鸡血藤药渣对废水中Cu2+的吸附行为

采用废弃中药渣鸡血藤（Spatholobus suberectus Dunn.,SSD）为生物吸附剂对废水中铜离子（Cu²⁺）进行吸附,探讨吸附性能和吸附机理,为废水中Cu²⁺的去除和中药渣的资源化利用提供参考依据。通过吸附性能试验探讨了吸附剂剂量、pH值、初始离子浓度、温度、时间和共存阳离子对SSD吸附Cu²⁺的影响,根据吸附前后SSD的形貌特征,探讨其对Cu²⁺的吸附机理。结果表明,SSD对Cu²⁺的吸附速率较大,在30 min时吸附达到平衡。增加吸附剂剂量、pH值和吸附时间均会促进SSD对Cu²⁺的吸附,共存阳离子会在一定程度上抑制Cu²⁺的吸附。Sips等温模型能更好地描述不同温度下SSD对Cu²⁺的吸附过程,吸附特征是Langmuir和Freundlich模型的结合。SSD对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程,表明化学吸附是反应的限速步骤。SSD对Cu²⁺的吸附机理包括离子交换、络合和静电吸引。研究表明,废弃中药渣鸡血藤可用于废水中Cu²⁺的去除。     

掺Fe （Ⅱ）羟基磷灰石对水溶液中Pb （Ⅱ）吸附性能研究

为了开发高效、经济、易得的重金属吸附剂,采用Fe（NO₃） ₂/Ca（NO₃） ₂/KH₂PO₄混合溶液在碱性条件下通过水合法制备掺Fe （Ⅱ）羟基磷灰石（Fe-HAp）,以未改性羟基磷灰石（HAp）为对照材料,通过化学表征和批量吸附实验,探究Fe-HAp对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附性能与吸附机制。结果表明： Fe-HAp表面均匀地分布着大量纳米级颗粒,具有大量表面官能团,其比表面积为55.66 m²·g^-1。Fe-HAp对Pb（Ⅱ）的最大吸附量（Q_m）高达224.44 mg·g^-1,是HAp的1.85倍,高于文献报道的代表性HAp类吸附剂。Fe-HAp对Pb（Ⅱ）吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,且对Pb（Ⅱ）的吸附是自发的吸热过程。Fe-HAp对水溶液中Pb （Ⅱ）的高效吸附性能主要是离子交换、静电引力、络合沉淀的共同作用。此外,Fe-HAp具有较好的可重复利用性,其实际应用潜力较大。     

纳米氧化物对美托洛尔生物富集的影响研究

为揭示氧化物纳米颗粒（NPs）对离子型有机污染物在水生生物体内富集的影响,本研究考察了两种典型的氧化物NPs对鲤鱼富集β-阻断剂美托洛尔的影响以及美托洛尔在鱼体内各部位的分布,并通过批平衡实验进一步探讨了吸附解吸与生物富集的关系。结果表明：NPs共暴露时,在摄取阶段结束时美托洛尔生物浓缩因子（BCF）值增加了2.39倍（TiO₂ NPs）和3.49倍（SiO₂ NPs）。净化阶段鱼体内的美托洛尔半衰期由20.09d缩短到8.39d（TiO₂ NPs）和6.13d（SiO₂ NPs）,净化结束时鱼体内的美托洛尔残余浓度则略有升高。NPs的共暴露未改变鲤鱼摄取美托洛尔的途径,但显著升高了鱼鳃和内脏中美托洛尔的浓度。相对于TiO₂ NPs,SiO₂ NPs对美托洛尔具有更强的、且不可逆的吸附,使用Freundlich模型拟合的lg K_F值分别为2.21（TiO₂ NPs）和4.47（SiO₂ NPs）。研究表明NPs能够通过吸附载带促进鱼体对美托洛尔的富集,吸附态美托洛尔主要通过摄食和鳃的呼吸作用随NPs进入鱼体内,由NPs携带进入鱼体内的美托洛尔一部分发生解吸从而被鱼体利用,未发生解吸的部分随NPs的排出被排出体外。     

老化秸秆生物炭对诺氟沙星吸附特性的研究

为研究老化秸秆生物炭的性质及对水中诺氟沙星的吸附特性,本研究将新鲜生物炭进行自然老化、冻融循环老化和高温老化,通过元素分析、扫描电镜和红外光谱分析老化前后生物炭的组成和结构特性变化,研究老化生物炭对诺氟沙星的吸附机理以及pH、离子类型和离子浓度对吸附效果的影响。结果表明：不同老化方式均使生物炭的C元素含量降低,O元素含量显著增加,极性增加,芳香性降低,其中高温老化影响最大。高温老化使生物炭表面的—OH和C=C明显减少,冻融循环老化使—OH数量增加,自然老化对生物炭表面官能团影响较小。老化使生物炭表面破损、孔道塌陷,生物炭上的吸附点位被阻塞,不利于对诺氟沙星的吸附。老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附更符合准二级动力学模型,等温吸附拟合发现,Langmuir模型能更好地拟合诺氟沙星在生物炭上的吸附过程。自然老化、冻融循环老化和高温老化分别使生物炭的吸附量降低了5.50%、7.70%、14.80%;在背景液pH 3.0~11.0范围内,老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附量随pH增大先升高再降低,当pH为7.0时,吸附量达到最大值。阳离子价态越高,离子浓度越大,老化后生物炭对诺氟沙星的吸附量越小。研究表明,老化对生物炭的理化性质和吸附抗生素的能力均有影响,因此在使用生物炭去除目标污染物时需要考虑环境因素的影响。     

1-site/2-pKa表面络合模型预测土壤中Cd2+的吸附及生物有效性

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd²⁺在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质（pK_a1和pK_a2）,基于1-site/2-pK_a模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd²⁺的络合常数（lg K _{（SOCd⁺）}）,结果显示该模型能很好地描述Cd²⁺在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_a1、pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_a1的主控因子,土壤pH同时也是pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K _{（SOCd⁺）},利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd²⁺在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd²⁺在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。     

铁碳复合材料活化过氧化氢吸附-氧化萘的机理

为探讨不同铁源对铁碳复合材料结构及其吸附-氧化萘污染的影响,分别以硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、纳米零价铁和纳米四氧化三铁为铁源,葡萄糖为碳源,采用水热-碳热法合成了铁碳复合材料。采用比表面积测试、红外光谱仪、X射线衍射仪和电化学工作站分别测定材料的比表面积和孔结构、表面官能团、晶体结构和氧化还原能力,同时通过动力学实验研究不同复合材料吸附和活化过氧化氢氧化萘的效果。结果表明：Fe₂SO₄@C、FeCl₃@C和Fe（NO₃） ₃@C因较小的孔体积或较高的表面含氧官能团含量,而对萘的吸附去除率较低,且无法对萘的氧化起到活化作用。而nFe⁰@C和nFe₃O₄@C的孔体积较大,且生成结构态亚铁[Fe（Ⅱ）]和碳化三铁（Fe₃C）活性物质,可通过吸附和活化过氧化氢氧化去除萘,其中nFe₃O₄@C对萘的去除效果最好,去除率达到63.7%。研究表明,使用固态铁源制备的铁碳复合材料,具有较低的极性、较大的孔体积以及结晶较好的铁活性物质,在萘污染水体修复中具有较大应用潜力。     

不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响

为研究环境中生物炭和微塑料之间的相互作用对有机污染物吸附产生的影响,选取两种粒径范围[0.85~2.00 mm（L）和0.11~0.18 mm（S）]的小麦秸秆生物炭（BC）和聚乙烯微塑料（PE）,对其性质进行表征,并测定了吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和组成,研究了其单独和共存时吸附菲的行为。结果表明：同种颗粒物不同粒径间的差异主要体现在总比表面积、孔结构和表面官能团数量;SBC的总比表面积（216.32 m²·g^-1）约是LBC（2.31 m²·g^-1）的100倍,而LBC的平均孔径（8.92 nm）约是SBC（2.28 nm）的4倍;SPE的总比表面积（0.17 m²·g^-1）是LPE（0.07 m²·g^-1）的2倍多。SBC羟基振动峰（3 400 cm^-1）的强度显著高于LBC;SPE亚甲基振动峰的强度高于LPE。吸附等温线结果显示,颗粒物对菲的吸附均符合Freundlich模型（R²>0.94）;单一颗粒物吸附菲能力（lg K_f）的顺序为SBC>SPE>LPE>LBC;当生物炭与聚乙烯微塑料共存时吸附能力强于单一颗粒物,并且高于两相Freundlich模型预测值,说明菲在生物炭与聚乙烯微塑料混合颗粒物上的吸附不是独立的;同时,混合颗粒物吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和芳香度明显下降,并且溶解性有机碳浓度与颗粒物的lg K_f显著负相关,说明不同颗粒物对菲的吸附不仅受颗粒物表面性质的影响,还受溶解性有机碳的控制。     

不同分层土壤对锌的吸附解吸特性

为探究重金属锌在不同分层土壤中的吸附解吸特性,了解锌在分层土壤中的迁移规律,试验通过批量平衡试验,分析了锌在4个分层土壤(耕作层、犁底层、心土层、母质层)中的吸附解吸行为。结果表明:各分层土壤对锌的吸附动力学过程包括快速吸附、慢速吸附、吸附平衡3个阶段,准二级动力学方程对吸附过程的拟合效果优于准一级动力学方程,Langmuir方程能更好的拟合4种分层黑土对锌的等温吸附过程,4种土壤分层对锌的吸附能力由大到小的顺序为耕作层、犁底层、心土层、母质层,是因为随着土壤深度的增加,土壤有机质质量分数逐渐减小,4种分层土壤对锌的吸附能力逐渐降低。吸附热力学试验表明,随着温度的升高,各分层土壤对锌的吸附量均逐渐增大,ΔG<0(ΔG为吉布斯自由能的变化),ΔH>0(ΔH是标准焓变),ΔS>0(ΔS是标准熵变)说明了4个分层土壤对锌的吸附过程为自发、吸热、无序的过程。Zn的解吸量与吸附量呈正比,最大解吸量随着剖面深度的增加而减小,且均存在滞后效应。N、P质量浓度的增加,可以提高土壤固定Zn的能力,减小Zn对土壤农作物、地下水的重金属危害。     

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。     

生物炭及其老化对土壤中多菌灵吸附和降解的影响

为探究生物炭对多菌灵环境行为的影响,挖掘生物炭在农业中的应用潜力,以稻秆炭、果壳炭、椰壳炭为试验材料,通过室内模拟试验研究不同种类的生物炭及其老化方式对东北黑土中多菌灵吸附性能和多菌灵土壤降解的影响.结果表明,与对照土壤相比,在东北黑土中添加3种生物炭,多菌灵的最大吸附容量分别从46.3μg/g提高至117.3μg/g(稻秆炭)、215.2μg/g(果壳炭),椰壳炭对多菌灵的吸附影响不大.稻秆炭和果壳炭分别经过3种不同的方式老化后添加到东北黑土中,2种生物炭经自然老化和氧化老化后的理论最大吸附量均下降,而经物理老化后两者理论最大吸附量都增加.此外,3种生物炭均能加速多菌灵在土壤中的降解,降解半衰期分别缩短了约5.1(果壳炭)、1.1(稻秆炭)、0.7倍(椰壳炭).