特征,在试验条件下,MPAL的饱和吸附容量为44.41mg/g,明显高于PAL的饱和吸附容量(33.65 mg/g). MPAL在投加量为0.1%～0.3%时可使土壤DTPA提取态Cd含量降低53.45%～78.43%. XRD衍射峰分析、FTIR官能团振动模式分析以及XPS...     

改性蒙脱土对稻田土壤甲基汞的阻控修复

采用3-巯丙基三甲氧基硅烷和壳聚糖对蒙脱土进行改性,利用XRD技术对改性蒙脱土进行表征,并通过室内模拟试验,探讨在不同的水分条件下,巯基蒙脱土和壳聚糖蒙脱土对甲基汞污染土壤的阻控修复效果.XRD分析结果显示,巯基和壳聚糖都成功负载于蒙脱土上.模拟试验结果表明,在甲基汞污染土壤中添加修复材料后,对土壤甲基汞均产生了较好的阻控修复效果.对比空白对照,在淹水条件下,土壤中甲基汞含量分别降低了82. 10%(巯基蒙脱土)和45. 20%(壳聚糖蒙脱土);在干湿交替条件下,土壤中甲基汞含量分别降低了66. 70%(巯基蒙脱土)和49. 79%(壳聚糖蒙脱土);在干旱条件下,土壤中甲基汞含量降低了44. 66%(巯基蒙脱土),添加壳聚糖蒙脱土4周后,土壤甲基汞含量降低了54. 37%.相比单加改性蒙脱土,联合添加改性蒙脱土和石灰处理后其修复效果没有明显提升.     

枯水季和丰水季长江口海域生源硫的浓度变化特征及影响因素

为深入研究河口近岸海域DMS（二甲基硫）的生物地球化学过程,于2014年2月（枯水季）和7月（丰水季）对长江口及附近海域表层海水中DMS及其前体物质DMSP（二甲巯基丙酸内盐）的浓度分布及影响因素进行了研究,测定了DMSPd（溶解态DMSP）的降解速率和DMS的生物生产与微生物消费速率,并估算了DMS的海-气通量.结果表明:①枯水季和丰水季c（DMS）、c（DMSPd）、c（DMSPp）（DMSPp为颗粒态DMSP）的平均值±标准偏差分别为（0.54±0.28）（2.04±1.32）（6.65±5.07）和（3.99±3.70）（5.57±4.72）（14.26±9.17）nmol/L,长江口海域丰水季生源硫化物的浓度明显高于枯水季.②枯水季和丰水季c（DMSPd）与ρ（Chla）均呈弱相关,说明浮游植物在控制长江口海域DMSP的生产分布中发挥重要作用.③枯水季和丰水季c（DMS）/ρ（Chla）的平均值±标准偏差分别为（2.62±3.28）和（4.60±7.49）mmol/g,表明丰水季DMS的高产藻种（甲藻）在浮游植物生物量中所占比例高于枯水季.④枯水季表层海水中DMSPd的降解速率和DMS的生物生产速率分别介于（2.84~30.53）和（0.52~2.19）nmol/（L·d）之间,平均值分别为14.55和1.30 nmol/（L·d）,表明DMS并不是DMSPd的主要降解产物.⑤枯水季和丰水季DMS的海-气通量平均值±标准偏差分别为（0.36±0.32）和（2.17±2.98）μmol/（m2·d）,而且丰水季的硫排放量明显高于枯水季,这主要与夏季较高的c（DMS）有关.研究显示,长江口海域生源硫化物的浓度变化及分布特征呈明显的季节性差异,河口近岸海域是海洋有机硫排放的重要区域.      

巯基树脂的合成及对Hg2+的吸附特征

使用聚苯乙烯交联微球为前驱体,经一系列反应合成了一种苯环上含巯基的离子交换树脂(巯基树脂),研究了其对水中Hg2+的吸附特征. 巯基树脂的红外与元素分析结果表明,巯基官能团成功地嫁接到树脂表面,树脂中b(巯基)为2.89 mmol/g. pH对吸附的影响较大,当pH为1时,巯基树脂对Hg2+的吸附量很低,因此,可以用酸洗树脂使其再生. 当pH为2～7时,巯基树脂对Hg2+的吸附量相差不大. 巯基树脂对水中Hg2+的吸附等温线结果表明,温度的升高有利于吸附,吸附量高达14.500 mg/g,且符合Langmuir模型. Hg2+在巯基树脂上的吸附符合准二级动力学方程,对于初始ρ(Hg2+)为1 mg/L的溶液,吸附后最终ρ(Hg2+)可降到0.003 mg/L.      

不同价态无机砷对罗非鱼肝脏砷积累及GSH/GST解毒代谢的影响

低剂量中长期暴露下的氧化胁迫是砷对水生生物致毒的重要机制之一。本文通过对罗非鱼进行32 d的食物相砷暴露,测定不同时间点罗非鱼肝脏中谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量和谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase,GST)活性,揭示不同价态无机砷对罗非鱼肝脏中GSH/GST的影响机制。经三价砷(As(III))暴露后,砷含量在2 d内显著增加而在随后的30 d内无显著性差异; 0～2 d内GSH含量显著增加,后降低,13 d后GSH含量均低于空白组; 0～6 d GST活性均大于空白组,6～8 d GST活性降低,8 d后活性高于空白组,且32 d达到最大值。经五价砷(As(V))暴露后,罗非鱼肝脏中砷含量逐渐增加,在20 d时达到最大值而后无显著性差异; 0～2 d时GSH含量降低,随后逐渐增加,在16 d达到最大值,16 d后GSH含量均低于空白组; 0～8 d时GST被大量诱导合成,8～20 d时GST合成被抑制,20 d后活性增加,在32 d达到最大值。As(III)和As(V)对罗非鱼GSH/GST的不同影响与其在罗非鱼体内的积累量有关。As(III)暴露后各时间点罗非鱼肝脏中的砷含量与GSH含量呈统计学正相关,而As(V)暴露无明显相关性。这是因为As(V)进入罗非鱼肝脏后会还原为As(III),进而GSH作为可提供巯基的还原剂而被大量消耗。另外,As(III)暴露后各时间点罗非鱼肝脏中的砷含量与GST活性呈显著负相关,而As(V)暴露却呈现出很强的滞后性,这是由于进入生物体内的As(V)需转化为As(III)后,才可直接作用于酶系统。可见,不同形态砷对水生生物的致毒机制需进一步深入研究。     

巯基功能化沸石吸附Hg2+特征及固化/稳定化含汞废物研究

采用3-巯基丙基三甲氧基硅烷在天然斜发沸石表面进行自组装巯基改性,制得巯基功能化沸石.研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg2+浓度和吸附时间对巯基功能化沸石吸附Hg2+的影响,测定了巯基含量,并进一步研究了吸附机理.同时,探讨了巯基功能化沸石吸附剂作为稳定化剂固化/稳定化含汞危险废物的可行性.结果表明,巯基功能化沸石具有较高的巯基含量（1.91%±0.01%）,对Hg2+的吸附容量为87.72 mg·g-1,比天然沸石对Hg2+的吸附容量（8.06 mg·g-1）提高了近10倍.巯基功能化沸石吸附Hg2+的机制主要是表面的巯基与Hg2+的反应,其受pH值、温度的影响小于天然沸石.动力学实验结果表明,巯基功能化沸石吸附Hg2+以较快的速率进行,3h时基本达到吸附平衡.巯基功能化沸石做稳定化剂能够促进汞的稳定,与单独使用水泥相比固化体浸出汞浓度显著降低,含汞1000 mg·kg-1的模拟废物固化体浸出汞浓度低于国家标准.     

巯基棉富集大气中汞的有效解吸方法研究

研究了DMA-80测汞仪对巯基棉富集汞的高效解吸方法。常温定速、定量洗脱巯基棉中汞发现,4.0 mol/L盐酸-氯化钠饱和溶液洗脱巯基棉中汞的效率为25%,而0.28%硝酸-3.5%氯化钠溶液(质量比为1∶12.5)洗脱汞效率不到5.6%,表明多数汞仍被富集,但4.0 mol/L盐酸-氯化钠饱和溶液洗脱巯基棉中汞效率稍高。用3种不同解吸方法探究巯基棉中汞回收率发现,超声波解吸汞效率高、耗时短,且低盐、低酸度、低成本的0.28%硝酸-3.5%氯化钠溶液可实现巯基棉中汞的高效洗脱;以4.0 mol/L盐酸-氯化钠饱和溶液及0.28%硝酸-3.5%氯化钠溶液分别为洗脱介质的微波消解法洗脱汞效率高于94.5%;正交试验得出洗脱介质为0.65 mol/L盐酸-氯化钠饱和溶液在95℃电热板中消解4 h含汞巯基棉后,解吸汞效率高于90%。     

络合沉淀结合混凝法去除浮选废水中有机磷

广西某铅锌矿选矿厂用含磷有机浮选药剂苯胺黑药(学名:二苯胺基二硫代磷酸)和丁铵黑药(学名:二丁基二硫代磷酸铵)作捕收剂,导致尾矿库溢流口外排废水总磷超标(总磷浓度为1.4~1.7 mg/L,p H=8.0)。实验研究表明,含巯基磷酸盐浮选废水中总磷主要为有机磷(占94%),钙盐、铁盐和铝盐混凝沉淀法对有机磷去除效果很差,3种金属离子不能与巯基磷酸盐反应生成沉淀物;但铜离子能与巯基磷酸盐生成溶度积很小的络合沉淀物,再通过混凝沉淀对有机磷可达到很好的去除效果。先加入硫酸铜20 mg/L进行络合沉淀反应,后再加入40 mg/L硫酸铝和1 mg/L PAM混凝沉淀,总磷去除率可达80%。处理后废水总磷浓度和重金属浓度均达到《铅、锌工业污染物排放标准(GB25466-2010)》排放要求。研究结果为该选矿厂浮选废水净化处理和回用工程的设计提供了科学依据。     

天津某家具城挥发性有机物健康风险评估

为了解家具城室内空气中挥发性有机物的污染状况,对其职工进行慢性暴露健康风险评估,于2011年夏(6月)和2012年秋(10月)对天津某家具城进行了空气采样,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析污染物浓度.分析得出,家具城室内污染物浓度约高出室外1.9倍,以芳香族化合物和卤代烷烃为主,萜烯也占一定比例,特征VOCs为二氯甲烷、甲苯和α-蒎烯;苯系物浓度明显低于《室内空气质量标准》的限值.苯和二氯甲烷的致癌风险分别为1.24×10-5、2.50×10-5,存在潜在的人群致癌风险;VOCs非致癌危害指数之和小于1,在可接受范围内.健康效应分析表明,工龄和心率及肺通气功能不存在偏相关关系.暴露组和对照组尿中苯巯基尿酸(S-PMA)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的生物监测及分析表明,在低暴露条件下,吸烟是影响S-PMA浓度的重要因素,但在较高暴露条件下,其影响减弱;S-PMA浓度和8-OHdG正相关,与性别、吸烟与否以及年龄有关,还可能与工龄有关.     

巯基化蒙脱石用于镉污染农田安全生产的效果及其持久性

为探讨巯基化蒙脱石（TM）实现镉（Cd）污染农田安全生产的效果及其持久性,开展了连续两年共四季田间水稻试验,研究了在Cd高污染（2.46~3.81 mg ·kg^-1）土壤中,仅第一季施用不等量TM后,不再补施对每季水稻各部位Cd含量和土壤有效态Cd含量的影响.结果发现,TM可显著降低水稻各位Cd含量和土壤中有效态Cd含量,且钝化效果持久性明显.按0.5%和1%施用TM后,第一季水稻各部位Cd含量比对照显著降低,糙米ω（Cd）相比对照的0.98 mg ·kg^-1分别降至0.16 mg ·kg^-1和0.08 mg ·kg^-1,降幅各达84.0%和91.9%,含量低于国家标准GB 2762-2017中Cd的限量值0.2 mg ·kg^-1.0.5%和1%处理下连续种植的后续三季水稻糙米基本都达标,Cd含量分别降低了50.2%~67.8%和56.0%~81.6%.0.5%和1%处理下,第一季土壤有效态Cd质量分数从对照的48.4%分别降至27.9%和18.4%,降低了20.5%和29.9%,后续三季分别降低了10.0%~17.1%和12.4%~20.8%,与对照差异显著.土壤中有效态Cd含量与水稻各部位Cd含量之间存在极显著的正相关关系,TM主要通过降低土壤中有效态Cd含量而减少水稻对土壤Cd的吸收累积,从而使水稻各部位Cd含量降低.综合两年效果试验来看,TM抑制水稻吸收土壤中Cd效果显著,且两年内效果持久性良好,可较好地应用于Cd高污染农田安全生产.