应用氧化锌改性沸石的城市污水重金属离子去除技术研究

天然沸石具有离子交换能力,但其中含有很多杂质,离子结合性强弱不一,导致交换性能较低,可以通过化学改性来提升沸石的交换性能。对应用氧化锌改性沸石的城市污水重金属离子去除技术进行研究。测试过程中,使用自来水对沸石填料进行反向冲洗,废水经过水泵提升之后,分别进至3个交换柱中,流过沸石填料,流量通过水阀门进行控制,试验每隔0.5 h~1 h进行取样1次,并分别取进水与出水的水样,读取测压管,对水头损失进行计算。     

氧化锌采样滤膜两种洗脱方法的效果观察

本文报导了用微孔滤膜采集空气中氧化锌后,通过两种方法的前处理,测定结果经统计学处理,高氯酸—硝酸溶解法优于稀盐酸溶解法,低浓度时较为明显,t=8.844,P<0.01。     

纳米氧化锌粒径效应对人工湿地运行性能的影响

为考察ZnO NPs粒径效应对人工湿地运行性能的影响,在进水COD约为216.00 mg·L-1、总氮约为11.10 mg·L-1和总磷约为3.84 mg·L-1的条件下连续运行126 d,对暴露于不同粒径ZnO NPs(10.00mg·L-1)的人工湿地脱氮除磷性能、填料渗透系数、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产量和特性以及微生物群落结构和多样性的变化进行了研究.结果表明:与对照组(未投加ZnONPs)相比,进水中投加15、50和90nm ZnO NPs后,人工湿地对COD的去除率分别下降了8.73％、7.55％和6.97％;氨氮和总氮的去除率分别下降了21.96％和10.95％、17.75％和10.00％以及15.34％和3.78％.高通量测序结果表明,ZnO NPs粒径越小,对硝化菌属Thauera的抑制作用越明显.投加Zn ONPs后,其释放的Zn2+会与水中磷酸盐结合生成磷酸锌等不溶物,同时会增加异养硝化菌Acinetobacter的相对丰度,从而导致总磷的去除率比对照组提高了42.49％～56.38％.此外,与对照组(97.18 mg·g-1)相比,投加15、50和90 nm的ZnO NPs后EPS的产量分别增加到212.97、156.30和128.53 mg·g-1.EPS分泌量的增大,导致填料渗透系数快速降低,在运行83 d后分别下降了71.17％、67.83％和37.50％.     

不同磷水平下丛枝菌根真菌对纳米氧化锌生物效应的影响

纳米ZnO颗粒是应用最为广泛金属型纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,对作物和土壤微生物的影响值得关注.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)是自然界中普遍存在的植物-真菌共生体,对各种环境胁迫具有一定的抵御能力,但菌根效应受土壤和植物磷含量的影响.分别设置0、20、50、100 mg·kg~(-1)这4个磷水平,在接种或不接种AM真菌Funneliformis mosseae、添加或不添加纳米ZnO(500 mg·kg~(-1))条件下在温室中利用玉米进行土壤盆栽试验.结果表明,纳米ZnO没有显著影响玉米生长,但不利于菌根侵染和磷素吸收,并引起锌在植物体内的积累.纳米ZnO和高磷降低玉米菌根侵染,但AM真菌在所有磷水平下均显著促进植物生长.施磷和接菌均可使土壤p H升高、降低纳米ZnO源锌的生物有效性,从而降低锌向玉米地上部分的转运和积累,体现出一定保护作用.接菌在多数情况下显示出积极的菌根效应,尤其在低磷、添加纳米ZnO条件下更为显著.结果首次表明,AM真菌、磷肥均有助于减轻纳米ZnO引起的土壤污染及其所产生的生态和健康风险.     

天然水体中多壁纳米碳管对纳米氧化锌颗粒团聚与沉降行为的影响

研究了淡水湖泊水体中氧化多壁纳米碳管(Oxidized-multiwalled carbon nanotubes,o-MWCNTs)对纳米氧化锌(ZnO nanoparticles,nZnO)颗粒团聚与沉降行为的影响,探讨了天然胶体及o-MWCNTs的浓度对nZnO颗粒团聚粒径、团聚速率及沉降行为的作用.结果表明,nZnO在天然水体中会发生明显沉降,相比去除天然胶体的天然水而言,天然胶体的存在显著减少了nZnO的沉降.这主要归因于nZnO-天然胶体颗粒间的作用能垒高于nZnO-nZnO颗粒间的作用能垒,使得天然胶体的存在降低了nZnO-nZnO之间的颗粒碰撞效率,从而促进nZnO悬浮.o-MWCNTs对nZnO在天然水体中沉降行为的影响与天然胶体密切相关.相比于nZnO的单独沉降,在不过膜天然水中(含天然胶体),低浓度o-MWCNTs的存在增加了颗粒间的团聚速率,从而促进nZnO的沉降,而高浓度o-MWCNTs降低了颗粒间的团聚速率和团聚体粒径,从而降低了nZnO的沉降.而在过膜天然水中(不含天然胶体),o-MWCNTs的存在显著降低了颗粒间的团聚粒径和团聚速率,从而降低了nZnO的沉降,且o-MWCNTs的浓度越高,对nZnO悬浮稳定性的促进作用越明显.     

4种典型纳米材料对小鼠胚胎成纤维细胞毒性的初步研究

为探讨不同种类纳米材料对原代培养小鼠胚胎成纤维细胞(Mouse embryo fibroblasts,MEF)的毒性效应及作用机制,选择4种典型的纳米材料(纳米碳、单壁碳纳米管、纳米氧化锌、纳米二氧化硅)制备颗粒悬液,设立5个剂量组(5、10、20、50、100μg·mL-1)对BALB/c小鼠MEF细胞进行24、48、72h染毒培养,利用细胞形态学观察和噻唑蓝实验(MTT比色法)检测上述4种纳米材料对MEF细胞活性的影响,同时,测定染毒24h后细胞培养液上清中乳酸脱氢酶(LDH)活性以探讨纳米颗粒对细胞膜完整性的影响.结果显示:1)4种纳米材料均能明显影响MEF细胞的生长形态.染毒24h后,MEF细胞发生不同程度的回缩变形,细胞间隙增大,排列稀疏,胞内颗粒物增多,细胞透明度下降.2)纳米碳、纳米氧化锌、纳米二氧化硅对MEF细胞增殖的抑制作用和对细胞膜完整性的损伤作用均随染毒剂量的升高而增强,具有明显的剂量-效应关系,其半数致死浓度(24h-IC50)分别为21.85、21.94、461.10μg·mL-1;碳纳米管组的剂量-效应之间不呈对数线性关系,未能得出其24h-IC50.3)在不同染毒剂量水平上,4种纳米材料的毒性对比差异显著:低剂量水平上纳米碳与碳纳米管的毒性强于纳米氧化锌和纳米二氧化硅,随着剂量的升高纳米氧化锌的细胞毒性升高最为显著.结果提示,纳米材料能够对MEF细胞造成毒性损伤,破坏细胞膜的完整性可能只是作用途径之一;纳米材料的毒性可能受粒径、形状、化学组成等许多因素的影响.     

微波水热法制备ZnO-还原氧化石墨烯纳米复合材料及其光催化性能

通过快速沉淀-NaBH_4微波水热还原制备了ZnO-还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合物.采用X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光(PL)等测试手段对复合光催化剂进行表征.结果表明,复合材料中的氧化锌为六方晶系纤锌矿结构,并均匀覆盖在RGO表面上,其直径大约为15—20 nm.ZnO-RGO复合材料的光催化性能明显优于氧化锌,为纯ZnO的2.5倍.光催化性能提高可能归因于RGO优良的电子传输能力加速了ZnO-RGO纳米材料光生载流子的分离效率.     

酸性土壤条件下纳米氧化锌长期暴露对蕹菜生长和叶绿素荧光参数的影响

为了探明酸性土壤条件下纳米氧化锌（nano-ZnO）长期暴露对蕹菜的生理生态效应,通过盆栽实验,设置7个浓度系列的nano-ZnO,70 d后测定相对叶绿素含量、生长参数和叶绿素荧光参数。结果显示,随nano-ZnO浓度升高,蕹菜相对叶绿素含量和生长参数先缓慢增加后显著下降。nano-ZnO对蕹菜生物量在根部和冠部间的分配无显著影响。相对叶绿素含量与nano-ZnO浓度呈显著负相关（r=-0.879,p<0.001）。在nano-ZnO质量比为160 mg/kg时,光合有效辐射190μmol/(m²·s)诱导的激发能过剩,但过剩激发能可通过热耗散保护机制消耗,以避免发生光损伤。酸性土壤条件下,弱光诱导的蕹菜叶绿素荧光参数对nano-ZnO长期暴露不敏感,但蕹菜的生物量累积易受nano-ZnO长期暴露的影响。     

ZnO/LixNi1-xO光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备LixNi1-xO和ZnO粉体,利用球磨法制备ZnO/LixNi1-xO复合粉体,以紫外光为光源,通过降解甲基橙,研究了锂掺杂及n-p复合对氧化镍的光催化性能影响。结果表明：当投放量为0.1 g/L,x≤0.075（摩尔分数）的锂掺杂氧化镍均比未掺杂氧化镍的光催化活性高。当锂掺杂摩尔分数为0.025,投放量为0.4 g/L时锂掺杂氧化镍的光催化活性最佳,甲基橙最高降解率达到93.1%。当ZnO/Li0.025Ni0.975O在质量比为1∶1,投放量为0.2 g/L时光催化活性最佳,甲基橙最高降解率达到98.1%。     

金属冶炼进口物料的固体废物鉴别方法

建立了金属冶炼进口物料的固体废物鉴别方法,并利用该方法对海关查扣的3种金属冶炼进口物料进行了固体废物鉴别。鉴别结果显示:物料1、2和3的自然属性分别为砷含量超标铜精矿、锰阳极泥、回转窑氧化锌,产生来源分别为有害物质超标的产品、污染控制设施产生的物质、有意识加工的目标产物;物料1和2属于我国禁止进口的固体废物,物料3不属于固体废物。本文建立的固体废物鉴别方法可行,可为金属冶炼进口物料的固体废物鉴别和监管提供参考。