西南地区典型农田土壤中Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性研究

为了解西南地区土壤对污染毒性较强的Cd和Pb元素的吸附过程及作用机制,针对性地为预防和治理土壤污染提供理论依据,采用批试验的方法研究了典型黄棕壤和紫色土对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学、等温吸附过程以及土壤有机质、溶液pH对吸附过程的影响。结果表明:土壤吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)均能在12 h内达到平衡,土壤对Pb~(2+)平衡吸附量远大于Cd~(2+),准二级动力学模型最适合表征其动力学过程(R~2≥0.99)。吸附等温线可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,土壤对Pb~(2+)的吸附能力和缓冲能力较Cd~(2+)更大,吸附是自发进行的物理化学作用并存的过程。黄棕壤对Pb~(2+)的吸附为放热反应,紫色土对Pb~(2+)以及两种土壤对Cd~(2+)的吸附为吸热反应。去除有机质的土壤对重金属的吸附量降低,Cd~(2+)在黄棕壤和紫色土中的试验最大吸附量分别减少了37.89%、29.62%;Pb~(2+)则分别减少了12.87%、20.71%。土壤对金属离子的吸附量随溶液初始pH的增加而增加。     

水洗处理对不同原料生物质炭吸附解吸Cd~(2+)行为的影响

以水稻、小麦、玉米和猪粪为原料,比较秸秆类生物质炭和畜禽粪便类生物质炭对溶液重金属Cd~(2+)的吸附解吸特点及其水溶性盐分含量的影响。结果表明,生物质炭对Cd~(2+)的吸附结果均很好地符合准二级动力学方程和Langmuir方程,猪粪炭的Cd~(2+)最大吸附量达20.7 mg g~(-1),为秸秆炭吸附量的1.37~1.72倍。洗脱去除可溶性盐分显著降低生物质炭对Cd~(2+)的吸附。水洗后秸秆炭对Cd~(2+)的最大吸附量为猪粪炭的2~4.3倍,水稻、小麦、玉米和猪粪炭对Cd~(2+)的最大吸附量分别降低52.6%、72.7%、72.8%和91.9%。洗脱作用提高了生物质炭对Cd~(2+)的解吸率,其中猪粪炭提高幅度最大,由原来的1.76%~7.96%提高到12.00%~27.49%。因此,可溶性盐分在生物质炭吸附Cd~(2+)过程中具有重要作用。所以,在污染土壤治理中需要考虑不同原料的组分差异,以制备高效修复土壤重金属污染的生物质材料。     

热裂解温度对生物质炭吸附解吸Cd~(2+)行为的影响

以玉米秸秆、水稻秸秆、稻壳为原料分别在350℃、450℃、550℃、650℃热裂解温度下制备玉米秸秆炭(MSB)、水稻秸秆炭(RSB)和稻壳炭(RHB),比较不同热裂解温度下三种生物质炭对溶液中重金属离子Cd~(2+)的吸附解吸特性。利用准一级、准二级和颗粒内扩散模型对吸附过程进行拟合,结果表明三种生物质炭对Cd~(2+)的吸附满足颗粒内扩散方程。随着热裂解温度的升高,同一种原料制备的生物质炭达到吸附平衡的时间缩短。Langmuir方程和Freundlich方程拟合结果显示,三种生物质炭对溶液中Cd~(2+)的吸附更符合Langmuir方程。单位数量的RSB在一定浓度Cd~(2+)溶液中对Cd~(2+)的吸附量显著高于MSB和RHB。三种生物质炭对Cd~(2+)的吸附量随制备生物质炭的热裂解温度的升高而降低。三种生物质炭中玉米秸秆炭的解吸率最小。因此评价生物质炭对溶液中重金属的去除效果需要考虑原料、热裂解温度等多种因素的影响。     

褐煤基材料对Cd~(2+)的吸附机制

为筛选稳定、高效、环境友好的重金属污染修复材料,利用批吸附试验研究了不同温度下褐煤、腐植酸、活性炭对镉(Cd~(2+))的吸附特征,采用非线性χ~2检验辅助决定系数判断等温线模型拟合度,用红外光谱对材料功能团进行了识别。结果表明,Temkin模型能最好拟合3种材料对Cd~(2+)的等温吸附过程,Langmuir和Freundlich模型也能较好拟合但与温度有关。吸附热力学参数表明,3种材料对Cd~(2+)的吸附为优惠发生的物理吸附,并且是自发的吸热过程,3种材料与Cd~(2+)之间均有较强的作用力。在温度294.55~313.15 K时腐植酸、褐煤和活性炭对Cd~(2+)的最大吸附量分别为36.14~44.09、29.63~38.20 mg·g~(-1)和21.04~30.34 mg·g~(-1),吸附量随温度升高而升高,吸附自由能随着温度升高而降低,说明升温吸附更容易发生。准二级动力学拟合数据最好,表明3种材料对Cd~(2+)的吸附存在着化学过程。褐煤基活性炭和褐煤基腐植酸具有丰富的孔隙结构。红外光谱图表明腐植酸和褐煤较大的吸附量与其含氧功能团种类较多以及在波数2 360 cm~(-1)和2 342 cm~(-1)附近吸收峰有关。因此,褐煤基3种材料对Cd~(2+)的吸附是自发的吸热过程,腐植酸对Cd~(2+)的最大吸附量和吸附能力最大,用Temkin等温方程和准二级动力学曲线能最适宜描述褐煤基材料对Cd~(2+)的吸附特征。     

碱蓬对Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫的反应及其吸收累积特征

采用室外盆栽模拟方法,比较并分析了Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫对碱蓬生长的影响及其对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸收和累积规律。结果表明:在单一Pb~(2+)、Cd~(2+)胁迫下,低浓度时(Pb~(2+)20mg/kg、Cd~(2+)5mg/kg)促进碱蓬生长,高浓度时(Pb~(2+)200mg/kg、Cd~(2+)≥20mg/kg)抑制碱蓬生长,富集系数(BF)均1。Pb~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫时,情况较复杂,既有拮抗作用,又有协同作用,与2种重金属浓度密切相关。碱蓬对Cd~(2+)的BF受Pb~(2+)影响显著,且均1,表明碱蓬是Cd~(2+)的超富集植物;碱蓬对Pb~(2+)的BF主要受Pb~(2+)自身浓度大小的影响,当Pb~(2+)浓度≤200mg/kg时Pb~(2+)的BF1,Pb~(2+)浓度200mg/kg时碱蓬对Pb~(2+)的BF反而减小,且1,加入Cd~(2+)对其影响不显著。碱蓬对Pb~(2+)、Cd~(2+)的富集吸收模式基本符合简单二次方程,这为研究碱蓬在Pb~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫下的吸收累积机制提供理论依据,有利于碱蓬被应用于Pb~(2+)、Cd~(2+)污染的高盐碱地区的植物修复实践。     

黄土钙质结核对水体重金属离子的吸附性能研究

以黄土钙质结核作为吸附剂,以重金属离子(Cu~(2+),Zn~(2+),Cd~(2+)和Pb~(2+))作为吸附质,通过单一重金属吸附试验,研究不同粒径、吸附时间、pH、吸附剂用量、重金属初始浓度和温度等因素对钙质结核吸附重金属离子的影响,并确定钙质结核吸附重金属离子的最优条件。结果表明:随粒径增大,Cu~(2+),Zn~(2+)和Pb~(2+)的吸附率逐渐下降,但对Cd~(2+)无明显影响;随吸附时间、吸附剂用量和温度的增加,Cu~(2+),Zn~(2+),Cd~(2+)和Pb~(2+)的吸附率逐渐升高;随重金属离子初始浓度的增加,Cu~(2+),Zn~(2+)和Cd~(2+)的吸附率逐渐下降,而Pb~(2+)的吸附率则呈先增加后减少的趋势;随pH增大,Cd~(2+)的吸附率先陡然增加后缓慢增加,而Cu~(2+),Zn~(2+)和Pb~(2+)的吸附率先增加后减少。钙质结核对4种重金属离子的吸附能力呈Pb~(2+)Zn~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)的顺序;在粒径为0.25 mm、吸附时间为120 min、用量为0.6 g时,钙质结核对Pb~(2+),Zn~(2+)、Cu~(2+)和Cd~(2+)能达到较好的吸附,吸附率分别能达到其最大吸附率的83.33%,77.78%,73.81%和81.93%。钙质结核对Pb~(2+),Zn~(2+)、Cu~(2+)和Cd~(2+)的最优吸附pH分别为7,6,5,8,最优温度为50℃。     

改性油菜秸秆生物质炭吸附/解吸Cd2+特征

该研究选用蒸汽爆破油菜秸秆,对其进行羟基磷灰石和KMnO4浸渍处理,再用壳聚糖和NaOH溶液改性所获得的生物质炭改性,以比较表面特性变化和吸附/解吸Cd~(2+)的特征。结果表明,改性处理可有效地在生物质炭表面负载相应官能团,如羟基磷灰石处理使生物质炭表面磷酸盐增多,比表面积提高至225.68 m2/g;而壳聚糖、KMnO4和NaOH处理,则引入了-NH2和-OH、-COOH等酸性含氧官能团。尽管改性生物质炭表面电荷减少,但Cd~(2+)吸附容量却提高了13%～315%,其吸附行为可用Langmuir等温吸附式拟合,并符合Pseudosecondorder吸附动力学方程。改性后,生物质炭对Cd~(2+)的吸附主要为专性吸附,其初始吸附速率提高了65%～379%,而解吸率降低了17%～91%,表明对Cd~(2+)的吸附更快且更加稳定,具有良好的应用潜力。     

芦苇生物质炭对镉的吸附及机制

为解决重金属废水处理问题,寻求芦苇的新型资源化利用途径,采用限氧热解方法在不同温度下制备芦苇生物质炭(RBC)。在对芦苇生物质炭进行元素分析的基础上,进行吸附动力学实验和等温吸附实验,并通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等表征方法,探究不同热解温度对RBC吸附Cd~(2+)的影响及吸附机制。结果表明:RBC对Cd~(2+)的吸附过程更符合准二级吸附动力学方程,Langmuir等温吸附模型能更好描述RBC对Cd~(2+)的吸附;500℃下制备得到的RBC产率较高,Cd~(2+)吸附量最大,理论吸附量可达39.05 mg·g~(-1);吸附Cd~(2+)后,RBC表面生成粒状结构,XRD谱图出现CdCO_3和CdSiO_3晶型的峰,推断Cd~(2+)分别能与CO_3~(2-)与SiO_3~(2-)形成沉淀。研究表明,芦苇生物质炭的最优热解温度为500℃,此温度下产率最高,对Cd~(2+)的吸附能力最强,吸附Cd~(3+)的机制可能为阳离子交换、沉淀吸附、络合和Cd~(2+)-π金属键合共同作用。     

不同质地土壤对镉的吸附特性及影响因子研究

通过Cd~(2+)吸附解吸试验,探究了初始Cd~(2+)浓度、p H、有机质、土壤质地和枯草芽孢杆菌-生物质炭复合体对土壤吸附Cd~(2+)影响。结果表明:土壤对Cd~(2+)的吸附能力随着溶液浓度、p H的升高而增加,土壤有机质可显著提高土壤对Cd~(2+)的固定能力,壤土对Cd~(2+)的吸附能力显著高于砂质壤土。土壤施加枯草芽孢杆菌-生物质炭复合体后,土壤对于Cd~(2+)的吸附能力显著提高,并且施加枯草芽孢杆菌–生物质炭复合体为20 ml/kg时对Cd~(2+)的吸附量提高11.7%;Freundlich模型(R~2=0.997)可以很好地拟合Cd~(2+)吸附过程。枯草芽孢杆菌–生物质炭复合体的施加降低了土壤表面Cd~(2+)的解吸能力,进一步证明复合体能加强土壤对Cd~(2+)的固定稳定化,具有作为钝化剂修复土壤重金属污染、降低食品污染风险的潜力。     

Pb和Cd在塿土不同剖面土壤中的竞争吸附作用

多种金属离子的共存影响土壤对重金属离子的吸附作用,从而影响其生物有效性和迁移特征。利用等温吸附方法研究了塿土不同发育层次土壤对Pb~(2+)、Cd~(2+)单一离子和两种离子共存的吸附特征。对于单一的离子吸附,Pb~(2+)在塿娄土耕层、黏化层和钙积层的分配系数为8.0、8.1和6.1,Langmuir方程最大吸附量为6.1、5.8和6.0 mmol kg~(-1);而Cd~(2+)的分配系数为4.2、7.1和4.7,最大吸附量为5.5、4.8和2.9 mmol kg~(-1);三种土壤对Pb~(2+)的吸附性能均强于对Cd~(2+)的吸附。当Pb~(2+)、Cd~(2+)共存时,两种离子间存在竞争吸附作用,致使Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附量均降低,Pb~(2+)、Cd~(2+)互为竞争性吸附离子的亲和力效应在0.8~0.9之间,竞争性的Langmuir吸附方程可用于描述Pb~(2+)、Cd~(2+)的竞争吸附。     

重金属Cd2+、Pb2+胁迫对小白菜生理及其BcMT2a基因表达的影响

为探明小白菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)单一及其复合胁迫的响应机理,以不同浓度Cd~(2+)、Pb~(2+)处理小白菜幼苗,对其生物量、生理指标(POD、SOD、CAT活性及MDA含量)及Cd~(2+)、Pb~(2+)在小白菜中的富集情况进行研究,同时克隆与重金属富集相关的金属硫蛋白基因BcMT2a并对其表达特异性进行分析。结果表明:除低浓度Cd~(2+)(10mg/L)对小白菜的根长和地上部分生长有一定的促进作用外,Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)—Pb~(2+)处理对小白菜根长和地上部分生长均有一定的抑制作用,且随着浓度的升高,抑制作用逐渐增强;抗氧化酶系统中,POD与SOD活性较高,且与CAT活性均呈现先升后降的趋势。Cd~(2+)浓度为40mg/L时,MDA含量达到最大值。Cd~(2+)、Pb~(2+)在小白菜各组织中的积累顺序依次为根茎叶,且Pb~(2+)在一定程度上能够促进Cd~(2+)的吸收。BcMT2a基因编码的蛋白主要存在于细胞核中,属于易突变亲水性蛋白,该基因的相对表达量在一定浓度范围内可随着Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd2—Pb~(2+)浓度的升高而增加,且相对表达量的趋势与抗氧化酶系统结果基本一致,说明小白菜在受到Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)—Pb~(2+)胁迫时,抗氧化酶系统与BcMT2a基因有明显的应答,可增加小白菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)的耐受性。     

油料作物秸秆生物炭对水体中铅离子的吸附特性与机制

为探索利用废弃生物质资源制备生物炭去除水体中Pb~(2+)污染的可行性,以农业废弃物胡麻秸秆和油菜秸秆为原材料,采用限氧裂解法在700℃条件下制备油菜秸秆(rape straw)生物炭和胡麻秸秆(flax straw)生物炭,通过2种生物炭对Pb~(2+)的批量吸附试验,利用4种吸附动力学模型(拟一级动力学、拟二级动力学、Elovich模型和颗粒内扩散模型)和4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich、Temkin和D-R模型)研究了胡麻和油菜秸秆生物炭对Pb~(2+)的吸附行为。同时,通过(brunauer emmett teller,BET)比表面积和孔径分析、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对生物炭的结构和性质进行了表征,初步探讨了2种生物炭对Pb~(2+)的吸附机制。结果表明,胡麻和油菜秸秆生物炭分别在4 h和10 h达到吸附平衡,理论最大吸附量分别达到220.07和307.59 mg/g;2种生物炭对Pb~(2+)的吸附符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,表明其吸附过程为单分子层吸附;2种生物炭对Pb~(2+)的吸附作用为物理-化学复合过程,吸附机制主要包括静电作用、离子/配体交换、阳离子–π作用。研究结果可为油料作物秸秆的资源化利用和生物炭对水中重金属污染防治提供理论依据。     

有机酸作用下黄壤无机纳米微粒对Cd~(2+)吸附动力学特性

为探究有机酸对镉在纳米粒级土壤上的有效性及其形态的影响,基于超声—离心—冻融法,应用到四川省名山河流域老冲积黄壤中,获得纳米微粒(≤100 nm),分别研究不同分子量有机酸(柠檬酸、富里酸、EDTA)及其组合(柠檬酸+EDTA、柠檬酸+富里酸、富里酸+EDTA)对土壤纳米微粒吸附Cd~(2+)动力学特性的影响。结果表明,土壤纳米微粒对Cd~(2+)的动力学吸附量大小关系表现为:柠檬酸+EDTA富里酸柠檬酸+富里酸柠檬酸富里酸+EDTAEDTA。总的来看,EDTA的抑制作用最强,最能降低土壤纳米微粒对Cd~(2+)的吸附。     

芹菜对镉、铅胁迫的生理响应及抗氧化酶基因表达特性分析

为探讨芹菜在重金属镉、铅胁迫下的生理变化规律和抗氧化酶基因的表达特性,采用营养液培试验,研究镉(Cd)、铅(Pb)单一及复合胁迫对芹菜体内Cd/Pb富集、叶绿素、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量及抗氧化酶(SOD、POD)活性的影响,并用RT-q PCR技术检测了根尖细胞内抗氧化酶基因(Cat、Gpx、Mn-sod及Apx)的表达特性。结果表明,Cd~(2+)、Pb~(2+)单一及复合胁迫下芹菜茎叶中Cd~(2+)、Pb~(2+)含量均随胁迫浓度增大而逐渐增大,说明芹菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸收互为协同作用;6~8 mg·L-1Cd~(2+)和60~80 mg·L-1Pb~(2+)单一及复合处理对芹菜整个生长期内叶绿素、MDA、GSH含量及SOD、POD活性的影响均达到极显著水平(P0.01);低浓度下单一及复合胁迫对叶绿素合成有促进效应,高浓度、长时间胁迫时,叶绿素含量显著降低;单一及复合胁迫对MDA、GSH含量及SOD、POD活性的影响均为Cd~(2+)-Pb~(2+)交互Cd~(2+)Pb~(2+),但单一Cd~(2+)浓度≥4 mg·L-1时,叶绿素含量大于Cd~(2+)-Pb~(2+)交互及单一Pb胁迫;Cd~(2+)、Pb~(2+)对芹菜叶POD和SOD活性的影响相似,均表现为"低促高抑";MDA、GSH含量随重金属浓度的升高而逐渐增加;单一及复合处理下Cat、Gpx、Mn-sod及Apx表达模式基本一致,其表达量的降低幅度为Cd~(2+)-Pb~(2+)交互Cd~(2+)Pb~(2+)。综上,Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫对芹菜的生理和抗氧化系统均造成了一定的损伤,二者具有协同性,这为江西省鄱阳湖区芹菜的安全生产提供了理论依据。     

载镁香蕉秆基生物炭对氮磷的吸附性能研究

以香蕉秸秆为原料,氯化镁(MgCl_2)为改性剂,通过限氧热解法(温度673 K)制备生物质炭。利用扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等技术分析了镁改性生物质炭对氮、磷的吸附机理。结果表明,通过镁改性,生物质炭对氮、磷的吸附量得到显著提高,最大吸附量分别达13.80、18.21 mg·g~(-1);对氮、磷的等温吸附曲线均符合Langmuir曲线,为单层吸附,吸附机理主要以化学吸附为主;吸附平衡时间约为150 min,氨氮和磷的吸附动力学均符合准二级动力学拟合方程,吸附过程受多步骤控制。该载镁生物质炭可以作为潜在吸附剂去除废水和富营养化水体中过量的氮、磷。     

法国梧桐叶片炭和枝条炭对水中Pb2+的吸附特性影响

以法国梧桐叶片和枝条为原料在500℃下通过限氧裂解法制成生物质炭,进而采用批量吸附法探究了不同溶液初始pH、吸附时间、溶液初始Pb~(2+)浓度对生物质炭吸附效果的影响,并通过拟合吸附动力学曲线和吸附等温线方法初步研究吸附机理。结果表明,与法国梧桐枝条炭相比,叶片炭矿质元素组成相对较为复杂,官能团种类较丰富。2种生物质炭均在吸附时间为24 h时、初始pH为5时达到最大吸附量,叶片炭的最大吸附量比法国梧桐枝条炭高25.6%。2种生物质炭的动力学吸附过程均符合准二级动力学方程,表明吸附速率主要受化学因素控制;2种生物质炭的吸附等温线更符合Langmuir模型,吸附以单分子层为主,也存在层间扩散的多分子层吸附。综上所述,2种生物质炭均能较好地吸附水溶液中的Pb~(2+),叶片炭的吸附效果比枝条炭更明显,在实际生产中可以将法国梧桐修剪枝和落叶炭化后用于铅污染水体修复。     

香蕉皮改性材料对废水中二价Cd离子的吸附特性与机理

为探究农业生物质制备绿色吸附材料处理含Cd~(2+)废水方法,以香蕉皮为原料,制备改性吸附材料。采用单因素试验,优化了改性工艺条件。通过静态吸附试验,结合等温模型和吸附动力学模型探讨了其对Cd~(2+)吸附过程。利用比表面及孔径分析(brunner-emmet-teller)、扫描电镜(scanning electron microscope)、能谱仪(energy disperse spectroscopy)、元素分析仪、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)等手段对改性前后材料的表面形态和结构进行表征,并分析了改性和吸附过程的机理。结果表明:改性较佳工艺条件为Na OH浓度为0.25 mol/L,改性时间为30 min。在此条件下香蕉皮改性后,对水中Cd~(2+)的理论饱和吸附量由37.61 mg/g提高到87.15 mg/g,平衡时间由60 min缩短到45 min。吸附符合Langmuir等温模型(R~2=0.998)和准二级动力学模型(R2=0.999)。改性后的香蕉皮对水中Cd~(2+)的吸附以离子交换吸附为主。研究结果可为木质纤维素生物质改性制备绿色吸附材料处理含重金属废水提供理论依据。     

小白菜BcGSH的克隆及其与BcMT2a基因的表达分析

镉(Cd)、铅(Pb)污染是最常见的重金属污染,而小白菜(Brassica campestris ssp.chinensis)又是富集重金属较高的叶菜类蔬菜之一。为了探明小白菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)单一及其复合胁迫响应的作用机理,本实验采用不同浓度Cd~(2+)、Pb~(2+)处理小白菜幼苗,对其与重金属富集相关的植物络合素(phytochelatins,PCs)途径关键基因小白菜谷胱甘肽基因(glutathione,BcGSH)进行克隆且对其所编码的蛋白进行生物信息学分析,并对BcGSH基因与金属硫蛋白途径(metallothionein 2a,BcMT2a)的基因进行组织特异性和相对表达量分析。结果表明:克隆获得BcGSH基因(Gen Bank No.MH414515)全长为1 178 bp,编码369个氨基酸,没有信号肽位点,为非分泌性蛋白,亚细胞定位预测,该基因主要存在于细胞质中,为亲水性不稳定蛋白;BcGSH与BcMT2a基因的表达在小白菜中存在组织特异性,BcGSH基因主要在根中表达,BcMT2a基因主要在叶中表达。且二者的相对表达量在一定浓度范围内,随着Cd~(2+)、Pb~(2+)单一及其复合浓度的升高而增加,当Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)-Pb~(2+)浓度分别为20、300、10/300 mg/L时,BcGSH基因的表达量达到最大值,当Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)-Pb~(2+)浓度分别为40、900、40/900 mg/L时,BcMT2a基因的表达量达到最大值。研究表明小白菜在受到重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)-Pb~(2+)胁迫时,BcGSH与BcMT2a基因有明显的应答,可增加小白菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)的耐受性。本研究为重金属污染的植物修复提供理论依据。     

沙柳生物炭对矿区铜离子吸附性能的研究

为研究利用生物炭在草原矿区土壤铜污染修复中的治理效果,研究在外业调查的基础上借以Cu~(2+)为污染源,沙柳生物炭为吸附材料进行了室内模拟试验,探究沙柳生物炭对Cu~(2+)的吸附性能的研究。结果表明:Lagergren准二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Freundlich、Temkim等温吸附模型能够较好地描述沙柳生物炭对溶液中Cu~(2+)的动力学吸附过程(R~20.99)及等温吸附过程(R~20.56),可见沙柳生物炭对溶液中Cu~(2+)的吸附并非单层的吸附,而是复杂的吸附过程。沙柳生物炭对溶液中Cu~(2+)的吸附量最大为19.13mg/g,且在弱酸环境下有利于沙柳生物炭的吸附作用;当吸附16h后,沙柳生物炭对Cu~(2+)的吸附量和吸附率均达到峰值后且不再随吸附时间的延长而增加;沙柳生物炭的吸附量、吸附率与吸附时间、溶液pH值均呈显著正相关关系(p0.05)。     

羟基磷灰石对铅锌矿区土壤吸附Zn2+、Cd2+的影响

为探究羟基磷灰石(HAP)对矿区土壤重金属的固化效果,采用吸附试验,研究施加HAP的铅锌矿区土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的动力学吸附和等温吸附效果。结果表明:土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随Cd~(2+)、Zn~(2+)初始浓度的增加而增加;在酸性条件下,其吸附量随pH上升而上升;准二级动力学方程能很好地描述两者的吸附过程,土壤吸附能力随HAP的添加量增大而增强;在Zn—Cd共存体系中,当初始浓度为20mg/L时,土壤对Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附无明显差异,2种金属离子竞争力度小,随着初始浓度上升,竞争明显,对Zn~(2+)的最大吸附量能达到单一体系中的79%～87%,而Cd~(2+)的最大吸附量只有单一体系中的57%～72%,Zn~(2+)的竞争力优于Cd~(2+),Zn~(2+)对Cd~(2+)吸附产生严重的抑制。综上可知,HAP能提高矿区土壤的吸附性能,在Zn、Cd污染土壤中,更能提升土壤对Zn~(2+)的吸附固持能力。