不同裂解温度稻壳生物炭对阿特拉津的吸附行为及机制

为探究不同裂解温度下稻壳生物炭的结构和性质差异及其对阿特拉津（AT）的吸附作用机制和构-效关系,以稻壳为原料在300、500和700℃下制备稻壳生物炭（分别记为RH300、RH500、RH700）,通过电镜扫描、元素分析仪、比表面积分析仪和傅里叶变换红外光谱分析仪等对3种稻壳生物炭进行结构表征分析,并采用批量等温吸附法研究稻壳生物炭对AT的吸附特性.结果表明:裂解温度由300℃升至700℃时,稻壳生物炭中w（C）由48.81%升至64.67%,w（H）、w（N）和w（O）则由3.22%、1.45%和34.66%分别降至0.89%、0.92%和16.29%,原子比H/C、O/C和（O+N）/C值均降低.可见,随着裂解温度升高,稻壳生物炭的芳香性增强,亲水性和极性降低,且比表面积和孔体积增大,平均孔径减小.3种稻壳生物炭对AT的吸附均可用Freundlich和Langmuir两种等温吸附模型进行较好地拟合（R≥0.948,P < 0.01）,吸附作用及非线性程度与生物炭的比表面积（SSA）、芳香性（H/C）、亲水性（O/C）和极性〔（O+N）/C〕呈良好的指数关系,大小表现为RH700 > RH500 > RH300.稻壳生物炭对AT的吸附机制主要包括分配作用和表面吸附,分配作用强度与生物炭的极性和炭化程度有关;而表面吸附作用与AT的分子大小有关,3种稻壳生物炭对AT的表面吸附除表面覆盖外,还存在多层平铺、毛细管现象和孔隙填充等.研究显示,裂解温度是影响生物炭吸附有机污染物的重要因素,在综合考虑成本和制备工艺的同时,适当提高裂解温度可增强生物炭对有机污染物的吸附作用.      

电场与MnxCey催化剂在苯氧化反应中的协同效应及机理探究

挥发性有机物（VOCs）大量排放已成为日益严重的环境问题,为了实现VOCs的高效去除,本文采用自蔓延燃烧合成法制备了一系列锰铈复合氧化物催化剂,将稳恒直流电场引入典型VOCs气体苯的催化氧化过程,并基于不同电场条件下催化剂的理化性质表征结果进行机理分析.实验结果表明,Mn_xCe_y催化剂对含苯废气的去除有良好的效果,稳恒直流电场显著促进了催化剂的活性,其中Mn₁Ce₃的催化性能最佳,电流为5 mA时,Mn₁Ce₃催化剂在155℃可达到50%的苯转化率,在202.4℃可达到90%的苯转化率,对应的转化温度T₅₀和T₉₀比传统方法分别降低了62.4℃和48.3℃,且电场中的反应活化能由52.32 kJ·mol^-1降低至32.31 kJ·mol^-1.根据实验现象及表征结果,发现协同效应与活性位点的快速持续再生及活性氧物种的转化有关,由此提出苯在Mn_xCe_y催化剂上的氧化机理及电场协同催化的反应模型.     

保护性耕作对玉米田土壤中除草剂残留的影响

保护性耕作能够显著提高土壤有机质,改善土壤质量,但是关于保护性耕作如何影响农药等污染物在土壤中残留的研究却较为匮乏,而土壤污染又与粮食安全息息相关.因此,选择7个实验地点,针对传统耕作与保护性耕作两种耕作方式下土壤中3种除草剂(乙草胺、阿特拉津和二甲四氯钠)残留特征进行了分析.结果表明,保护性耕作显著影响土壤的总有机碳含量、土壤含水率和土壤团聚体平均粒径等性质[使(2.1±0.1)%、(19.1±1.2)%和(82.2±3.0)μm分别增加至(2.9±0.3)%、(22.3±1.5)%和(97.2±4.2)μm].研究进一步发现,保护性耕作对不同除草剂在土壤中残留的影响存在差异性.例如,保护性耕作通过影响土壤总有机碳含量显著增加东丰试验田土壤中阿特拉津的含量[使(3.8±0.3)ng·g^-1增加至(17.7±3.0)ng·g^-1],通过影响土壤团聚体平均粒径显著降低德惠试验田土壤中乙草胺的含量[使(50.6±10.3)ng·g^-1降低至(9.2±2.5)ng·g^-1].然而,由于不同土壤性质对土壤中...     

稻秸秆添加强化沉水植物湿地对农田径流中不同形态氮的去除效果

为提升稻田周边湿地对农田径流中不同形态氮的净化效率,有效拦截农田面源污染导致的氮磷流失,采用农业废物稻秸秆为有机碳源与沉水植物组合构建强化湿地系统,共设置不种植苦草且不添加稻秸秆（NS）、只种植苦草（VN）、只添加稻秸秆（SS）和种植苦草并添加稻秸秆（VS）4个处理,研究强化湿地对不同形态氮农田径流的净化效果与机制。结果表明：1）在处理以氨氮（NH₄ ⁺-N）为主要氮形态的农田径流时,VN和VS对废水中TN和NH₄ ⁺-N的去除率显著高于其他处理（P<0.05）,表明种植苦草是提升湿地对NH₄ ⁺-N农田径流净化效果的主要因素;2）处理以硝态氮（NO₃ ⁻-N）为主要氮形态的农田径流时,SS和VS对废水中TN和NO₃ ⁻-N的去除率显著高于其他处理（P<0.05）,表明添加稻秸秆显著提升了湿地对NO₃ ⁻-N农田径流的净化效果。3）湿地中只种植苦草时对NO₃ ⁻-N去除效果不佳,只添加稻秸秆时对NH₄ ⁺-N去除效果较差,种植苦草并添加稻秸秆对2种形态氮均有较好的去除效果,同时二者对磷的去除效果与只种植苦草的湿地无显著差异。因此,稻秸秆添加强化沉水植物湿地在拦截净化农田面源污染中具有推广应用的潜力。

     

UV-B增强对稻田呼吸速率、CH4和N2O排放的影响

于水稻生长季进行室外盆栽试验,人工模拟UV-B辐射增强20%,采用静态箱-气相色谱法测定稻田生态系统的呼吸速率、CH4和N2O排放通量,研究UV-B辐射增强对稻田生态系统呼吸速率、CH4和N2O排放通量的影响.结果表明,UV-B辐射增强没有改变稻田呼吸速率、CH4和N2O排放通量的季节变化规律;与对照相比,平均呼吸速率...     

特低渗透油层含油污水处理工艺新技术

针对大庆油田低渗透油层水处理工艺存在的问题,设计了金刚砂过滤工艺。进行过滤效果及现场应用稳定性试验,通过工艺的调整及参数的优化,使其出水指标稳定,确定其最佳滤速、反洗再生、级配等运行工艺参数。并对其技术、经济性评价分析,确定为适合油田的精细过滤技术。     

脉冲变频电磁场对水华鱼腥藻生长的效应

对脉冲变频电磁场作用下,扫描频率和磁感应强度的变化对水华鱼腥藻细胞活性和生长的影响进行了研究。结果显示,扫描频率从25-27 Hz增大到1-60 kHz时,磁场对藻细胞活性的抑制作用减小,但增大到60 kHz以上,磁场对藻细胞产生强烈抑制作用,累积水力停留时间4 min的藻样在48 h培养时间内已失去活性停止生长。扫描频率为50-100 Hz和1-60 kHz时,累积水力停留时间2 min的藻样,细胞受到磁场刺激生长加快;只有累积水力停留时间〉6 min,才表现出对藻活性的抑制作用。磁感应强度增大至120 G,磁场对细胞活性产生明显抑制作用,增大磁感应强度有利于对细胞活性和生长的抑制。     

来源于土壤和灌溉水的砷在水稻根表及其体内的富集特性

采用土壤-玻璃珠联合培养的方式,选择2个氧化能力不同的水稻品种YY-1、94D-64(品系)和采自浙江富阳的土壤(砷的本底值为13.8 mg·kg-1),并设灌溉清水和含砷水2个处理(即在分蘖期、拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期5个生育阶段灌溉含砷污水,随灌溉水进入土壤中砷的浓度为3.2mg·kg-1),研究了砷在土壤-根表铁氧化物-水稻系统中的累积规律以及土壤和灌溉水对水稻秸秆和籽粒富集砷的贡献程度.结果表明,水稻的秸秆生物量及其籽粒产量并没有受到不同来源砷的显著影响;灌溉含砷水处理的两品系水稻根表铁氧化物沉积的数量(YY-1∶196 g·kg-1,94D-64∶75.8 g·kg-1)高于对照(YY-1∶175g·kg-1,94D-64∶60.1 g·kg-1),但差异不显著.然而,在水稻5个不同的生育期灌溉含砷水均显著增加了砷在其根表及其体内不同部位的富集(94D-64籽粒中砷含量除外).没有灌溉含砷水的对照其秸秆和籽粒中累积的砷来源于土壤,而砷处理的水稻其秸秆和籽粒中富集的砷则来源于土壤和灌溉的含砷水.土壤对YY-1和94D-64秸秆中富集砷的贡献率分别为76.5%和71.O%,灌溉水的贡献率分别为23.5%和29.0%,2个水稻品系之间没有明显差异.YY-1籽粒中的砷66.4%来源于土壤,33.6%来源于含砷灌溉水,灌溉水对该品系籽粒中砷的富集贡献率较高.另一品系94D-64籽粒中砷84.8%来源于土壤,15.2%由灌溉水贡献,灌溉水对此品系籽粒累积砷的贡献率较低.来源于土壤和灌溉水的砷在水稻籽粒中的富集没有超出我国的国家食品卫生标准(0.7 mg·kg-1).     

Effects of several amendments on rice growth and uptake of copper and cadmium from a contaminated soil

Heavy metals in variable charge soil are highly bioavailable and easy to transfer into plants. Since it is impossible to completely eliminate rice planting on contaminated soils, some remediation and mitigation techniques are necessary to reduce metal bioavailability and uptake by rice. This pot experiment investigated the e ects of seven amendments on the growth of rice and uptake of heavy metals from a paddy soil that was contaminated by copper and cadmium. The best results were from the application of limestone that increased grain yield by 12.5–16.5 fold, and decreased Cu and Cd concentrations in grain by 23.0%–50.4%. Application of calcium magnesium phosphate, calcium silicate, pig manure, and peat also increased the grain yield by 0.3–15.3 fold, and e ectively decreased the Cu and Cd concentrations in grain. Cd concentration in grain was slightly reduced in the treatments of Chinese milk vetch and zinc sulfate. Concentrations of Cu and Cd in grain and straw were dependent on the available Cu and Cd in the soils, and soil available Cu and Cd were significantly a ected by the soil pH.     

用磁稳流化床过滤含尘气体的实验研究

研究磁场强度、气体表观流速比、铁磁性颗粒平均粒径、床层厚度、粉尘在滤料中的积累等因素对除尘效率的影响．结果表明,在磁稳状态,磁稳流化床的过滤效率大于９９％,且随床层厚度的增加和铁磁颗粒粒径的减小而增大．另一方面,随着床内粉尘的积累,磁稳流化床将退出磁稳状态,使过滤效率下降．退出磁稳状态的临界饱和点粉尘量与磁场强度有关,当磁场强度为４３００Ａ／ｍ,临界饱和点粉尘与铁磁颗粒的质量百分比约为６．７％．