不同热解温度牛骨生物炭特征及对Cd2+的吸附

本文研究了不同热解温度条件下牛骨生物炭理化性质及对 Cd²⁺的吸附特性,采用限氧控温慢速热裂解的方式,在 300、350、400、500、700 ℃和900 ℃条件下制备牛骨生物炭。分别采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱以及扫描电镜能谱仪等设备对牛骨生物炭进行表征,并通过批量吸附实验分析其对Cd²⁺的吸附特性。结果表明：牛骨生物炭pH值、灰分含量随热解温度提高而增加,芳构度逐渐增强,孔径与比表面积增大,而挥发分、有机碳含量与全氮含量减少;准二级动力学模型可以准确拟合5种牛骨生物炭对Cd²⁺的吸附动力学过程（R²>0.999）,在接近吸附平衡时,吸附速率由颗粒内扩散主导;牛骨生物炭对Cd²⁺等温吸附过程更符合Langmuir模型,700 ℃条件下制备的牛骨生物炭对Cd²⁺的吸附效果最好,最大平衡吸附量为44.32 mg·g^-1;随着热解温度增加,牛骨生物炭对Cd²⁺吸附机制中官能团络合作用减弱,表面吸附、阳离子交换以及π电子配位作用增大。在实际规模化制备牛骨生物炭过程中应充分考虑能耗成本以及尾气收集问题。     

菌剂强化耕作型稻田湿地净化重污染村庄河水效能研究

采用菌剂强化协同耕作型稻田湿地的方法净化重污染村庄河水,研究稻田湿地在反硝化聚磷菌（B8菌）的强化作用下,对目标污染物的去除效率,分析生物降解过程中溶解性有机物迁移规律。结果表明,连续14 d投加B8菌于稻田潜流湿地后,投菌组的总磷、氨氮、总氮的平均去除率分别91%、91.34%、89.22%,与未投菌组相比提高了6.4、10、16.22个百分点,COD及UV₂₅₄的平均去除率为68%、70%,相比未投菌组去除率分别提高了8、11个百分点,平均出水浓度为31.09 mg/L、0.08。湿地系统对叶绿素a的去除效果良好,投菌组与未投菌组的去除率均达到90%,平均出水浓度为2.35μg/L,出水均达到《地表水环境质量标准》GB3838—2002中的Ⅳ类标准,说明投加的B8菌剂具有协同强化耕作型稻田湿地对村庄河水氮、磷、有机物的去除作用。三维荧光分析表明,重污染村庄河水中有机物的主要成分是DOM,来源于河水中的藻细胞和村庄排水中的腐殖类物质,可以通过稻田区植物及微生物的协同来达到去除效果。     

水田土壤富里酸组分的结构表征及对多环芳烃芘的吸附特征

本文依次用pH4．8、pH7．0及pH11．0的通用缓冲液、水和乙醇,梯度淋洗吸附富里酸的XAD-8树脂,根据其不同解离程度及亲水性质将富里酸细分为5个组分（包括3个亲水性组分和2个疏水性组分）;利用元素分析、红外光谱和核磁共振等分析方法确定各组分的理化特征,并研究各组分对特定多环芳烃（芘）的吸附特性。结果表明,按照淋洗次序,后分离的组分其羧基碳含量低于先分离的组分,烷基碳含量则高于后者;芘在被水和乙醇淋洗出的两种组分上的吸附等温线体现出良好的线性;组分中的烷基组分对吸附有促进作用,相反,羧基和羰基不利于芘的吸附,表明梯度淋洗分组方法对研究芘与富里酸的作用机理是十分有效的。     

生物质炭的加入对土壤吸附菲能力以及玉米幼苗对菲吸收量的影响

通过等温吸附试验以及玉米幼苗的盆栽试验,研究了加入生物质炭对土壤吸附菲的性能以及玉米幼苗对土壤中菲的吸收量的影响.结果表明,生物质炭的加入使土壤对菲的吸附能力显著增强:不加炭＜炭A＜炭B＜炭C,相应的分配系数Kd值分别为0.16、0.31、0.34 L·g-1和0.42 L·g-1;生物质炭的加入能有效地减少玉米幼苗对土壤中菲的吸收,通过玉米幼苗栽培试验可以看出,加入生物质炭A、炭B和炭C后,玉米幼苗对土壤中菲的吸收量都有明显的下降.     

潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水微生物特性及机制

为揭示潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水微生物特性及机制,以位于常州市城北污水处理厂内的潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水旁路试验系统中的植物根系、湿地填料及湿地土壤中微生物为研究对象,通过镜检、脲酶、磷脂脂肪酸（PLFA）等分析手段对其进行相关研究。结果表明,植物根系、填料中含有团藻等菌胶团和轮虫、变形虫等原生动物,团藻等菌胶团通过自身新陈代谢及光合作用,利用尾水中N、P进行生物代谢,去除低碳源条件下尾水中的N、P等。湿地脲酶平均含量（N）约为22.43 mg/g,其活性与TN的去除呈线性相关,活性越高,TN去除率越高。消纳城市污水厂尾水湿地填料中饱和脂肪酸（PLFA）含量为99.30%,不饱和脂肪酸含量仅为0.70%,这与潜流式人工湿地处理城市污水中的PLFA含量有很大差别（分别为76.97%、23.03%）。以脂肪酸生物标记量为指标,显示湿地填料中形成了以好养细菌为优势种群的微生物生态结构。团藻、好氧微生物是低碳源尾水中TN等污染物去除的主要载体微生物。     

热处理后水稻土溶解性有机质光谱特征的变化

土壤溶解性有机质(DOM)由胡敏酸、富里酸等组成。为了解热处理对土壤DOM的结构和组分的影响,将水稻土样品在温度200℃、250℃、300℃和时间2、4、6 h下进行加热,对热处理前后的水稻土DOM进行了紫外光谱、三维荧光和红外光谱分析。结果表明,对于紫外-可见光光谱的特征指标250 nm和365 nm紫外吸光度比值E_2/E_3,随着加热温度增加而逐渐增加,而单位溶解性有机碳浓度下254、260、280 nm处波长SUVA_(254)、SUVA_(260)和SUVA_(280)则逐渐减少,表明随着加热温度增加,DOM的芳香性和疏水性降低;加热后DOM在253 nm与203 nm吸光度的比值A_(253)/A_(203)由低到高,表明未加热时DOM组分芳香环取代基以脂肪链为主,加热后脂肪类物质大量分解。样品加热后的三维荧光光谱发生蓝移现象,荧光强度增加,同时紫外区类富里酸荧光峰值与可见区类富里酸荧光峰值的比值r(A/C)降低,表明加热后土壤DOM芳香性降低,分子量降低。红外光谱特征表明,加热后DOM中羧酸类物质增多;200℃和250℃加热时,DOM中脂肪族类物质增加,300℃加热时脂肪族类物质减少。     

水田土壤富里酸组分的结构表征及对多环芳烃芘的吸附特征

本文依次用pH4.8、pH7.0及pH11.0的通用缓冲液、水和乙醇,梯度淋洗吸附富里酸的XAD-8树脂,根据其不同解离程度及亲水性质将富里酸细分为5个组分(包括3个亲水性组分和2个疏水性组分);利用元素分析、红外光谱和核磁共振等分析方法确定各组分的理化特征,并研究各组分对特定多环芳烃(芘)的吸附特性.结果表明,按照淋洗次序,后分离的组分其羧基碳含量低于先分离的组分,烷基碳含量则高于后者;芘在被水和乙醇淋洗出的两种组分上的吸附等温线体现出良好的线性;组分中的烷基组分对吸附有促进作用,相反,羧基和羰基不利于芘的吸附,表明梯度淋洗分组方法对研究芘与富里酸的作用机理是十分有效的.     

大蒜废弃物对农作物病原菌的抑制效果

我国大蒜废弃物资源丰富,为引导其合理化、资源化利用,测定了大蒜提取物对大豆尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum fsp.tracheiphilum）、油菜菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum（Lib.）d eBary）、大豆细菌性斑点病菌（Pseudomonas.s yringae pv.glycinea）和水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae〔Ishiyama〕Dye,Xoo）4种植物病原菌的抑制作用,并通过大蒜提取物、大蒜渣、大蒜肥对土壤中大豆尖孢镰刀菌的抑制试验,测定了其在土壤中对土传病原菌的抑制效果。结果表明,高浓度的大蒜提取物对这4种植物病原菌有抑制作用,随着提取物浓度的升高,抑菌效果也更为明显。质量浓度为500mg.mL-1时对大豆尖孢镰刀菌、大豆细菌性斑点病菌和水稻白叶枯病菌的抑菌效果最好。培养基中提取物浓度达100mg.mL-1时对两种真菌的抑制达100%。同时,含大蒜提取物0.05mL.g-1、大蒜渣5%或大蒜肥25%的土壤能抑制土传病原菌大豆尖孢镰刀菌在土壤中的定殖。     

洗脱处理对生物质炭吸附铜离子行为的影响

常用生物质炭制备方法会产生焦油、醋液和无机盐等热解副产物,这些物质附着在生物质炭表面,会影响对其性质和应用的研究。以四种溶剂(水、稀酸溶液、稀碱溶液、无水乙醇)作为洗脱剂,对生物质炭进行浸泡处理,比较洗脱前后的性质;用洗脱后的生物质炭吸附铜离子,探讨不同洗脱处理是否会对生物质炭吸附重金属离子的能力产生影响;分析不同洗脱处理得到上清液的成分,探讨洗脱处理去除的热解副产物组成;比较洗脱前后生物质炭的漫反射傅里叶变换红外光谱,分析洗脱处理对其表面官能团的影响。结果表明,四种洗脱处理均能不同程度地去除生物质炭表面附着的热解副产物,为使洗脱处理对生物质炭性质的影响较小,据此建议以醇-水处理和水洗处理作为生物质炭吸附铜离子研究的前处理方法。     

有机氯农药污染场地地下水抽水试验

伴随城市化进程和产业结构调整,我国出现许多污染场地亟待修复。通过某典型有机氯农药污染场地抽水试验论证抽出-处理修复方案应用于该污染场地地下水修复的可行性及获取抽出-处理工程设计所需要的参数,同时监测了特征污染物的浓度变化特征。该污染场地的地下水渗透系数为8.03m·d-1,抽水井影响半径为117.1m,长期抽水试验获得的单口井抽水量不低于170m3·d-1,回灌速度达到7m3·h-1。结果表明:该污染场地实施抽水是可行的,地下水量满足后续抽出-处理修复工程,可通过自来水回灌减缓修复过程抽水量下降趋势,但此过程也影响地下水的流动方向。同时,抽水过程可抽出大量的污染物,越靠近污染区域,抽提污染物的效果越明显;随着抽水的进行,污染物的浓度总体显现降低的趋势。此外,自来水回灌可稀释地下水中的污染物。