三种微生物对铀的吸附行为研究

开展了酵母菌(真菌)、枯草芽孢杆菌(细菌)、小球藻(藻类)对水体中铀(Ⅵ)的吸附性能及机理研究.结果表明:3种微生物对铀都具有较好的吸附效果.酵母菌,小球藻,枯草芽孢杆菌对铀的最佳吸附率分别为97.19%、97.13%、98.03%;且最大吸附量分别达到341.2、356.5、512.5mgU/g(DW).3种微生物对铀的吸附过程和机理有所不同,酵母菌和小球藻符合Langmuir模型,枯草芽孢杆菌更适合Freundlich模型,吸附至12h,酵母菌表面逐渐出现铀和磷的片状结晶及含铀沉积物堆积,小球藻和枯草芽孢杆菌与铀(50mgU/L)作用后细胞出现明显变形,菌体表面未出现铀的结晶物.     

TiO2@酵母微球吸附废水中的荧光增白剂-VBL及再生研究

采用静电自组装的方法制备出具有草莓结构的TiO2@酵母微球作为吸附材料,对阴离子型荧光增白剂-VBL(FWA-VBL)废水进行吸附研究,考察了溶液pH、溶液初始浓度和TiO2@酵母投加量对吸附效果的影响.结果表明,酸性条件有利于TiO2@酵母微球对FWA-VBL的吸附,平衡吸附量随着溶液初始浓度的增加而增加,随着TiO2@酵母微球投加量的增加而减小.TiO2@酵母对FWA-VBL的吸附行为更加符合Langmuir等温模型,在温度为323.15K下最大吸附量为167.50mg/g; 吸附动力学符合二级动力学方程; 热力学参数表明吸附过程是自发的吸热过程.归因于光催化-吸附耦合效应,TiO2@酵母微球展现出了良好的原位再生能力.H2O2的添加有助于提高TiO2@酵母微球的再生性能.     

Nexus between polymer support and metal oxide nanoparticles in hybrid nanosorbent materials (HNMs) for sorption/desorption of target ligands

Metal oxide nanoparticles like hydrated ferric oxide (HFO) or hydrated zirconium oxide (HZrO) are excellent sorbents for environmentally significant ligands like phosphate, arsenic, or fluoride, present at trace concentrations. Since the sorption capacity is surface dependent for HFO and HZrO, nanoscale sizes offer significant enhancement in performance. However, due to their miniscule sizes, low attrition resistance, and poor durability they are unable to be used in typical plug-flow column setups. Meanwhile ion exchange resins, which have no specific affinity toward anionic ligands, are durable and chemically stable. By impregnating metal oxide nanoparticles inside a polymer support, with or without functional groups, a hybrid nanosorbent material (HNM) can be prepared. A HNM is durable, mechanically strong, and chemically stable. The functional groups of the polymeric support will affect the overall removal efficiency of the ligands exerted by the Donnan Membrane Effect. For example, the removal of arsenic by HFO or the removal of fluoride by HZrO is enhanced by using anion exchange resins. The HNM can be precisely tuned to remove one type of contaminant over another type. Also, the physical morphology of the support material, spherical bead versus ion exchange fiber, has a significant effect on kinetics of sorption and desorption. HNMs also possess dual sorption sites and are capable of removing multiple contaminants, namely, arsenate and perchlorate, concurrently.     

坡缕石黏土污泥对水相中亚甲基蓝吸附研究

利用坡缕石黏土污泥(从木质素磺酸钠废水中得到)和酸化的坡缕石黏土(1mol/L盐酸)作为吸附剂对水相中的亚甲基蓝进行吸附研究,并利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)及Zeta电位分析对两种吸附剂的结构及表面电性进行了表征.结果表明:当吸附剂用量为10mg,温度为30℃时,1mol/L盐酸酸化的坡缕石黏土最大吸附量为97.50mg/g,坡缕石黏土污泥最大吸附量为98.7mg/g.选取坡缕石黏土污泥作为最佳吸附剂,对污泥吸附亚甲基蓝的吸附等温线、吸附热力学及吸附动力学模型进行了研究,结果显示:此吸附过程为自发吸热过程,吸附等温线更符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学模型.     

预处理方法对香蒲厌氧发酵联产H2-CH4效能的影响

通过厌氧发酵动力学分析、还原糖及其他代谢产物变化情况,结合香蒲微观结构解析,系统研究酸(HCl)、碱(NaOH)、酶(纤维素酶R-10)3种预处理对水生植物厌氧发酵联产H₂-CH₄的影响. 结果表明:香蒲分别经酸、碱、酶3种预处理后,厌氧发酵联产累积H₂、CH₄产量及含量均显著提高,c(HCl)、c(NaOH)均为1.0mol/L, w(纤维素酶R-10)(以底物计)为10mg/g时,预处理最佳. 其中1.0mol/L NaOH预处理香蒲效果最佳,φ(H₂)(H₂含量)达30.09%,累积产H₂量(以香蒲干质量计)达11.39mL/g;φ(CH₄)(CH₄含量)最高达67.48%,累积产CH₄量(以香蒲干质量计)达41.87mL/g;还原糖利用率达50.87%,sCOD(溶解性化学需氧量)利用率达66.17%. 纤维素酶预处理后香蒲产CH₄能力显著提高,产CH₄阶段φ(CH₄)最高为71.39%,累积产CH₄量达46.32mL/g,还原糖利用率达72.10%. 扫描电镜微观结构分析表明,碱预处理对香蒲纤维素结构破坏程度最大,可有效增加香蒲与微生物接触面积,有利于厌氧发酵联产H₂-CH₄工艺的快速启动和稳定运行.      

胺型腰果酚醛树脂对Ag~+的吸附

制备了3种胺型腰果酚醛树脂(二乙撑三胺型腰果酚醛树脂(PCD)、己二胺型腰果酚醛树脂(PCE)、己二胺型腰果酚醛树脂(PCH)),采用XPS(X-射线光电子能谱仪)、EA(元素分析仪)、FTIR(傅利叶变换红外光谱分析仪)等手段研究了其结构特征,并考察了其对水溶液中Ag+的吸附行为和机理.结果表明,3种树脂对Ag+有较高的吸附量和吸附作用;在pH值为5.5的条件下,树脂对Ag+的吸附效果最佳;2h内吸附达到平衡;吸附行为均符合Lagergren准二级速率方程;树脂对Ag+的吸附均符合Langmuir等温吸附方程;吸附反应为自发吸热和熵增的过程;可溶性无机盐对树脂吸附Ag+的影响不大;推测其吸附机理是树脂上胺基、羟基与Ag+发生较强的配位作用和较弱的离子交换作用的化学吸附为主.吸附Ag+后的树脂可用硝酸脱附再生;树脂循环使用4次后,吸附率和脱附率仍大于90%.     

有机质官能团及微孔特性对疏水性有机污染物吸附的影响机制

作为重要的地质吸附剂,土壤/沉积物中的有机质是环境中疏水性有机污染物主要的汇.由于有机质的结构异质性,疏水性有机污染物一旦进入其中,会被吸附在不同的位点上,反应活性和生态风险进而会发生变化.对疏水性有机污染物在有机质上的吸附进行研究有助于了解其在环境中的分布,传输及生物有效性.本文就疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的有机质上吸附的国内外研究进展进行了综述,讨论了重要有机质组分(腐殖质和碳黑)的结构和吸附作用差异性,重点分析了有机质的微孔特性和官能团对吸附的影响机制.     

Adsorptive removal of Drimarine Red HF-3D dye from aqueous solution using low-cost agricultural waste: batch and column study

This study involves the utilisation of peanut husk for the removal of Drimarine Red HF-3D dye from aqueous solutions. Batch study experiments were conducted with native, HNO₃-treated and Na-alginate-immobilised peanut husk biomass. Maximum dye removal (95.24 mg/g) was obtained with HNO₃-treated biomass. The experimental data were successfully explained with a pseudo-second-order kinetic model for all types of biosorbents. The equilibrium data fitted well to the Freundlich adsorption isotherm model. A thermodynamic study was also carried out to check the nature of the adsorption process. A fixed-bed column study for Drimarine Red HF-3D was carried out to optimise the effect of bed height, flow rate and initial dye concentration using peanut husk biomass. The column study showed that biosorption capacity increased with the increase in initial dye concentration and bed height, but decreased with increased flow rate. Data for Drimarine Red HF-3D were in very good agreement with the bed depth service time model. Fourier transform infrared analysis demonstrated the involvement of different functional groups in dye biosorption. These results showed that peanut husk biomass possessed good potential for the removal of Drimarine Red HF-3D from aqueous solution.     

畜禽养殖排放的雌激素对周边水体环境的影响

环境雌激素是一大类化学物质,它们能够干扰生物体内激素的合成、分泌、转运、活性等,或与生物体内激素结构相似而发挥激素作用,对生物体的生长、繁殖及行为产生不利影响。环境雌激素包括天然雌激素及人工合成类雌激素。随着国内畜禽养殖的规模与数量的不断扩大,养殖场成为了一个很大的环境雌激素的产生源,其环境风险应得到相应的重视。目前对畜禽养殖过程中环境雌激素的产生量以及雌激素进入环境后的迁移转化行为已有很多的研究,包括野外的调查与实验室内机理研究。畜禽养殖过程产生的大量雌激素进入环境后能够被土壤吸附及微生物降解。室内的静态平衡吸附实验、土柱迁移试验及降解研究均表明雌激素进入环境后绝大部分迅速被吸附到土壤颗粒或悬浮胶体、沉积物颗粒上,同时发生转化与生物降解,由此推断其对周边环境中的雌激素贡献很小。然而,野外调查结果却表明实际情况下雌激素的迁移性高于理论期望值。因此,畜禽养殖对周边环境中雌激素的贡献量的大小尚未明确。本论文综述了畜禽养殖过程中环境雌激素的排放情况,结合国内外的调查研究,阐述了畜禽养殖产生的环境雌激素在土壤及水体中的迁移与降解行为,探讨了影响准确评估畜禽养殖排泄物对周边水体中雌激素贡献大小的因子,并提出了今后应开展原位吸附与迁移的实验,重点考虑天然有机质及抗生素等共存物质对雌激素环境行为的影响,建立综合模型来估算不同时期养殖场对周围水环境雌激素的贡献量的建议。     

双齿许水蚤(Pseudodiaptomus dubia)对亚热带虾池Cu和Zn富集的研究

重金属污染是对虾养殖环境主要污染现象之一,查明重金属在环境中的迁移规律对养殖水质调控和对虾健康养殖具有重要意义。本文采用火焰原子吸收分光光度计测定在不同暴露时间下双齿许水蚤(Pseudodiaptomus dubia) 对Cu和Zn的富集量,研究了双齿许水蚤对Cu和Zn富集动力学,并探讨了温度和盐度对其富集的影响。结果表明：双齿许水蚤对Cu和Zn的富集过程均经历了快速、慢速和平衡3个阶段,实验24 h达到富集平衡;双齿许水蚤对Cu和Zn的富集动力学参数k_1(Cu)=0.077 < k_1(Zn)=0.272,BCF_(Cu)=0.344 < BCF_(Zn)=2.252,双齿许水蚤对Zn的富集速率和富集能力均大于Cu。温度对双齿许水蚤Cu和Zn富集的影响显著(p <0.05),最适温度范围为15~30 ℃;盐度对双齿许水蚤Zn富集的影响极显著(p <0.01),而对Cu富集的影响不显著(p >0.05),对Cu和Zn适宜的富集盐度范围为5~35。这些研究结果表明,双齿许水蚤对Cu和Zn均具有较强的富集能力。基于以上研究结果,在对虾养殖期间,应通过循环过滤设施去除受到重金属污染池塘中的浮游动物,从而减少幼虾对其摄食和量度体重金属的积累,降低食品安全隐患。