典型富氧化铁土壤基质中铁异化还原的特性

选取华南地区常见的富铁土壤:砖红壤作为研究对象,采用序批实验,破坏性取样系统,研究了葡萄糖、乙酸钠和淀粉分别作电子供体时,砖红壤中Fe(Ⅲ)的异化还原特性及促进剂蒽醌二磺酸钠(AQS)和温度的影响.结果表明,砖红壤在葡萄糖、乙酸钠和淀粉厌氧体系中,均可以通过铁异化还原反应产生较高浓度的亚铁,同时伴随体系中有机物(COD)减少,但是相同有机碳(COD)和砖红壤含量情况下,亚铁产生量在3个系统间具有显著差异,淀粉体系最高,为479.28 mg·L~(-1),乙酸钠体系最低,只有(369.50±13.00)mg·L~(-1);典型的铁异化还原促进剂蒽醌二磺酸钠(AQS)对淀粉体系中砖红壤异化还原过程具有明显的促进效果,除了可以促使更多三价铁还原为亚铁外,也可以提高铁异化还原的速率,并且较高浓度促进剂效果更好,投加与砖红壤质量比1∶20000的AQS情况下,亚铁产量最高可达1101.36 mg·L~(-1);温度对砖红壤铁异化还原速率也具有明显影响,25℃和30℃差别较小,但温度降到20℃之后反应明显缓慢.     

有机改性镁铝层状氢氧化物对酸性橙Ⅱ的吸附研究

采用共沉淀法合成以十二烷基硫酸根为层间阴离子的有机改性镁铝层状双金属氢氧化物(LDHs-SDS),对其进行XRD、FT-IR表征,并研究其对水中阴离子染料酸性橙Ⅱ的吸附特性,探讨了吸附剂投加量、初始pH值、染料浓度、温度、吸附时间等因素对酸性橙Ⅱ吸附性能的影响.结果表明,LDHs-SDS对酸性橙Ⅱ染料废水具有明显的脱色效果,25℃下,0.2 g·L-1和0.4 g·L-1的LDHs-SDS对浓度为100 mg·L-1和200mg·L-1染料的脱色率可分别达到97.41％和97.13％.在pH为3～11之间,吸附效果良好;吸附在2h内完成;LDHs-SDS对酸性橙Ⅱ的饱和吸附量为486.44 mg·g-1.吸附规律较好地符合Langmuir吸附等温方程,吸附反应为吸热反应,且吸附过程符合拟二级反应动力学方程.在阴离子染料去除方面,LDHs-SDS显示出较好的应用前景.     

冬季NH3和液态水含量对PM2.5中SNA形成的影响与敏感性分析

为了解冬季不同污染等级下NH₃和AWC（Aerosol Water Content,气溶胶液态水含量）对PM_2.5中水溶性二次离子形成的影响,对保定市冬季颗粒物浓度、二次离子及前体物（SO₂、NO₂、NH₃）浓度进行了分析,并利用ISORROPIA-Ⅱ计算了PM_2.5中的AWC和pH.结果表明:①2017-2018年冬季保定市重污染期（AQI>200）ρ（PM_2.5）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（NH₃）较优良期（AQI < 100）分别升高了3.0、1.1、1.3和0.8倍,气态前体物的二次转化是污染形成的重要原因之一.重污染期ρ（NH₄+）、ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）较冬季平均值分别升高了1.2、0.9、1.3倍,其中ρ（NO₃-）升幅最大,其次为ρ（NH₄+）.②保定市大气中过剩NH₃指数为0.1 μmol/m3,采样期间为富氨环境,NO₃-的生成主要受HNO₃限制.③重污染期PM_2.5中AWC高达93.6 μg/m3,是优良期的20.6倍,观测期间保定市SO₄2-的二次生成以颗粒物表面液相氧化为主,即SO₂被NO₂和NH₃氧化,NO₃-的二次生成包括NH₃参与的非均相转化和N₂O₅的非均相水解过程.④整体而言,pH变化的敏感性表现为TA（总氨）浓度> TS（总硫）浓度> TN（总氮）浓度≈TA+TS+TN浓度（同时改变相同比例的总氨、总硫、总氮浓度）,随污染等级的升高,pH对TS、TA浓度变化的敏感性减弱,对TN浓度变化的敏感性增强;单独改变TS、TN、TA浓度时AWC敏感性弱,同时改变TS、TN、TA浓度时AWC敏感性较强,AWC变化与二次离子浓度密切相关.研究显示,保定市冬季污染期SNA的形成以液态水参与的液相氧化为主,NH₃可以维持颗粒物的高pH,保持氧化过程.      

外源可溶性有机物(DOM)活化土壤Cu(Ⅱ)模型研究

研究了底泥水溶性有机质(DOM)活化处理土壤Cu(Ⅱ)的可行性,以寻求最优实验条件.在单因素实验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计对DOM活化土壤铜进行了优化,建立了土壤铜潜在去除率(y)与DOM投加量(X1)、振荡速度(X2)、振荡时间(X3)和反应温度(X4)四个因素间的正交回归模型: y=47.73671+55176X3-2.63327X21-3.46235X22-1.09187X1X2+1.40813X1X2+1.40813X2X4-1.09187X3X4.从模型推知,最佳实验条件为:DOM投加量为31.1 m1、振荡速度159r·min-1、振荡时间为1.7h和反应温度为24.3℃.在此条件下,根据数学模型推知土壤铜潜在去除率可达53.4%,验证实验结果与模型值基本一致.     

Cu(Ⅱ)离子在Micrococcus luteus细菌上的吸附机理

采用红外光谱分析法、扫描电子显微镜－X射线能量散射光谱和离子交换实验探讨了Cu（Ⅱ）离子与Micrococcus luteus细菌可能的作用机理。结果表明，Cu（Ⅱ）离子与细菌中常见离子如K^ ，Na^ ，Mg^2 和Ca^2 之间存在着离子交换作用，但并不是唯一的，同时还存在着Cu（Ⅱ）离子与带负电荷细菌表面的静电吸引作用，当溶液pH值较高时，Cu（Ⅱ）离子又可能形成氢氧化物微沉淀沉积在细胞表面。     

铜(Ⅱ)-过氧化氢-溴甲酚紫-吐温80体系胶束催化动力学光度法测定铜(Ⅱ)

本研究建立了Ｃｕ（Ⅱ）Ｈ２Ｏ２溴甲酚紫Ｔｗｅｅｎ８０体系胶束催化动力学光度法,测定重金属污染物Ｃｕ（Ⅱ）。检出限２．６５×１０１１ｇ／ｍＬ,精密度１．０８％（ｎ＝１０）,线性范围０～４０ｎｇ／２５ｍＬ。选择性好,手续简便,分析速度快,无毒,价廉。可用于环境样品中微量铜的测定。     

TiO2/CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙的实验研究

采用Sol-Gel法制备TiO2/CdS复合半导体光催化剂,以8 W-365 nm的紫外灯为光源、甲基橙溶液模拟染料废水、在自制的光催化反应器中研究TiO2/CdS的光催化活性和光催化降解甲基橙的特点和规律.结果表明,当CdS掺入量为0.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS的光催化活性最高;当CdS的掺入量＞3.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS光催化剂的光催化活性低于TiO2的光催化活性;对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液处理2.5 h后,脱色率可达44%;甲基橙的光催化降解反应符合Y=A B1×X B2×X2动力学模型.     

铁酸锌纳米晶的合成及其催化脱色性能研究

采用改进的共沉淀法与溶剂热法相结合制备了ZnFe2O4纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对ZnFe2O4的晶型和形貌进行了表征,讨论了其表面的光伏效应,以酸性橙Ⅱ的光催化脱色性能作为探针反应,详细地考察了催化剂的用量、底物浓度及溶液pH等因素对其脱色效果的影响.结果表明,制备的ZnFe2O4为正尖晶石型结构,平均粒径为7 nm左右,样品具有一定的捕获电子能力,在外加电场下光伏响应变化明显,在正电场下有最佳响应值,而当负电场达到一定值时,外电场的光伏响应占据主导地位.在酸性橙Ⅱ为20 mg/L、催化剂用量为1.0 g/L的中性条件下,其脱色效率达95%左右,而且经过4次重复使用后催化剂仍然具有一定的脱色性能.     

平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究

利用太阳光作为光源，采用自制的非聚焦开放式平板构型光催化反应装置和二氧化钛悬浆体系，以甲基橙溶液光催化脱色为依据，考虑了不同催化剂投加量、溶液初始浓度、ＵＶ辐射强度及体系流量等因素条件下，反应系统的运行情况．实验结果表明，自制的平板式太阳光反应系统能够很好的利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果．本实验的最佳运行条件为：平均ＵＶ光照强度２６９３Ｗ／ｍ２的晴天，ＴｉＯ２催化剂投加量１ｇ／Ｌ，系统循环流量１６００Ｌ／ｈ，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液１５Ｌ，光照１ｈ色度去除率达８３６％以上，光照２ｈ达９７９％．     

畜粪蚯蚓处理后DOM变化及其与Cu(Ⅱ)的配合特性

研究了畜粪、木屑混合物经蚯蚓处理后水溶性有机物(DOM)分子量及荧光光谱变化.结果表明,经蚯蚓处理后畜粪、木屑混合物中DOM分子量呈整体降低趋势,分子量分布范围变宽,但其DOM分子量仍高于无蚯蚓处理;蚯蚓处理后混合物DOM中的富里酸含量及分子结构芳香化程度增加明显.进一步就蚯蚓处理前后DOM与Cu(Ⅱ)配合后的荧光光谱分析表明,蚯蚓处理后DOM更易与Cu(Ⅱ)产生配合反应并导致其直链变短或芳香基团的裂解;DOM中与Cu(Ⅱ)配合的基团主要包括—OH和—NH2等;且蚯蚓处理后DOM 中的富里酸类物质更易与Cu(Ⅱ)发生配合反应.