MgO改性莲蓬壳生物炭的制备及其磷吸附特性

为了研究生物炭作为磷吸附剂的潜在应用特性,本文通过将MgO与莲蓬壳混合物快速热解制备纳米MgO-生物炭吸附剂.采用XRD、BET、SEM和TEM对其理化特性进行表征,并进行了吸附实验.结果表明,MgO主要以薄片状和颗粒状的形态负载在炭表面,使吸附活性位点增加,MgO-生物炭MBC3吸附量是未负载MgO生物炭MBC1的14倍,热解通10%CO_2载气,MBC9的吸附量进一步增加为MBC1的16倍.准二级动力学能更好地描述吸附过程,磷酸根在MgO-生物炭上的吸附是以化学吸附为主导.MBC3和MBC9的Langmuir最大吸附量分别可达到283. 26 mg·g~(-1)和297. 96 mg·g~(-1). MgO-生物炭是一种高效的磷吸附剂,可用来治理水体富营养化问题.     

广西刁江流域Cd和Pb复合污染稻田土壤的钝化修复

采用田间小区试验,研究施用海泡石、石灰和磷酸盐对广西刁江流域Cd和Pb复合污染稻田土壤的钝化修复效应,并通过土壤重金属形态分析探讨不同钝化剂的作用机理。结果表明,添加钝化剂可显著提高稻谷和秸秆产量,最大增产率分别可达25．4％和28．3％,其中海泡石与磷酸盐复配处理增产效果最佳。施用钝化剂可以有效降低水稻各部位重金属含量,水稻糙米Cd和Pb含量最大降幅可达65．12％和61．86％;钝化剂复配处理对水稻地上部Cd和Pb含量的降低效果明显优于单一处理,其中海泡石和磷酸盐或石灰复配处理糙米cd含量符合GB2762--2005《食品中污染物限量》。不同钝化处理均能显著降低土壤TCLP（毒性特性浸出程序）提取态cd和Pb含量,最大降幅分别为28．86％和45．60％,其中钝化剂复配处理对土壤TCLP提取态重金属的抑制效果优于单一钝化处理。总体而言,海泡石与磷酸盐复配处理对广西刁江流域重金属复合污染稻田土壤的钝化修复作用最佳。     

丁草胺污染对高产水稻土微生物区系的影响

土壤微生物多样性是表征土壤质量最有潜力的指标,与农田生态系统的稳定性和生产力密切相关。云南永胜涛源乡是保持我国水稻小面积超高产纪录的特殊生态区,常年施用丁草胺作为选择性芽前除草剂,因此,了解丁草胺对其土壤微生物物种多样性的影响意义重大。采用平板菌落计数法,研究了模拟条件下不同丁草胺剂量（有效成分质量分数0.15、0.30和1.5 mg·kg^-1）对高产水稻土中好氧细菌（aerobic bacteria）、放线菌（actinobacteria）和真菌（fungi）,以及功能微生物自生固氮菌（nitrogen fixing bacteria）、磷酸盐溶解菌（phosphate solubilizing bacteria）和硅酸盐细菌（silicate dissolving bacteria）数量的影响。结果表明：施药7 d,中、高质量分数（0.30和1.50 mg·kg^-1）丁草胺处理好氧细菌数量比CK分别高出78.6%和153.8%,而后数量逐渐下降,表现出先刺激生长、后抑制活性的作用,低质量分数（0.15 mg·kg^-1）丁草胺对好氧细菌的生长和增殖影响不明显;施药7 d,高质量分数处理放线菌数量超过CK 75.1%,表现出明显的刺激作用;施药15 d,中等质量分数处理放线菌数量比 CK 高出125.0%,丁草胺浓度越高,刺激作用越迅速,低浓度丁草胺对放线菌则主要表现为抑制作用。低浓度丁草胺对真菌的生长和增殖基本没有影响,中等浓度有先抑制后刺激的作用,施药30 d后其真菌数量超过CK 56.9%,高浓度丁草胺则表现为抑制作用,施药7、30和45 d其真菌数量始终显著低于CK;不同浓度处理丁草胺均能刺激自生固氮菌的数量显著增加,施药7 d,低、中、高质量分数处理自生固氮菌数量分别高出CK 237.1%,179.9%和138.1%,刺激作用显著,但随培养时间延长,高浓度开始表现出抑制作用;不同浓度丁草胺均能抑制磷酸盐溶解菌的生长和增殖,低浓度处理抑制作用微弱,中、高浓度处     

武汉市水体中磷污染情况的调查研究及现状分析

针对武汉市水体污染状况进行调查研究，分析结果表明武汉的河流湖泊均已受到严重的污染，水体中的污染物有凯氏氮、总磷、高锰酸钾指数等，且这些污染物主要来源于生活污水。据相关资料计算可知在生活污水中磷的贡献率依次为：人体排磷69．85％、洗涤剂排磷21．8％、杂排水排磷8．35％。     

不同剖面层次土壤磷素运移研究

以陕西杨凌地区塿土为研究对象,通过饱和稳定流土柱运移试验,测定磷酸盐(H_2PO_4~-)在不同层次土壤中的运移穿透曲线(BTC),应用CDE模型、CXTFIT软件程序对其实测穿透曲线(BTC)进行拟合求其运移参数,研究其运移规律。结果表明,磷酸盐在塿土中的运移受到土壤的强烈阻滞作用,随着CaCO_3含量增加,磷酸盐运移所受的阻滞作用增大。磷酸盐在塿土不同剖面层次中运移所受阻滞作用大小与CaCO_3含量呈极显著的正相关,r=0.9791;而与粘粒含量且成极显著的负相关、r=0.9318。磷酸盐在塿土不同土层运移所受阻滞作用大小顺序为:钙积层>堆垫表层>粘化层,其阻滞因子R值分别为:11.80～13.00,5.20～7.00,3.90～5.00。     

镧改性沸石改良太湖底泥的磷吸附特征

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg·L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方程,未改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量为791 mg·kg-1,镧改性沸石添加量为10、25和50 g·kg-1的改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量分别为937、1 037和1 505mg.kg-1.准二级动力学模型可以较好地描述太湖底泥对磷酸盐的吸附动力学过程.太湖底泥对磷酸盐的去除能力随pH值增加而降低,其对磷酸盐的吸附属于自发和吸热过程.改良太湖底泥对磷酸盐的吸附能力明显高于未改良太湖底泥,并且其吸附能力随镧改性沸石添加量的增加而增加.镧改性沸石添加量为10～50 g · kg-1的改良太湖底泥的磷吸附-解吸平衡浓度为0.129～0.241 mg·L-1,明显低于未改良太湖底泥(0.386 mg·L-1).被改良底泥中镧改性沸石所吸附的磷以NaOH-P和HCl-P等较稳定的形态存在,厌氧状态下不易释放.     

Facile fabrication of dolomite-doped biochar/bentonite for effective removal of phosphate from complex wastewaters

● Dolomite-doped biochar/bentonite was synthesized for phosphate removal. ● DO/BB exhibited a high phosphate adsorption capacity in complex water environments. ● PVC membrane incorporated with DO/BB can capture low concentration phosphate. ● Electrostatic interaction, complexation and precipitation are main mechanisms. The removal of phosphate from wastewater using traditional biological or precipitation methods is a huge challenge. The use of high-performance adsorbents has been shown to address this problem. In this study, a novel composite adsorbent, composed of dolomite-doped biochar and bentonite (DO/BB), was first synthesized via co-pyrolysis. The combination of initial phosphate concentration of 100 mg/L and 1.6 g/L of DO/BB exhibited a high phosphate-adsorption capacity of 62 mg/g with a removal efficiency of 99.8%. It was also stable in complex water environments with various levels of solution pH, coexisting anions, high salinity, and humic acid. With this new composite, the phosphate concentration of the actual domestic sewage decreased from 9 mg/L to less than 1 mg/L, and the total nitrogen and chemical oxygen demand also decreased effectively. Further, the cross-flow treatment using a PVC membrane loaded with DO/BB (PVC-DO/BB), decreased the phosphate concentration from 1 to 0.08 mg/L, suggesting outstanding separation of phosphate pollutants via a combination of adsorption and separation. In addition, the removal of phosphate by the PVC-DO/BB membrane using NaOH solution as an eluent was almost 90% after 5 cycles. The kinetic, isotherm and XPS analysis before and after adsorption suggested that adsorption via a combination of electrostatic interaction, complexation and precipitation contributed to the excellent separation by the as-obtained membranes.     

改性沸石同步深度脱氮除磷的实验研究

以氯化铝、硫酸镁为活性剂,采取高温活化,对天然沸石进行改性,并通过正交试验优化了改性工艺。以模拟二级出水为研究对象,考察了改性沸石同步去除水样中氮磷的效果及其影响因素,并对不同温度下改性沸石对磷酸盐和氨氮的吸附平衡和吸附热力学,以及脱氮除磷机理进行了探讨。结果表明,15 min后改性沸石脱氮除磷过程基本完成,其pH值范围与实际污水相符,最佳pH值为8;当投加质量浓度为0.8 g/L时,出水中氨氮浓度和总磷浓度均达到景观环境用水水质标准(GB/T 18921-2002)。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程。热力学参数ΔG⁰、ΔH⁰分别为正值和负值,表明该吸附是一个自发的吸热过程。     

长江经济带“三磷”行业环境管理现状及对策建议

“十三五”期间总磷成为长江经济带水体首要污染因子,长江流域的总磷污染开始引起各方面的高度关注.我国“三磷”〔磷矿、磷化工（含磷肥、含磷农药、黄磷制造等）、磷石膏库〕企业主要分布在长江经济带四川省、云南省、贵州省、重庆市、湖南省、湖北省、江苏省等7省市,企业分布与长江总磷污染程度呈正相关.介绍了我国“三磷”行业产业发展现状,全面梳理长江经济带7省市“三磷”行业环境污染现状,进一步指出现阶段“三磷”行业存在的主要环境问题:①磷石膏库防渗不到位、渗滤液无法有效收集;②磷肥企业雨污分流不完善、初期雨水收集设施不规范;③黄磷企业“点天灯”、无组织废气排放控制不严;④含磷农药企业母液处理回收难度大;⑤磷矿矿井水不能稳定达标排放、贮矿场雨污分流不彻底.针对上述问题,提出规范化整治建议,即完善企业雨污分流以及加强黄磷尾气综合利用、含磷农药母液处理、磷石膏综合利用等.结合国家层面宏观管控要求,剖析了现阶段“三磷”行业环境管理政策存在的问题,提出针对性对策建议:①完善“三磷”标准规范制修订工作;②继续强化“三磷”排查整治专项行动;③加强环境综合监管力度及效能;④政策层面推动磷石膏综合利用.      

2种湿地植物根表铁氧化物胶膜的形成及其对磷素吸收的影响

在田间条件下,运用土壤溶液原位抽提和毛细管电泳分析等技术,比较了芦竹(Arundo donaxLinn)和香蒲(Typhalatifolia)根表铁氧化物胶膜数量、土壤根际溶液磷质量浓度、根际土和根际溶液pH及根膜比等的差异,阐明了湿地植物根表铁氧化物胶膜对磷素从非根际土壤-根际土壤-根际溶液-根表铁氧化物胶膜-根系的迁移过程的影响以及在磷素净化中的根际调控机制.结果表明,芦竹和香蒲根表铁氧化物胶膜数量(以根系鲜重计)分别为20 170.8和7 640.3 mg/kg.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际土有效磷含量分别是28.85、34.99 mg/kg;各比其无铁氧化物胶膜增加了46.2%、21.9%.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际溶液磷质量浓度为0.65、0.56 mg/kg,分别比其无铁氧化物胶膜沉积高9.2%、33.9%.芦竹根表铁氧化物胶膜吸附的磷占根系吸附吸收磷的81.7%,香蒲是85.7%.根表有铁氧化物胶膜沉积的芦竹磷素利用有效性比无铁氧化物胶膜的植株高16.5%,香蒲高31.4%.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹和香蒲植株体内磷含量均比无铁氧化物胶膜高.同时,铁氧化物胶膜对磷酸盐的吸附提高了磷酸盐从非根际向根际、固相(根际土壤)向液相(根际土壤溶液)的迁移速率.有铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量累积,无铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量耗竭.