KOH活化花生壳生物质炭对亚甲基蓝吸附性能研究

以花生壳生物质炭(P-BC)为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制得活化生物质炭(K-BC),通过考察对亚甲基蓝的吸附性能,研究了花生壳生物质炭的最佳活化条件,并利用N2吸附-脱附实验、SEM等对最佳活化条件下的生物质炭进行表征.结果表明,K-BC活化的最佳条件为碱炭比为1.5:1,活化温度为800℃,活化时间为90 min,此时K-BC的比表面积达到597.93 m2/g,总孔容达到0.76 cm3/g.并考察了亚甲基蓝初始浓度、pH等对K-BC吸附亚甲基蓝的影响,随着初始浓度的增加,吸附平衡时间显著延长,亚甲基蓝去除率显著降低;当pH=6时,K-BC对亚甲基蓝的吸附量最大;K-BC对亚甲基蓝的吸附动力学曲线符合伪二阶动力学模型,吸附平衡时K-BC对亚甲基蓝的吸附能力为80~149.95 mg/g.     

滨海滩涂不同围垦年代垦区农作物重金属累积特征及其与氮、磷的关系

为探明滨海滩涂围垦区农作物重金属累积特征及其与围垦年代、作物氮磷含量及化学计量比的关系,采集盐城地区不同围垦年代(围垦20、30、40、60年)农田4种主要作物(大麦、小麦、油菜、蚕豆)样品63个,测定了其根、茎叶和籽粒中Cd、Cu、Zn、Pb、Hg、As及全氮(N)、全磷(P)和粗蛋白(CP)含量,分析了重金属累积特征及与围垦年代、N、P、CP及N/P比的关系,并采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染程度和安全水平进行了评价。结果表明,1)围垦农田作物整株各指标含量分别为Cd (0.52±0.94)、Cu (12.98±16.00)、Zn (34.93±27.91)、Pb (3.50±5.88)、Hg (0.0063±0.0063)、As (1.94±3.72) mg·kg~(-1)及N(13.69±8.27)、P (5.98±2.24)、CP (79.55±49.54) g·kg~(-1);籽粒中则分别为(0.0059±0.020)、(1.83±1.48)、(11.13±4.45)、(0.09±0.30)、(0.0023±0.0036)、(0.0021±0.0048) mg·kg~(-1)及(19.21±7.68)、(6.04±1.64)、(111.78±47.81) g·kg~(-1); 2)作物重金属均表现为根茎叶籽粒,N和CP与之相反,表现为根茎叶籽粒,而P则表现为根籽粒茎叶; 3)不同围垦年代之间作物重金属、N、P、CP含量、N/P比及综合污染指数(Pz)均没有显著差异(P0.05); 4)各作物籽粒6种重金属单因子污染指数均值均小于1,除个别样品Pb超标(超标率11%)外,其他重金属均未超标; 5)作物籽粒重金属Pz均值为0.38,表明该地区作物重金属总体处于安全级,但大麦、小麦、油菜籽粒均有样品Pb含量超过警戒线,个别样品甚至达到重度污染水平; 6)作物整株各重金属之间、重金属与P之间均存在显著正相关(P0.01),而重金属与N、CP、N/P存在显著负相关(P0.01),在籽粒中则相关性均不显著(P0.05)。以上结果显示,盐城滨海滩涂围垦区作物重金属累积与围垦时间关系不大,其含量目前尚处于可接受范围内,但Pb污染值得关注,作物重金属与P之间存在一定的相互促进作用,而与N存在一定的拮抗作用,高氮低磷的机体养分状况有助于降低重金属含量。     

电镀污泥中重金属酸浸条件试验

酸浸条件的选择是资源化利用和安全处置电镀污泥中重金属元素的关键。以盐城市某企业含铜镍电镀污泥为研究对象,考察了酸浸条件对重金属铜镍的浸出率的影响。结果发现:硫酸浸出效果优于盐酸和硝酸,其最佳浓度为1.5 mol/L;污泥粒径越小,其重金属浸出率越高;升高浸取温度可以显著提高浸出率。正交实验结果表明:固液比为1∶15及45℃条件下,1.5 mol/L的硫酸溶液对粒径为100目的电镀污泥中铜、镍2 h后的浸出率分别达到97.59%和91.60%。     

电镀污泥焚烧残渣中的Cu、Ni形态分析

电镀污泥的安全处置治理和资源化利用已成为研究热点,采用改进的BCR和Sposito顺序浸提法考察了不同温度(200,400,600,800℃)焚烧电镀污泥残渣中重金属Cu、Ni的赋存形态分布特征。结果表明:焚烧处理具有显著的减量化效应,重金属铜的残留率为98.6%～90.3%,高于镍(88.6%～76.3%),残渣中的Cu、Ni重金属呈现出富集效应。形态分析表明,随着焚烧温度的提高,生物可利用性形态含量呈现下降趋势,实现了不稳定态向稳定态的转化。     

污灌湿地系统土壤-植物中铬的赋存形态研究

采取逐级提取法对江苏盐城某污水灌溉湿地土壤中的铬的赋存形态以及其上生长的丰要植物芦苇的不同组织部位中的总铬进行了分析测定，并研究其生物有效性。结果表明：与对照点相比，污灌土壤中铬质最分数明显升高而受到不同程度的污染，其赋存形态质量分数由高到低顺序为残渣态（RES-）→铁锰态（（OFeMn-））→碳酸态（CARB-）→有机态（OM-）和交换态（EX-）之和。芦苇不同组织部位中铬分布研究表明根部质量分数远大于茎和叶，说明根系吸收为主要作用，而后迁移至其它易积累部位。对各种形态的铬与植物中的铬总量之间的相关性进行了分析，相关系数表明，植物中的生物富集量与各种赋存形态都有一定的线性关系，其中强有机质结合态与生物富集量具有最好的线性相关性。     

铁炭微电解还原Cr(Ⅵ)的动力学及其响应面法条件优化

以Cr(VI)模拟废水为研究对象,研究了铁碳微电解过程中溶液p H、铁屑投加量、反应时间、铁碳质量比及溶液初始浓度等因素对处理过程的影响。在单因素实验基础上,以Cr(VI)去除率为考察目标,溶液初始p H、反应时间、铁炭质量比为考察因素,采用Box-Behnken响应曲面法优化了铁炭微电解处理Cr(VI)的工艺条件与拟合二次多项式回归数学模型,分析了3个独立变量之间的交互作用对Cr(VI)去除率的影响。结果表明,当最佳工艺条件p H为2,反应时间为60 min,m(Fe)∶m(C)为2.5时废水中Cr(VI)去除率可达97.85%,与模型预测值96.46%接近,证实了该模型的可靠性。     

淋洗脱盐对滨海滩涂不同植被演替带土壤重金属的影响

为研究围垦对滨海滩涂土壤重金属的影响,采用土柱实验模拟淋洗脱盐过程,分析了滨海滩涂不同植被演替带(光滩、互花米草滩、碱蓬滩、芦苇滩)土壤在淋洗脱盐前后重金属(As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)含量的变化,评估了围垦可能导致的滩涂重金属流失量。研究表明,淋洗脱盐后,各植被演替带土壤重金属均显著降低,相比而言,Hg、Cr更易淋洗(淋洗率分别为57.2%、49.9%),而Zn不易淋洗(淋洗率18.5%);不同植被演替带土壤重金属淋洗率表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩,光滩土壤重金属更易淋洗,而芦苇滩重金属不易淋洗;根据土壤容重、含水率、淋洗率及重金属含量计算重金属流失量发现,不同植被演替带重金属流失量同样表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩;除互花米草滩As流失量较高外(19.26 kg·ha-1),其他重金属流失量均表现为光滩最高,光滩围垦可能会造成更多的重金属流失;在仅考虑淋洗脱盐情况下,以江苏省2010~2020年围垦规划270万亩计,仅表层20 cm滩涂土壤,通过围垦即可能导致As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn流失2 102.5、7.4、421.3、8 587.9、4 376.3、2 404.3 t,由围垦导致的滩涂重金属流失风险值得关注。     

一株造纸废水降解菌的分离、鉴定及特性研究

将不同稀释倍数的造纸废水接种在细菌培养基上,培养2 d后采用划线法分离,然后采用琼脂块培养法,把每一个长满单菌落的琼脂块分别接种到选择培养基中,选取COD降解能力最大的作为目标菌株,最后从造纸废水初始浓度、温度、pH值、接种量、降解时间等方面讨论了该菌株对造纸综合废水的降解特性。结果表明:所筛得的目标降解菌ZH3菌体直径为(0.6～0.8)μm×(1.4～2.4)μm,杆状,有数根鞭毛,无芽孢,为革兰氏阴性菌,初步鉴定该菌属产碱假单胞菌,该菌降解造纸综合废水的适宜条件为废水初始COD浓度为500 mg/L,温度为30～35℃,pH为7.0,接种量为10%,降解时间为48 h。     

2,4,6-三氯酚在盐城湿地土壤中的吸附行为

2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)是造纸废水中的有机污染物之一,具有毒性强、难生物降解等特点。为了解盐城湿地土壤对2,4,6-TCP的吸附行为,采用批平衡实验研究了2,4,6-TCP在该土壤中的动力学和热力学吸附特征,并考察了不同溶液pH及离子强度对土壤吸附2,4,6-TCP的影响。结果表明,在水土比为10:1的条件下,当溶液pH为3~9时,吸附系数Kd随pH的升高由8.01 L/g降到1.57 L/g;当CaCl2溶液浓度为0、0.01和0.1 mol/L时,该土壤对10 mg/L 2,4,6-TCP的吸附量则分别为20.64、26.62和39.57 mg/kg。与拟一级动力学模型和拟二级动力学模型相比,双室一级动力学模型能较好地描述湿地土壤对2,4,6-TCP的动态吸附过程。在288、298和308 K温度下Freundlich方程能较好地拟合2,4,6-TCP的吸附等温线,吸附系数Kf随温度的升高依次为5.91、7.35和11.14 (mg/kg)/(mg/L)n,该吸附过程为自发的吸热反应。     

原生滩涂植被演替带土壤Cd形态分布及其生态风险评价

为了解原生滨海滩涂不同植被演替带土壤镉(Cd)的含量特征、赋存形态及生态风险,以盐城地区原生滨海滩涂为研究对象,利用BCR 3步提取法分析了不同植被演替带土壤Cd的含量及赋存形态,并采用平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)和风险评价准则(RAC)对Cd的潜在生态风险进行了初步评价。结果表明,原生滩涂土壤中总Cd(CdT)含量在2.21~3.61 mg·kg~(-1)之间,远高于江苏沿海土壤Cd背景值和国家土壤环境质量三级标准;不同植被演替带间,CdT含量表现为互花米草滩碱蓬滩芦苇滩光滩;SQG-Q系数显示该地区土壤CdT处于中等风险,互花米草滩风险相对较高;总体上原生滩涂土壤中可还原态Cd比例较低(12.8%),而酸溶态、可氧化态、残渣态三者差异不大(分别为28.2%、29.8%,29.2%);互花米草滩和芦苇滩酸溶态Cd比例(30.5%、37.0%)显著高于碱蓬滩和光滩(28.2%、20.6%),而残渣态Cd(21.5%、20.9%)则显著低于碱蓬滩和光滩(41.5%、45.6%);RAC评价结果显示,滩涂土壤Cd总体上呈现中等风险,而互花米草滩和芦苇滩达到高风险。以上结果显示,原生滨海滩涂土壤Cd已存在一定的生态风险,其中互花米草滩风险相对较高,随着互花米草的扩张及围垦面积的扩大,其重金属风险值得关注。