氨基改性磁性棉秆生物质炭材料吸附Pb2+研究

针对重金属离子Pb²⁺的环境污染问题，本实验探究氨基改性磁性生物质炭吸附剂对Pb²⁺的吸附效果和机理。将棉花秸秆破碎过筛，于马弗炉中400℃热裂解得生物质炭并进行赋磁，再以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为改性试剂对磁性生物质炭进行改性修饰，制得氨基改性磁性生物质炭材料(NMBC)。采用SEM、XRD、FT-IR、VSM对其进行表征，研究NMBC的稳定性及对Pb²⁺的吸附性能，实验表明溶液pH值、竞争性阳离子(Na⁺,K⁺,Ba²⁺)和温度均会对吸附Pb²⁺造成一定影响。NMBC循环吸附4次后，仍具有一定吸附量。NMBC对Pb²⁺的吸附符合准二级动力学模型，k₂=1.97×10^-3g·mg^-1·min^-1,qe=70.29 mg·g^-1；等温吸附数据符合Langmuir模型，NMBC对Pb^...     

热解温度对烟秆生物炭性状及其吸附Cd2+特性的影响

【目的】我国烟草生产中产生的大量烟秆是一个亟待解决的问题，通过热解炭化技术处理制备成生物炭，并表征其理化特性，探求其吸附重金属Cd²⁺特性，从而为烟秆资源化利用需求途径提供数据支撑。【方法】以烟秆作为制备生物炭的原料，分别以300、400、500、600、700℃5个温度热解，通过多种表征技术手段、室内批量吸附试验和吸附动力学试验，研究热解温度、结构特性对Cd²⁺吸附的影响。【结果】不同温度热解烟秆生物炭的性状及对Cd²⁺吸附特征存在明显差异，热解温度从300℃提高到700℃时，pH从9.05增加到11.54;H、O、N含量及H/C、O/C及(O+N)/C的原子比例随热解温度的提高而降低，显现出高温热解的生物炭芳香结构更加复杂而稳定；低温烟秆生物炭的比表面积较大，但高温下表面孔隙结构更为发达。准二级动力学方程和颗粒内扩散方程能很好拟合不同温度烟秆生物炭对Cd²⁺的吸附过程，表明吸附是异质性化学吸附；高温热解烟秆对Cd²⁺吸附能力强，其表面丰富的孔隙结构可增强对Cd^2+...     

β-环糊精功能化生物炭对重金属复合污染土壤的修复研究

为探究β-环糊精功能化生物炭对重金属复合污染土壤的修复，采用微波辅助一锅法快速制备乙二胺四乙酸交联β-环糊精改性生物炭(BC-CD_MW)并应用于土壤Pb和Cd的修复。BC-CD_MW吸附试验结果表明，对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附在60和80 min时可达到平衡且最大吸附量分别为168.37和18.48 mg·g^-1。土壤修复试验结果表明，与CK和BC相比，添加BC-CD_MW可有效促使Pb和Cd的不稳定形态向残渣态转化21.53%和30.54%，降低其迁移和生物可利用性。通过土壤理化性质分析，BC-CD_MW的投加未对土壤造成危害，补充土壤中有机碳含量。可见，BC-CD_MW可作为土壤Pb和Cd修复的有效材料。     

水稻秸秆生物炭和猪粪生物炭对镉的吸附性能

以猪粪和水稻秸秆为原料,在300 ℃和600 ℃的条件下制备生物炭,研究其对Cd²⁺的吸附性能,分析溶液初始pH值、吸附时间和Cd²⁺浓度对吸附的影响。结果表明:溶液初始pH值对生物炭吸附Cd²⁺有影响,当pH值从2.0升高至7.0时,生物炭对Cd²⁺的吸附量表现为先升高后趋于稳定。生物炭对Cd²⁺的吸附过程可以用准二级动力学方程较好地拟合(R²>0.99)。水稻秸秆生物炭对Cd²⁺的吸附约4 h达到平衡,而猪粪生物炭吸附对Cd²⁺的吸附约6 h达到平衡。生物炭对Cd²⁺的等温吸附过程可用Langmuir方程较好地拟合(R²>0.95),生物炭对Cd²⁺的吸附量随着热解温度的升高而增加,600 ℃制备的水稻秸秆生物炭的吸附量最大,达到59.84 mg·g^-1。     

木屑活性炭吸附去除水中重金属离子的研究

以木屑为原料、磷酸为活化剂、硼酸为催化剂制备生物活性炭,并对所制备的木屑活性炭进行吸附重金属离子Pb2+和Cu2+的研究。结果表明,生产活性炭的最佳工艺条件为磷屑比1∶1、硼酸添加量3%、活化温度400℃、活化时间60 min,此时亚甲基蓝吸附值为227.6 mg/g。吸附试验结果表明,接触时间为90 min时即可达到吸附平衡。吸附动力学数据能很好地与准二级动力学模型拟合(R20.999)。而与Langmuir模型相比,等温吸附过程与Friendlich模型拟合得更好,木屑活性炭对Pb2+和Cu2+的理论最大吸附量分别为9 497、14 225 mg/kg。     

重金属胁迫对不同种源任豆种子萌发及幼苗生长的影响

为了比较不同种源任豆种子萌发及其幼苗生长对重金属胁迫抗性的差异,选择广西宜州怀远（HY）、平果（PG）、云南昆明（YN）3个不同来源的任豆种子,研究不同浓度Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺胁迫对任豆种子的萌发特性及其幼苗生长的影响,测定了任豆种子的发芽势、发芽率、发芽指数、胚芽长度、胚根长度、株高,应用模糊数学的隶属函数法,对不同来源任豆种子萌发过程中的重金属耐性进行综合评价。结果表明：（1）任豆种子对不同重金属离子胁迫的耐性有较明显差异,其大小排序为Zn²⁺>Pb²⁺>Cu²⁺>Cd²⁺,任豆种子萌发过程中Cd²⁺、Cu²⁺的毒性明显大于Pb²⁺、Zn²⁺;（2）不同重金属离子对任豆幼苗生长的抑制作用随其浓度的增大而明显增强,且重金属对任豆胚根生长的抑制作用更为明显,任豆幼苗对不同重金属的耐性强弱排序...     

不同温度热解残余生物质半焦对磷的吸附

[目的]研究生物质热解制备生物油的残余半焦对水中磷的吸附性能。[方法]研究了不同温度（550、650和750℃）热解半焦吸附磷的动力学和等温线,分别采用准一级、准二级和颗粒内扩散3种模型及Langmuir、Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合。[结果]结果表明准二级动力学模型能较好描述磷在半焦表面的吸附行为,平衡吸附量和吸附速率随着热解温度的升高而增加。此外,等温吸附过程能较好地用Freundlich吸附等温线方程描述,表明磷在半焦表面的吸附受多种机制影响。3种温度下热解所得半焦对磷的吸附活化能分别为10.86、11.27和10.95kJ/mol,说明该吸附过程主要为物理吸附。[结论]生物质热解半焦对水中磷具有良好的吸附去除效果。     

功能化枝状复合吸附材料的制备及吸附Cr(Ⅵ)的性能

  目的  针对介孔分子筛的化学改性合成枝状复合吸附材料，研究其吸附性能对重金属废水治理具有现实意义。  方法  以介孔材料SBA-15为硅源，通过化学修饰方法合成树枝状化合物的复合吸附材料SBA-15-G₃，并用巯基耦合剂巯基乙酸在 SBA-15-G₃上嫁接巯基，成功合成功能化吸附材料SBA-15-G₃-SH。通过场发射扫描电子显微镜、能量色散X-射线光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、Zeta电位分析和氮气吸附-脱附等温线等方法对材料的结构和物理化学性质进行了表征。通过SBA-15-G₃-SH对水溶液中铬离子[Cr(Ⅵ)]的吸附，研究了pH、时间、初始铬离子浓度、温度等对吸附性能的影响。分析SBA-15-G₃-SH吸附剂的吸附等温线、动力学和热力学特性，采用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型对数据进行分析。  结果  Langmuir吸附等温线模型较好地拟合了吸附过程，吸附动力学模型符合准二级动力学方程。  结论  吸附主要通过SBA-15-G₃-SH表面的—SH基团表面络合作用以及与重金属离子的静电吸引，导致形成稳定的化合物。热力学结果表明:吸附Cr(Ⅵ)是一个自发的放热过程。图10表3参21     

硫脲改性榴莲壳对水溶液中Pb2+、Cd2+的吸附研究

采用硫脲改性榴莲壳,制备新型的改性榴莲壳吸附剂,研究其对Pb2+、Cd2+的吸附性能。结果表明,吸附Pb2+、Cd2+的适宜条件为:pH 6.0,吸附时间60 min。改性后榴莲壳吸附剂对Pb2+、Cd2+的吸附容量能有了很大程度的提高,Pb2+、Cd2+最大吸附量分别达到53.63、34.84 mg.g-1。吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich方程。     

荔枝皮磁性微球对水中Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+的吸附机理研究

利用荔枝皮与Fe3O4合成了磁性微球吸附材料(MLP),并对MLP吸附溶液中Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+的影响因素、吸附等温线、动力学、热力学等进行了研究。结果表明:p H和吸附剂投加量对Pb2+去除率的影响较大,而对Cd2+、Zn2+、Ni2+的影响较小;Pb2+和Ni2+的吸附平衡时间分别为100和60 min。MLP对Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+的吸附过程均可以用Langmuir等温线模型进行较好的拟合,其最大吸附容量的大小顺序为:Pb2+>Zn2+>Cd2+>Ni2+。MLP吸附Pb2+属于自发放热过程,而对Cd2+、Zn2+、Ni2+的吸附属于非自发放热过程。MLP对4种金属离子的吸附过程遵循准二次反应机理。     

铅、锌、镉胁迫对多年生黑麦草生长及生理生化特性的影响

为了解多年生黑麦草对Pb、Zn、Cd的耐性和土壤重金属污染的修复潜力,采用砂培法研究铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）对多年生黑麦草生长发育及生理生化特性的影响。Pb²⁺设0 (CK)、500 (Pb₅₀₀)、1 000 (Pb_{1 000})、2 000 mg·kg^-1 (Pb_{2 000})四个处理,Zn²⁺设0 (CK)、500 (Zn₅₀₀)、1 000 (Zn_{1 000})、2 000 mg·kg^-1 (Zn_{2 000})四个处理,Cd ²⁺设0 (CK)、10 (Cd₁₀)、20 (Cd₂₀)、50 mg·kg^-1 (Cd₅₀)四个处理,测定不同浓度Pb ²⁺ 、Zn ²⁺ 、Cd ²⁺胁迫下多年生黑麦草的形态特征、叶绿素含量、抗氧化酶活性、膜脂过氧化产物含量、渗透调节物质含量,利用Fuzzy隶属函数法对这些指标进行综合评价。结果表明：①Pb ²⁺ 、Zn ²⁺ 、Cd ²⁺胁迫显著抑制多年生黑麦草的生长,Pb2 000、Zn2 000和Cd50三个处理对黑麦草的生物量、分蘖及根系生长的抑制作用最显著。②Pb ²⁺ 、Zn ²⁺ 、Cd ²⁺胁迫时,多年生黑麦草会通过增加植物的渗透调节物质和抗氧化酶活性减缓对植物的伤害。超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均随着Pb ²⁺ 、Zn ²⁺ 、Cd ²⁺胁迫浓度的增加呈现先增加后减少趋势;丙二醛和脯氨酸含量随着重金属浓度增加而增加;Pb500和Cd10处理的可溶性糖含量下降,而Zn500处理的可溶性糖含量增加。（3）多年生黑麦草对Pb ²⁺ 、Zn ²⁺ 、Cd ²⁺胁迫有一定的耐受性,不同处理的植株抗逆性由强到弱依次表现为：Zn₅₀₀ > CK >Zn_{1 000}> Cd₁₀> Pb₅₀₀ >Zn_{2 000}> Cd₂₀ >Pb_{1 000} >Pb_{2 000}> Cd₅₀。研究结果为生态恢复提供理论支撑和数据支持。     

根际pH调控下景天三七对铅积累及铅胁迫的生理响应

为探索不同根际pH下,景天三七对重金属铅的忍耐指数和植株各个部位铅含量的积累规律,并找到提高植株对Pb²⁺耐受性的pH值。在不同根际pH(5、6、7、8)条件下,采用水培试验,研究景天三七在不同铅浓度(0、20、60、100、140 mg·L^-1)下对铅积累与铅胁迫的生理响应。结果表明:1)在相同pH条件下,随着铅浓度的增加,景天三七根长、株高和干质量均逐渐减小,生长受到抑制,忍耐指数逐渐下降;叶绿素含量呈现先增加后降低的趋势,谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,MDA含量逐渐增加;根、茎、叶中铅含量随着铅浓度的增加而逐渐增加,且铅积累量表现为根>茎>叶。2)在相同Pb²⁺浓度条件下,随着pH的增加,根长、株高和干质量表现为先增加后降低的趋势;当pH=6时,植株生长较好,忍耐指数最高;忍耐指数、叶绿素含量、GSH含量和SOD、POD、CAT活性均表现出先增加后降低的趋势,且pH=6时达最大值;MDA含量变化则相反,pH=6时达最小值;根、茎、叶的铅含量逐渐降低。综上,景天三七生长受pH及Pb²⁺浓度的影响,pH影响Pb²⁺的吸收,根际pH为6时能提高植物对铅的耐受性,且Pb²⁺为20 mg·L^-1时,对铅的耐受性最强。     

铅和铜在棕壤上共吸附的试验研究

研究了单一和二元的重金属体系中棕壤吸附Cu2+和Pb2+的热力学特征。结果表明,Freundlich吸附等温线可以很好地描述两种体系中土壤吸附重金属的热力学过程,棕壤吸附2种重金属离子的能力顺序为Cu2+>Pb2+。在相同的条件下,与单一体系相比,二元体系中Cu2+和Pb2+吸附量明显下降。土壤对Cu2+和Pb2+的吸附表现为共吸附现象。     

绿航绿萝和金边吊兰对铅胁迫的生理响应

以绿航绿萝和金边吊兰为试验材料,测定Pb²⁺胁迫下植物叶片的生理生化变化,探讨绿航绿萝和金边吊兰对重金属胁迫的响应。结果表明,绿航绿萝可溶性糖含量随着铅处理时间的延长和铅处理浓度的升高表现为先升后降的趋势;游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量总体上呈现升高趋势;可溶性蛋白含量则呈降低趋势。金边吊兰可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛含量随着铅处理时间的延长和铅处理浓度的升高表现为升高趋势;可溶性蛋白含量呈降低趋势;叶绿素含量总体上呈现先升后降的趋势。运用隶属函数法对绿航绿萝和金边吊兰抗重金属铅污染能力进行综合评判,结果表明, 金边吊兰优于绿航绿萝。     

沼液施用对青椒生长和土壤性质的影响

为探讨张家港地区适合青椒种植的沼液施用水平和方式，分别设置浇施或喷施54（T1）、84（T2）、114（T3）、144（T4）、204 m³·hm^-2（T5） 5个沼液施用量，分析青椒产量和品质、土壤pH、有机质和氮磷钾含量等以确定最佳的沼液施用方式和施用量。结果表明，沼液的适量施用可以有效提高青椒的产量和品质，且浇施效果明显好于喷施。浇施114 m³·hm^-2可以充分发挥沼液肥效，相比未施沼液的CK1，青椒产量增加97.74%，Vc和蛋白质含量分别增加32.77%和83.82%，且硝酸盐含量符合我国蔬菜硝酸盐污染程度一级标准。施用沼液显著提高0—20 cm土层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，但有可能加深土壤盐碱化程度。综上所述，沼肥可以代替传统化肥用于青椒的种植生产，采用114 m³·hm^-2的施肥量对青椒种植地进行浇施最利于青椒的生长。研究结果为促进当地沼液利用，解决沼液排放带来的环境污染问题提供科学依据。     

无柄灵芝菌LZ02高产漆酶条件及部分酶学性质分析

【目的】 从采自新疆天山的无柄灵芝菌(G.resinaceum)中筛选获得1株高产漆酶的LZ02菌株,对其产酶条件进行优化,研究部分酶学性质。【方法】 采用单因素实验,对其产酶条件优化并研究其酶学特性,采用双向电泳检测酶蛋白。【结果】 LZ02菌株产漆酶的最佳碳源为2.5%麦麸+1%葡萄糖,最佳氮源为干酪素; Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、 Zn²⁺和Ca²⁺的添加对LZ02产漆酶有一定的促进作用,而Co²⁺具有明显的抑制作用;藜芦醇和愈创木酚抑制产酶并使产酶高峰由第3 d推后至第9 d,添加没食子酸和ABTS对产酶影响不大,单宁酸对产酶有抑制作用。LZ02菌漆酶最适反应温度为60℃,且在80℃仍具有漆酶活性;在40℃,pH 4.0~5.0,酶活性最稳定;最适反应pH为3.0,Mn²⁺ 、Zn²⁺、 Cu²⁺ 、Ba²⁺和K⁺对酶稳定性有一定的促进作用,Co²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺和Pb²⁺对酶的稳定性具有明显的破坏作用;对菌体及发酵液进行了双向电泳检测,测定其等电点为4.1;获得了1个纯化酶蛋白质谱序列,该蛋白与Ganoderma Lucidum来源的Laccase高度同源。【结论】 无柄灵芝菌(G.resinaceum)漆酶的合成和分泌受到营养水平、培养条件、生长阶段以及培养基中诱导剂的严格调控,木质素或木质素相关的芳香类化合物、N源和C源也能调节漆酶的合成;漆酶活性对不同种类、不同浓度的金属离子以及诱导剂的响应不尽相同,其具有较复杂的生理功能及调控机制。     

基于组合模型的玛纳斯河流域农田土壤盐分反演

盐渍化是影响土壤质量和作物生长的重要因素之一，利用遥感技术大面积获取土壤盐分信息具有重大意义。以新疆玛纳斯河流域农田为研究对象，将偏最小二乘回归模型(PLSR)和BP神经网络模型(BPNN)相结合，构建组合模型来反演土壤盐渍化状况。结果表明，与土壤盐分相关性较高且具有代表性的遥感指数为归-化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和土壤调整植被指数(SAVI)，其相关性系数分别为-0.746、-0.663和-0.733。单项预测模型中偏最小二乘回归模型的预测精度最高，其决定系数(R²)为0.759，均方根误差(RMSE)为3.159。组合模型R²为0.797,RMSE为3.611，其验证精度较单项预测模型有所提高，较PLSR模型提高了0.038，较BPNN提高了0.094。组合模型可更准确地预测出玛纳斯河流域农田土壤盐分空间分布状况。玛纳斯河流域农田土壤盐渍化以轻度和中度盐渍化为主，所占比例达到35.34%和25.66%，与实测结果一致。组合模型较单项模型可以获得更准确的土壤盐分空间分布状况，为新疆玛纳斯河流域农田土壤盐渍化治理和土地资源...     

秦岭华山松林生态系统对大气降雨水化学特性的影响

基于野外定点监测的方法,根据大气降雨与秦岭华山松林生态系统相互作用的时空顺序,测定并分析水分传输过程各层次水的pH及水化学元素沿运移路径的变化过程,获知华山松森林影响水化学元素沉降变化的关键层次,进而探讨华山松林不同层次对大气降雨水质的影响。结果表明,华山松林生态系统对偏酸性降雨的pH有较强的调升能力,林冠和土壤A层对pH调升作用较显著,调升幅度分别为0.51、1.01个pH单位。系统对NH₄⁺、Pb、Cd²⁺、Cr均具有吸附净化效应。吸贮固定NH₄⁺的关键层是土壤层,土壤A、B层对NH₄⁺的吸附净化效果依次为42.31%、63.11%,净化效果均达到极显著差异(P＜0.05);吸贮阻减Pb、Cd²⁺、Cr的关键层是林冠层,阻减效果分别为63%、78%、45%;降雨对系统中SO^₄2-、NO₃^-、PO₄^3-、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Al³⁺等离子表现一定的淋溶效应。其中林冠层是淋溶SO₄^2-、PO₄^3-、K⁺和Zn²⁺的关键层次,林内雨较大气降雨4种离子的浓度增幅分别为31%、175%、585%、48%;土壤层是淋溶NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺的主要层次,增幅均达显著差异(P＜0.05)。其中NO₃^-主要来源于土壤A层,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源土壤B层,Al³⁺主要来源于降雨对整个土壤层解吸的Al³⁺的淋溶作用。     

温度对生物炭吸附重金属特性的影响研究

为探究温度条件对生物炭吸附重金属离子特性的影响,采用吸附试验研究25、45和65 ℃ 3种温度条件下生物炭对单一重金属离子溶液和多种重金属离子混合溶液的吸附能力变化。结果表明：生物炭对4种重金属的吸附均可采用Langmuir和Freundlich方程进行描述;温度是影响生物炭吸附重金属的重要因素,生物炭对Cu的吸附能力随温度的升高而减小,在25 ℃时吸附量最大,为5.27 mg·g^-1,去除率达到36.17%;生物炭对Zn的吸附能力随温度的升高而增加,在65 ℃时吸附量最大,为4.94 mg·g^-1,去除率达到45.36%;生物炭对Cd的吸附能力随温度的升高呈现先增加后降低的趋势,在45 ℃时吸附量最大,为5.82 mg·g^-1,去除率达到53.85%;生物炭对Pb的吸附能力随温度的升高而增加,在65 ℃时吸附量最大,为21.35 mg·g^-1,去除率达到98.61%。混合溶液中,生物炭对4种重金属的吸附强弱顺序为：Pb>Cu>Zn>Cd。温度升高能促进竞争吸附中生物炭对各重金属离子的吸附,对混合重金属离子的总吸附量也增大。     

耐辐射丝状真菌F161的分离鉴定及其对锶的吸附特性

【目的】鉴定分离自新疆某辐射污染区的丝状真菌F161,研究其吸附锶特性。【方法】采用形态学观察、分子生物学鉴定及碳源利用实验鉴定菌种;采用压力试验和吸附试验研究特性,对锶的吸附测定采用ICP-MS,对放射性90锶的吸附的测定采用液闪检测仪。【结果】菌株F161鉴定为青霉属真菌;菌株F161能够耐受10 KGy剂量的钴源照射,对重金属离子Cr³⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺均有较高耐受性。在pH 7.0,28℃下,伴随生长3~4 d,F161对Sr²⁺吸附效率最高能达到36.67%,对放射性90锶的吸附率为49.45%。【结论】F161是1株对放射性核素污染具有修复能力的土著丝状真菌,在有较高的重金属离子混合污染的放射性环境中具有一定的修复应用潜力。