氮掺杂TiO2介孔光催化剂降解腐殖酸的研究

 以甲酰胺为氮源,钛酸四丁酯为钛源,P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了N-TiO2,并利用X-射线粉末衍射(XRD)、BET、分子荧光(PL)等技术对催化剂进行了表征.结果表明, N-TiO2主要以锐钛矿型存在,加入适量模板剂可使N-TiO2具有介孔结构,比表面积达到111.767m2/g,并能使其光生电子与空穴的复合率降低,采用5%P123制备的N-TiO2催化剂(10g/L),对腐殖酸钠(5mg/L)光催化降解,2h后其降解率可达98%,反应符合一级动力学.     

铵态氮肥和腐殖酸协同促进孔雀草对土壤中Cd的去除

为了提升孔雀草(Tagetes patula L.)对镉(Cd)污染土壤的修复潜力,通过田间试验,研究铵态氮肥和腐殖酸对孔雀草生长以及土壤中Cd去除的影响.结果表明,氮肥(N)与氮肥和腐殖酸联用处理(NHA)可显著提高孔雀草的生物量;与对照(CK)相比,NHA和N处理下孔雀草地上部生物量分别提高了 2.49倍和1.52倍(肥东土壤),提高了 2.28倍和1.74倍(长丰土壤).在孔雀草生长期间,氮肥和腐殖酸能够降低土壤pH值,尤其是NHA处理;NHA处理较CK处理在肥东和长丰土壤上pH值分别降低了 0.76和0.84个单位;腐殖酸处理(HA)能显著提高肥东与长丰土壤中DOC的含量.NHA和HA处理能显著促进孔雀草根系生长发育,改善孔雀草的根系形态特征.在肥东和长丰土壤中,与CK相比较,NHA处理土壤有效态Cd含量分别增加了 64.1％和53.1％,孔雀草Cd的累积量分别增加了 7.17倍和4.15倍;NHA处理的土壤Cd去除率最高,在肥东和长丰土壤上分别达到17.06％和14.08％.本研究表明在强化孔雀草修复重金属Cd污染土壤方面,铵态氮肥和腐殖酸的联用具有潜在应用前景.     

老化前后聚苯乙烯微塑料对天然有机物的吸附

随着地表水环境中微塑料的不断检出,微塑料污染受到广泛关注.微塑料是一类比表面积较大的疏水性物质,具有一定的吸附作用,其势必对地表水中的天然有机物产生影响.此外,暴露于自然环境下的微塑料也会受到紫外辐射或氧化等过程的影响,从而改变其物理化学性质,影响其对天然有机物的作用.本文开展了聚苯乙烯微塑料(mPS)经紫外和过氧化氢老化前后吸附腐殖酸(HA)和富里酸(FA)的对比研究.结果表明,老化过程使微塑料的孔隙和表面粗糙度明显增加,比表面积有大幅提高,但结晶度减小,官能团没有明显变化.疏水性的mPS微塑料对HA的吸附效果好于FA,且老化微塑料对两种有机物的吸附能力皆高于老化前,微塑料的吸附能力与比表面积大小呈正相关关系.吸附试验数据皆较好地拟合了准二级动力学模型(R²>0.93)和Freundlich模型(R²>0.91),微塑料对HA和FA的吸附以多层不均匀的物理吸附为主,两者在微塑料上的吸附分别为自发的放热和吸热反应过程.试验微塑料对HA和FA的吸附能力皆随着pH的增加呈先降低后增加的趋势.两种有机物在超纯水和地表水介质中的解吸率具有...     

溶液化学对纳米二氧化钛吸附腐殖酸的影响

研究了环境相关pH(5.0-11.0)、盐度(NaCl和CaCl2 0-500mmol·L-1)条件下,纳米二氧化钛(nano-TiO2)对不同浓度腐殖酸(HA,以溶解性有机碳DOC计0-100mg·L-1)的吸附.结果表明,nano-TiO2对HA的吸附迅速达到平衡,符合Freundlich吸附等温线模型.对于高浓度...     

腐殖酸(HA)作用下纳米氧化锌对鲫鱼的毒性效应

通过静态模拟实验,研究不同浓度(0、1、1.5、2.5 mg L-1)腐殖酸(Humic acid,HA)对纳米ZnO(5 mg L–1)毒性效应的影响.将鲫鱼暴露于HA与纳米ZnO混合体系中7 d后,分析Zn在鲫鱼体内的富集分布,及对鲫鱼脑部和肝脏自由基含量、抗氧化系统等的影响.结果显示:随HA浓度的增加,鲫鱼鳃部和肌肉中Zn的含量增高,眼、脑和肝部Zn含量则随之下降.纳米ZnO诱导鲫鱼肝脏和脑产生羟基自由基,HA浓度增大诱导鲫鱼肝脏和脑中SOD活性升高,MDA、GSH含量增加.纳米ZnO胁迫导致鲫鱼肝脏和脑氧化损伤,HA的浓度增加会促进纳米ZnO对鲫鱼肝脏和脑部的氧化损伤.研究表明HA改变了纳米ZnO在环境中的生物效应,因此在关注纳米材料的水生态安全时,不能忽视环境因子的影响.     

荧光猝灭法研究洛克沙胂与腐殖酸的相互作用

运用荧光光谱和荧光猝灭滴定方法,研究腐殖酸(HA)与洛克沙胂(ROX)之间的相互作用,考察了HA浓度、pH和温度对ROX与HA之间相互作用强度的影响.结果表明,HA中的4个峰(Ex/Em=300 nm/480 nm、370 nm/480 nm、420 nm/500nm、460 nm/520 nm,分别标记为A、B、C、D)与ROX发生了不同程度的猝灭作用,猝灭程度依次为C>B>A>D.随着HA浓度增加,ROX与峰A所代表官能团结合常数的常用对数值lg K有略微上升,且远大于O2双分子动态猝灭常数的lg K值,表明ROX能与HA中羧基和羰基等官能团发生静态猝灭作用;在pH值5.00~9.00范围内,ROX-HA体系中峰A的lg K在3.55~3.98 L·mol-1之间波动,且在pH=6.00时达到最大值,这可能是由于pH改变了ROX形态以及HA分子中酚羟基和羧基的构象所致;在25.0~55.0℃范围内,随着温度上升,lg K值降低,lg K值介于2.65~3.89 L·mol-1之间,这进一步表明ROX与HA中的类FA荧光峰所代表的官能团发生静态猝灭.瞬态荧光光谱和线性模型拟合分析表明:ROX与HA中峰A、峰B、峰D所代表的官能团均发生单一静态猝灭作用,而与峰C所代表的官能团同时发生静态猝灭和碰撞猝灭作用.     

腐殖酸和半胱氨酸对Shewanella oneidensis MR-1生物转化硫化汞的影响

研究了不同浓度腐殖酸和半胱氨酸条件下,铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1对固态硫化汞的生物溶解和甲基化作用.结果表明,固态硫化汞的生物溶解量随加入腐殖酸浓度的增大而增加,当腐殖酸浓度为10mg/L时,固态硫化汞的溶解量约为3.35mg/L;在腐殖酸浓度为1~5mg/L范围内,S.oneidensis MR-1对硫化汞的生物甲基化率呈上升趋势,在5~10mg/L范围时呈下降趋势,其中生物甲基化率最大值约为10.55%;加入不同浓度半胱氨酸对菌株生物溶解固态硫化汞的影响不明显,但能增加S.oneidensis MR-1对硫化汞的生物甲基汞生成量,加速甲基化反应进程,使硫化汞的生物甲基化率提高至19.23%.该研究为自然水体生态系统中铁还原菌参与固态硫化汞生物溶解及生物甲基化提供了直接证据.     

酰胺咪嗪光降解效能与机制及其影响因素研究

以氙灯为模拟光源,研究了酰胺咪嗪（carbamazepine,CBZ）在纯水中的光降解效能与机制,并考察了硝酸根离子（NO3-）、碳酸氢根离子（HCO3-）和腐殖酸（HA）对其光降解速率的影响.结果表明,纯水中CBZ的光降解符合假一级反应动力学;在光强为1 200 mW.cm-2、CBZ初始浓度为200μg·L-1时,CBZ的光降解速率常数为0.028 7 min-1,半衰期为24.15min;纯水中CBZ的去除是以自敏化光降解反应为主,其中单线态氧（1O2）参与的自敏化光氧化反应贡献率较大,为75.3%,而羟基自由基（.OH）的贡献率较小,为5.6%;在本试验条件下,NO3-、HCO3-以及HA浓度的增加都会对CBZ的光降解过程产生抑制,其中NO3-的抑制作用最为明显,当加入的NO3-浓度为0.5 mmol·L-1时,CBZ的半衰期延长为433.22 min,约为不加NO3-时的18倍.     

Geobacter sulfurreducens对汞的甲基化及其影响因素研究

在实验室模拟条件下,研究了铁还原菌Geobacter sulfurreducens对汞的甲基化作用及其影响因素.结果表明,G.sulfurreducens在低浓度汞溶液中能够生长,但生长受到一定程度的抑制,主要表现在菌株生长曲线迟缓期的延长.G.sulfurreducens在生长过程中能同时将溶液中无机汞转化为甲基汞,甲基化过程受多种环境因素的制约.在初始HgCl2浓度为1 mg.L-1、温度35℃、pH 6.0、0.9%盐度的厌氧环境条件下,G.sulfurreducens对汞的甲基化率可达38%.适当增加HgCl2初始浓度与盐度能提高甲基汞的转化率,但过高汞浓度和盐度会造成微生物的死亡;温度在4～35℃范围内,温度越高甲基汞转化率越高;弱酸性环境比酸性或中碱性环境更利于汞的甲基化.此外,腐殖酸和半胱氨酸等均影响甲基汞的转化效率,其中腐殖酸对汞甲基化有一定的抑制作用,而半胱氨酸有较强的促进作用.该研究为自然水体生态系统中铁还原菌参与汞甲基化的过程提供了直接证据.     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面微观形貌及其孔表面分形特征

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了不同pH(9.0、7.0、5.0)原水在45.89mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=9.0)或28.41mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=7.0、5.0)投药量下混凝后形成的PFC-HA絮体的粉末样品,研究了它们的表面微观形貌和孔表面分形特征.SEM图像表明,PFC-HA絮体具有不规则的块、片状形貌,而且在原水pH=9.0或pH=7.0时形成絮体也存在簇状结构.3种样品对N2的吸附-脱附等温线上均存在滞后圈,但样品3的形状不同.它们的吸附量、BJH累积吸附孔体积与脱附平均孔径的大小顺序均为:样品3＞样品2＞样品1,即随原水pH的降低而升高,而且孔尺度分布曲线显示样品3的表面存在大孔.BET比表面积的变化趋势与它们不一致,且样品2的比样品3稍大,样品1的最小.基于分形FHH方程,采用吸附等温线和脱附等温线数据计算出样品1和样品2的孔表面分形维Ds数均在2.94左右,而样品3的均小于2.38.这些Ds值似乎不能完全表示出因孔表面粗糙性而导致的空间填充能力的大小,主要表达了3种样品的中孔甚至大孔的尺度分布引起的不规则性.本试验中采用热力学模型计算出的3个样品Ds值大都超过3,它们已经失去了维数的实际意义;但样品3因其吸附-脱附等温线上的滞后圈接近圆桶式的A类,如果缩小分形标度区间,可以得到与分形FHH方程计算出的Ds接近的值.