羟基磷灰石/蔗渣炭复合吸附剂的制备及其对As(Ⅴ)的吸附机理

以甘蔗渣为原料,采用水热合成法制备羟基磷灰石/蔗渣炭复合吸附剂--HBA,通过静态吸附试验研究HBA对As（Ⅴ）的吸附特性,并采用红外光谱和X射线光电子能谱对吸附前后的HBA进行表征,探讨其吸附As（Ⅴ）的机理.结果表明:HBA的比表面积为89.52 m2/g,pH_zpc（零点电荷）=7.2,HBA上的羟基磷灰石的分子式为Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂.HBA吸附As（Ⅴ）的效果最佳pH为5.0~9.0.Langmuir等温吸附模型适合拟合HBA对As（V）的吸附等温线,25℃时Langmuir最大吸附量为6.76 mg/g,是蔗渣炭对As（Ⅴ）最大吸附量的20多倍.红外光谱分析表明,HBA含有的＝C＝O、─OH、─COOH等含氧官能团,可为化学吸附提供充足的吸附位点和提高HBA的吸附能力.XPS分析表明,HBA表面的含氧官能团[如羧基（─O─C＝O,532.2 eV）、羟基（─OH,530.6 eV）]参与了吸附反应,羟基磷灰石能提高HBA吸附As（Ⅴ）的能力,被吸附到HBA表面上的As主要以AsO₄3-和HAsO₄2-形态存在.      

秦岭-大别造山带的盆-山体系演化及其区域环境效应

造山带和盆地，作为在时-空演化和构造动力学系统中有关联的构造体。不仅在空间上相互依存，而且在深部结构、物质迁移及动力学机制上密切相关。首先利用磷灰石裂变径迹实验手段。分析了秦岭-大别造山带的隆升与剥露速率，运用构造变形组合分析和构造-热模拟相结合得出主要地质事件，并着重揭示出中新生代秦岭-大别造山带存在多阶段的差异隆升与剥露现象，得出一个定性和定量后造山剥露过程的区域演化模式。然后，在综述中新生代秦岭-大别造山带演化过程及其区域环境效应的基础上，以长江三峡的形成和长江水系变迁的关系，以及三峡工程的兴建及其导致洞庭的变迁为例，探讨了盆-山体系演化过程对地貌景观的变化、水系变迁、生态环境演替以及流域系统演变的影响。     

微生物诱导碳酸盐沉积介导的Cd2+固定

实验室条件下,研究了碳酸盐矿化菌施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和巴氏芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）的生长对Cd²⁺的耐受性和固定效果,以及羟基磷灰石对3种菌固定Cd²⁺的影响,通过扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）对碳酸盐矿化菌的诱导矿化产物进行了表征.结果表明,3种菌生长过程中B.pasteurii的脲酶活性最强,是P.stutzeri和B.subtilis脲酶活性的10倍左右,且P.stutzeri,B.subtilis,B.pasteurii产CO₃^2-的最高浓度分别为588.19,661.72,1735.18mg/L,培养体系中pH值均呈现升高的趋势,最高pH值分别为8.23,9.06,9.52;Cd²⁺浓度在0~10mg/L范围内对P.stutzeri的生长影响较小,而当Cd²⁺浓度高于1mg/L时则会抑制B.subtilis和B.pasteurii的生长.初始Cd²⁺浓度为0.5mg/L时,培养120h,P.stutzeri,B.subtilis和B.pasteurii对Cd²⁺的固定去除率分别为96.37%,99.40%,97.57%;加入羟基磷灰石能够提高碳酸盐矿化菌对Cd²⁺的去除率.SEM和EDS结果显示,P.stutzeri和B.subtilis诱导形成的矿化产物多聚集在菌体周围或附着在菌体表面,呈球状或网状结构,表面疏松多孔,B.pasteurii的矿化产物附着在菌体表面,结构致密,呈不规则的球状;FTIR分析表明矿化产物中存在CO₃^2-,结合XRD结果,证实3种菌诱导沉淀矿化产物主要是CaCO₃,而Cd²⁺与Ca²⁺会以同晶置换的方式形成CdCO₃晶体,B.pasteurii在诱导矿化的过程中可将Cd²⁺以Ca_0.67Cd_0.33CO₃共沉淀的方式固定.     

羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭对水中Cd2+的动态吸附研究

以羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭为吸附剂,对水中重金属镉进行了吸附实验。研究了pH值、Cd~(2+)质量浓度、吸附剂质量、动态流速等对穿透曲线的影响。结果表明,穿透时间随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而缩短。Thomas模型常数(K_(TH))随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而减小,由Thomas模型拟合计算获得其对Cd~(2+)的饱和吸附量为43.15 mg/g。Adams-Bohart模型常数(K_(AB))随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速增加而减小,随着pH值、吸附剂量增加而增大。     

纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中植物吸收铅和3种酶活性的影响

采用盆栽试验研究了纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中油菜和白菜的生物量、土壤中Pb质量比、油菜和白菜中Pb累积量及土壤中3种酶活性的影响。结果表明:在纳米羟基磷灰石质量比为15g/kg时油菜地上部Pb累积量为最小值2.06 mg/kg,土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性达到最大值,与空白相比分别提高9.16%、79.2%、64.3%,并且达到了显著性差异(p0.05);在纳米羟基磷灰石质量比为20 g/kg时白菜地上部Pb累积量为最小值5.21 mg/kg,土壤中脲酶、过氧化氢酶活性达到最高值,比空白分别提高93.9%、18.8%,并且达到了显著性差异(p0.05),而蔗糖酶活性达到最大值的质量比为15 g/kg,与空白相比提高75.4%,并且达到了显著性差异(p0.05)。种植油菜土壤中Pb总量与3种酶活性呈现极显著的正相关,而种植白菜的土壤中Pb总量与脲酶和过氧化氢酶呈现极显著的正相关,与蔗糖酶相关性不显著。油菜的生物量、种植土壤中3种酶活性和耐Pb毒性能力明显高于白菜,因此,种植油菜比白菜的修复效果好。     

羟基磷灰石纳米粒子制备及其对Pb~(2+)离子的吸附性能

采用微乳液法与水热合成法相结合的合成手段,探索新的羟基磷灰石纳米材料合成方法,通过改变实验参数,制备出不同形貌的纳米羟基磷灰石,并考察其表面形貌对重金属离子(Pb2+)吸附性能的影响。     

羟基磷灰石/凹凸棒土复合材料制备及其对水中镉的去除

研究了羟基磷灰石/凹凸棒土复合材料(HA/A)的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能.用BET、XRD、SEM、FTIR、XPS对凹凸棒土(A)、羟基磷灰石(HA)和HA/A的结构进行了表征.研究了凹凸棒土的投加量、PO■和Ca~(2+)的初始浓度,高温焙烧对材料制备的影响.研究了材料等温吸附模型,动力学以及热力学;探究了pH、阴离子和材料投加量对吸附Cd~(2+)的影响;研究了竞争吸附实验.结果表明,制备最佳条件为:凹凸棒土投加量为4g·L~(-1),硝酸钙初始浓度为8.23 g·L~(-1),不经高温焙烧;机理分析表明,Cd~(2+)吸附过程是一个单分子层的吸热的化学吸附过程;因素实验表明,高pH值利于Cd~(2+)去除,F~-促进吸附, Cl~-抑制吸附.材料对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)吸附量分别为3.70、1.99、1.17、0.99 mmol·g~(-1).     

HAP/UV催化降解活性艳蓝K-3R的研究

用化学沉淀法合成羟基磷灰石(HAP),并用XRD、SEM、FT-IR对其进行分析。以活性艳蓝K-3R为降解底物,研究HAP对其光催化降解性能。探讨了HAP煅烧温度、通气量、投加量、初始浓度等因素对光催化降解活性艳蓝K-3R效果的影响。研究表明化学沉淀法合成的HAP粒度均匀,HAP对活性艳蓝的吸附作用较强,30min之内即能达到吸附平衡,其对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝的吸附率可达17.5%。适当的煅烧有利于提高HAP的催化活性,以200℃煅烧2h最佳。在投加量为4g/L,鼓气量为300L/h和pH=6的试验条件下,HAP(200℃)对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝K-3R 3h的降解率达68%。降解反应动力学研究表明,HAP/UV光催化降解活性艳蓝K-3R的过程符合Langmuir-Hinshel-wood一级动力学方程,降解速率常数k随着活性艳蓝K-3R浓度的增大而减小。     

三种添加剂对矿冶区多种重金属污染土壤的修复效果评估——大豆苗期盆栽实验

以湖南省水口山矿冶区周边的农田土壤为供试土壤,通过人工添加化学改良剂的植物盆栽实验,研究了添加不同量的赤泥(质量分数1%、2%、5%)、磷灰石(质量分数1%、2%、5%)、亚硒酸钠(0.1、1、5 mg·k-1,以硒计)对苗期大豆生长及其吸收重金属As、Cd、Cu、Pb、Zn的影响.结果表明,添加5%赤泥明显提高了土壤...     

不同环境因子对纳米羟基磷灰石在饱和填充柱中迁移规律的影响

选用石英砂填充柱模拟土壤体系,通过测量纳米羟基磷灰石（Nano-HAP）ζ电位、出流比等来考察不同环境因素（腐殖酸浓度、pH和离子强度）对其在饱和石英砂柱中迁移规律的影响.结果表明,随着腐殖酸浓度的增加,Nano-HAP胶体的ζ电位相应增加（绝对值增加）,吸附效率（α）相应降低,当溶液中腐殖酸浓度由0增加为10 mg/...