5种不同晶型的纳米二氧化钛对金属铜生物积累的影响

纳米二氧化钛(nTiO_2)作为一种具有独特物理化学性质的纳米材料被广泛应用。然而,在生产、使用的过程中,nTiO_2会不可避免地进入于水环境中。重金属是水体中常见的污染物之一,nTiO_2进入水体后是否会与水体中的重金属发生相互作用,进而影响重金属的生物积累,目前相关报道还很少。本论文以大型溞为模式生物,考察了5种不同晶型nTiO_2对常见的重金属铜生物积累影响。结果表明,nTiO_2对Cu2+的吸附降低了试验液中Cu2+浓度。但5种不同晶型nTiO_2的吸附能力并不一样,其中锐钛矿晶型(A-S)的吸附能力最高,这可能是由于结构缺陷和表面羟基的存在,为Cu2+提供了更多的结合位点,从而提高了A-S的吸附能力。nTiO_2的存在降低了金属铜在大型溞体内的积累,这可能是由于nTiO_2对金属铜的吸附,降低了自由Cu2+的生物可利用性。由于nTiO_2样品之间比表面积的差异,不同晶型之间单位nTiO_2引起的铜积累有显著性差异性(P0.05),其中锐钛矿和金红石之比为4:1混合晶型(M1)最高,A-S最低。     

腐殖酸还原Fe(Ⅲ)的影响因素研究

研究了腐殖酸还原溶解性Fe(Ⅲ)反应的影响因素,以及腐殖酸对赤铁矿、磁铁矿、针铁矿和钢渣4种含Fe(Ⅲ)矿物的还原作用,探讨了腐殖酸还原溶解Fe(Ⅲ)的反应机制.结果表明,腐殖酸还原溶解性Fe(Ⅲ)的反应符合零级动力学方程.增加腐殖酸或溶解性Fe(Ⅲ)浓度、降低pH或使用可见光照射均能促进反应进行.腐殖酸能直接还原含Fe(Ⅲ)矿物生成溶解性Fe(Ⅱ),对不同含Fe(Ⅲ)矿物的还原效果依次为针铁矿>赤铁矿>磁铁矿>钢渣.红外光谱分析表明,腐殖酸含有的还原性官能团酚羟基和羧基与溶解性Fe(Ⅲ)络合在一起形成稳定的螯合结构,传递电子给溶解性Fe(Ⅲ).溶解性Fe(Ⅲ)得到电子,生成溶解性Fe(Ⅱ).     

天然有机物对零价铁去除水体中砷的影响研究

在研究零价铁对水体中砷去除动力学的基础上,着重探讨了天然有机物腐殖酸对零价铁除砷的影响.并对零价铁的腐蚀产物进行了分析.结果表明,水体中的砷可以通过在零价铁腐蚀产物上的吸附得到快速去除.腐殖酸显著降低了砷的去除率,这归因于腐殖酸与零价铁腐蚀产生的铁离子形成络合物,阻止了Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀的产生.腐殖酸浓度越高.砷的去除率越低.1.00 mg腐殖酸最多可以络合约0.75 mg铁离子.当铁离子与腐殖酸的络合达到饱和后,零价铁进一步腐蚀产生的铁离子可形成Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀,这些沉淀物可吸附水体中的腐殖酸和砷,从而加速砷的去除.冷冻干燥后的零价铁腐蚀产物的结构以无定型为主,含有少量的结晶化合物,包括γ-Fe2O3、γ-FeO(OH)和Fe3O4等.腐殖酸的存在可进一步增加腐蚀产物中的无定型成分.光电能谱(XPS)分析结果显示,吸附在腐蚀产物上的砷为5价,没有发现5价砷被还原成3价砷.在应用零价铁修复砷污染水体时,应考虑腐殖酸的影响.     

改性铁覆膜砂的制备及吸附性能研究

制备了4种改性铁覆膜砂,并对其吸附性能进行了全面的实验,分析比较了4种改性剂的作用和效果.实验中发现,添加改性剂对铁覆膜砂吸附性能的促进作用各不相同,改性剂和铁氧化物的性质共同决定了改性铁覆膜砂的性质.吸附等温线和连续动态过滤实验结果表明,活性炭和硅藻土对提高铁覆膜砂吸附性能有促进作用,但膨润土和粉煤灰的作用不明显,甚至还可能降低吸附容量.活性炭改性铁覆膜砂的吸附等温式符合Langmuir模型,硅藻土改性铁覆膜砂、膨润土改性铁覆膜砂和粉煤灰改性铁覆膜砂对Langmuir模型和Freundlich模型都有较好的相关性.改性铁覆膜砂对天然有机物(NOM)的吸附属于单分子层吸附,吸附的主要机理为静电相互作用、配位交换-表面络合作用和疏水/憎水作用等.溶液pH值对改性铁覆膜砂吸附NOM有很大的影响,表现为低"pH值去除效率高,高pH值去除效率低"的特点,其变化规律取决于添加物质的性质.磷酸盐会和腐殖酸在改性铁覆膜砂表面产生竞争吸附,磷酸盐对粉煤灰改性铁覆膜砂的吸附能力影响最大.     

一种新型光催化剂用于降解腈纶废水研究

将1,10菲啰啉和铁Fe2+溶液配成络合物负载到D113树脂上作为可见光催化剂,利用该催化剂对腈纶废水进行了降解研究,考察了该负载型铁氮配合物催化剂处理腈纶废水的影响因素。由实验结果可知,该催化剂处理腈纶废水最佳条件为：过氧化氢浓度为400 mg/L,催化剂用量为5 g/L,最佳pH值范围为4～9,COD降解率可达68.7%,实现了在温和的反应条件下,即常温、常压、宽pH范围进行反应,充分利用了可见光来处理难降解有机物。     

我国土壤系统分类中富铁铝土壤的分类

回顾了我国富铁土和铁铝土分类的历史。我国近代土壤分类开始于30年代;从50年代开始,我国土壤分类深受前苏联地理发生分类的影响。在地理发生分类体系中,按生物气候气候条件,热带、亚热带地带性土壤分别为燥红土、红壤、黄壤、赤红壤和砖红壤。从80年代开始,我国土壤科技工作者结合我国实际,引入了土壤系统分类。这一分类的特点是根据土壤诊断层和诊断特性划分土壤类型。据此,这一区域的地带性土壤主要是富铁土和铁铝土。     

纳米TiO2对幼年小鼠血浆代谢谱影响的代谢组学研究

观察不同染毒剂量的纳米TiO2对ICR幼年小鼠血浆代谢谱变化的影响,寻找潜在的毒性效应的生物标志物.将幼年小鼠随机分为对照组以及10、30、100和300 mg·kg-1不同纳米TiO2染毒组进行28 d短期毒性试验,利用代谢组学技术初步筛选出TiO2毒性作用潜在的生物标志物,运用KEGG数据库对生物标志物进行拓扑分析...     

微生物—微米零价铁工艺的脱氮效果及机理

采用微生物-微米零价铁（m ZVI）工艺脱除水中氮。与单独微生物或m ZVI工艺相比,微生物-m ZVI工艺的脱氮效果最好。在废水p H为7.0、初始硝酸盐氮质量浓度为25.00 mg/L、mZVI投加量为0.20 g/L的条件下,加入驯化好的复合微生物BP350菌液50 mL/L室温下反应5 d,硝酸盐氮去除率达100%,氨氮和亚硝酸盐氮的总生成率为5.00%。ESEM表征结果显示,m ZVI在水中为微生物生长提供了附着基质,增大了微生物与废水的接触面积,有效防止了微生物流失。高通量测序结果表明,甲基娇养杆菌属（Methylotenera sp.）作为脱氮优势菌属在微生物-m ZVI工艺体系中相对丰度最高,达41.81%,远高于单独微生物工艺体系。m ZVI能够协同微生物提升脱氮效果。     

负载型纳米零价铁对水中硝基苯的去除

以六方板短孔道分子筛Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍—H2还原法合成了纳米零价铁（NZVI）复合材料NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15,采用XRD、SEM等手段进行了表征,并比较了二者对硝基苯的还原性能。表征结果显示,介孔材料能有效阻止NZVI颗粒的团聚,经负载后其粒径变小。实验结果表明：短孔道Zr-Ce-SBA-15比长孔道SBA-15更适合作载体;在NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15投加量均为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为6的条件下,二者对硝基苯的去除率分别为94%和83%,相应的苯胺生成量为10.0 mg/L和7.8 mg/L;当NZVI/Zr-Ce-SBA-15投加量为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为3时,硝基苯去除率为98%,相应的苯胺生成量为11.8 mg/L。     

Dechlorination of carbon tetrachloride by the catalyzed Fe-Cu process

The electrochemical reduction characteristics of carbon tetrachloride (CT) were investigated using cyclic voltammetry in this study. In addition, the difference in reduction mechanisms of CT between Master Builders' iron and the catalyzed Fe-Cu process was discussed. The results showed that CT was reduced directly on the surface of copper rather than by atomic hydrogen produced at the cathode in the catalyzed Fe-Cu process. The reduction was realized largely by atomic hydrogen in Master Builders' iron. The entire CT in 350 ml aqueous solution with 320 mgL was reduced to trichloromethane and dichloromethane in 2.25 h when 100 g of scrap iron with FeCu ratio of 10:1 (ww) were used. Moreover, the reduction rate slowed with time. CT could be reduced at acidic, neutral and alkaline pH from solution by Fe-Cu bimetallic media, but the mechanisms were di?erent. The degradation rate was not significantly in?uenced by pH in the catalyzed Fe-Cu process; in Master Builders' iron it clearly increased with decreasing pH. The kinetics of the reductions followed pseudo-first order in both cases. Furthermore, the reductions under acidic conditions proceeded faster than that under the neutral and alkaline conditions. The catalyzed Fe-Cu process was superior to Master Builders' iron in treating CT-containing water and this advantage was particularly noticeable under alkaline conditions. The reduction was investigated in the cathode (Cu) and anode (Fe) compartments respectively, the results showed that the direct reduction pathway played an important role in the reduction by the catalyzed Fe-Cu process. The catalyzed Fe-Cu process is of practical value.