湖南地区不同集约化栽培模式下双季稻稻田CH4和N2O的排放规律

采用静态暗箱-气相色谱法研究了湖南双季稻稻田不施氮(NN)、当地常规(FP)、高产高效(YE)、再高产(HY)、再高效(HE)5种不同栽培模式下温室气体(CH4、N2O)的排放规律.结果表明:水稻生长季CH4累积排放量变化为(206.5±37.5) kg· hm-2(FP,早稻)～(490.5±65.7) kg·hm-2(HE,晚稻),N2O-N累积排放量变化为(0.08±0.05) kg·hm-2(NN,早稻)～(0.326±0.15) kg·hm-2(HY,晚稻).不同栽培模式对CH4和N2O的排放都有显著影响(p＜0.05).HE模式CH4排放显著高于其他模式62％～ 87％(p＜0.05),尤其是晚稻季节;除NN模式外,其他4种模式间N2O排放差异不显著.冬季休闲期也是CH4和N2O排放的重要时期,分别占全年排放量的9.7％～19.7％和42％～ 62％.CH4主导了稻田不同栽培模式下的综合温室效应,在各模式中均占95％以上.施氮肥提高了作物产量,降低了温室气体强度(GHGI).在5种模式中,YE和HY模式温室气体强度较小,HY模式下仅为(0.97±0.16) kg·kg-1(以每kg产量排放的CO2当量计).因此,与FP模式相比,YE和HY模式既能提高产量和氮肥利用率,也能减缓温室效应;但HE模式排放的温室气体较高,在实际应用前尚需进一步研究.     

The ex vivo and in vivo biological performances of graphene oxide and the impact of surfactant on graphene oxide's biocompatibility

Graphene oxide(GO)displays promising properties for biomedical applications including drug delivery and cancer therapeutics.However,GO exposure also raises safety concerns such as potential side effects on health.Here,the biological effects of GO suspended in phosphate buffered saline(PBS)with or without 1% nonionic surfactant Tween 80 were investigated.Based on the ex vivo experiments,Tween 80 significantly affected the interaction between GO and peripheral blood from mice.GO suspension in PBS tended to provoke the aggregation of diluted blood cells,which could be prevented by the addition of Tween 80.After intravenous administration,GO suspension with or without 1% Tween 80 was quickly eliminated by the mononuclear phagocyte system.Nevertheless,GO suspension without Tween 80 showed greater accumulation in lungs than that containing 1% Tween 80.In contrast,less GO was found in livers for GO suspension compared to Tween 80 assisted GO suspension.Organs including hearts,livers,lungs,spleens,kidneys,brains,and testes did not reveal histological alterations.The indexes of peripheral blood showed no change upon GO exposure.Our results together demonstrated that Tween 80 could greatly alter GO’s biological performance and determine the pattern of its biodistribution in mice.     

沸石负载羟基氧化铁对铬（VI）吸附的固体浓度效应研究

本文利用沸石负载羟基氧化铁作吸附剂对六价铬进行吸附和解吸附实验。探讨了沸石负载羟基氧化铁对六价铬的吸附机制和固体浓度效应。实验结果表明：当吸附剂的用量从0.05g增加到0.2g时,在实验条件下,六价铬的吸附量从27999.493μg/g降低到8930.610μg/g,吸附剂对Cr6＋的吸附存在明显的固体浓度（Cs）效应。吸附滞后角随着Cs的增加而减小,吸附反应的可逆性增大。将实验数据分别用Languir和Freundlich吸附模型进行拟合,发现Freundlich吸附模型对实验数据拟合效果较好,表明该吸附反应以单分子层吸附为主。     

载镁天然沸石复合材料对污水中氮磷的同步回收

采用载镁天然沸石为沉淀剂,以鸟粪石的形式回收模拟污水中的营养物质,考察了投加量、溶液pH、反应时间和共存Ca~(2+)对回收过程的影响,并利用FTIR、XRD、BET和SEM等手段对回收沉淀产物进行了化学组分和表面形貌分析,以揭示其回收机制.结果表明当材料投加量为0.4 g·L~(-1),溶液初始pH为7,反应时间为2 h时,载镁天然沸石对溶液中磷酸盐和氨氮的回收性能最佳,最大吸附量分别高达119.2 mg·g~(-1)和48.5 mg·g~(-1).载镁天然沸石对溶液中磷酸盐和氨氮的回收过程均符合拟二级动力学模型(R~20.99).载镁天然沸石对污水中营养物质的回收机制有鸟粪石化学沉淀、物理吸附、离子交换和静电吸附等,其中以鸟粪石沉淀法为主.共存Ca~(2+)会干扰载镁沸石对溶液中氮磷的同步回收,导致回收的沉淀组分除鸟粪石晶体外,还会存在部分磷酸钙等副产物.     

Modified activated carbon with interconnected fibrils of iron-oxyhydroxides using Mn2 + as morphology regulator, for a superior arsenic removal from water

The arsenic removal efficiency of iron-modified activated carbons depends greatly on the number of available iron oxide surface sites, which are given by the surface area of the anchored particles. In this sense, aiming the generation of an adsorbent with superior arsenic adsorption capacity, we developed a protocol to anchor interconnected fibrils of iron oxyhydroxides, using Mn^2 + as a morphology regulator. The protocol was based on a microwave-assisted hydrothermal method, using bituminous based activated carbon and both Fe^2 + and Mn^2 + ions in the hydrolysis solution. The elemental analysis of modified carbons revealed that Mn does not anchor to the carbon. However, when Mn is included in the hydrolysis solution, the iron content in the activated carbon increased up to 3.5?wt%, without considerable decreasing the adsorbent surface area. Under specific hydrothermal conditions, the Mn^2 + promoted the formation of iron oxide nanoparticles shaped as interconnected fibrils. This material showed a superior arsenic adsorption capacity in comparison to similar iron modified activated carbons (5?mg As/g carbon, at 2?mg As/L), attributed to the increase in quantity and availability of active sites located on the novel interconnected fibrils of iron oxyhydroxides nanostructures.     

三维网状HZO@SGH对水中氟离子的吸附作用和机制

本研究采用均相沉淀法制备得到具有独特三维网状结构的水合氧化锆包覆的石墨烯水凝胶(HZO@SGH).利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)和X射线光电子能谱分析仪(XPS)对HZO@SGH进行表征,分析其形貌结构和除氟机制.通过批量吸附实验考察HZO@SGH对水中氟离子的吸附性能.结果表明,HZO@SGH对溶液中氟离子的吸附容量明显高于HZO和SGH.拟二级动力学模型能很好地拟合HZO@SGH对氟离子的吸附动力学数据,说明吸附速率主要由化学吸附控制;吸附氟离子过程可由D-R吸附等温模型描述,最大吸附量达31.79 mg·g~(-1),高于部分已报道的含锆复合材料的吸附量.HZO@SGH在较低pH(3~6.5)和含有NO_3~-、C~l-、低浓度SO_4~(2-)(≤10 mg·L~(-1))的氟离子溶液中能保持优异的吸附性能.吸附剂制备过程简单环保,易于从溶液中分离而不产生二次污染,是一种潜在的氟离子吸附剂.     

MgO/活性炭催化臭氧化降解有机物的作用机制

利用浸渍法制备了MgO/活性炭(MgO/GAC-1)催化剂,研究了其在臭氧化降解敌草隆和乙酸中的活性,并与已有研究中沉淀法制备的MgO/活性炭(MgO/GAC-2)作了稳定性对比.结果表明,在降解敌草隆和乙酸的过程中,MgO/GAC-1能使臭氧化的效率提高约15%~35%.当溶液初始p H为中性或碱性时,MgO/GAC-1可以有效减缓由于形成小分子有机酸而导致p H的下降问题,从而保证臭氧的氧化效率.当溶液初始p H为酸性时,MgO/GAC-1在一定程度上可以提升溶液的p H值,进而提升臭氧化的效率.因此MgO对溶液p H值的调节作用可能是臭氧化效率提高的主要原因,这是相关文献所忽略的.尽管MgO/GAC-2有更大的比表面,但MgO/GAC-1却具有更好的催化臭氧化降解性能.在中性条件下降解乙酸重复10次实验的结果表明,MgO/GAC-1具有更好的稳定性,应用前景良好.     

城市交通道路氮氧化物浓度的CART回归树预测研究

提出了基于CART回归树的氮氧化物(NO_x)浓度预测模型,利用杭州市延安路路边空气质量监测站2016年6—9月空气污染物监测数据和同期延安路路段车辆抓拍识别数据,通过数据处理、影响因素分析及CART回归树构造,搭建了NO_x浓度预测模型.实验分析结果表明,相对于支持向量机和BP神经网络预测模型,基于CART回归树的NO_x浓度预测模型的预测精度有大幅度提升,可决系数在0.92以上;同时,对环境条件差异较大的G20会议期间NO_x浓度进行预测分析,结果表明,CART回归树方法的预测精度比其它方法更高,能够适应不同条件下的预测需求.     

磺胺嘧啶在覆铁石英砂中迁移特征及数值模拟

为了探讨磺胺类抗生素在土壤中的迁移特征,以磺胺嘧啶（SDZ）为研究对象,以石英砂（QS）为介质,采用高温加热法制备覆铁石英砂（IOCS）,通过土柱出流实验,研究不同铁含量和离子强度对SDZ在IOCS中迁移的影响,并利用Hydrus-1D软件对结果进行模拟.土柱出流实验结果表明,随着IOCS表面铁含量增加,其表面粗糙度越大,且表面携带的正电荷越多,SDZ越容易吸附在IOCS表面,其相对浓度峰值越低,不利于SDZ的迁移;离子强度的增加,促进了SDZ在QS和IOCS中的迁移,这主要是受静电作用、表面络合作用和竞争吸附作用的控制.模拟结果显示,非平衡单点吸附模型（OSM）可以较好地模拟不同铁含量和离子强度下SDZ的迁移过程,拟合曲线与实测曲线几乎重合,R²>0.97,RMSE<0.032,拟合效果较好;反演所得吸附分配系数k_F随着铁含量的增加而增加,随离子强度的增加而减小;阻滞因子R_d与其呈现相同的变化趋势;吸附特征参数β>1,而一阶动力学速率常数α均较小.     

多孔ZnO/膨润土臭氧催化剂的制备及表征

以钠基膨润土为催化剂载体,Zn(NO_3)_2为锌源,硫酸和炭粉为改性剂,采用膨润土-Zn(NO_3)_2溶液混合法制备了多孔Zn O/膨润土臭氧催化剂,通过对酸性大红模拟染料溶液臭氧进行催化降解实验,考察了H2SO4质量分数、加炭质量分数、Zn(NO_3)_2浓度和焙烧温度等因素对催化剂性能的影响,并通过XRD、BET技术对催化剂的结构进行了表征分析。实验结果表明:催化剂的最佳制备工艺条件为H_2SO_4质量分数为10%、加炭质量分数为6%、Zn(NO_3)_2溶液浓度为1.0 mol/L和焙烧温度为500℃,对染料的降解率最大可达94.56%。