土壤悬浮液中溶解和吸附性铁离子对硫化物还原Cr(VI)的催化作用

The kinetics of Cr(Ⅵ) reduction by sulfide in soil suspensions with various pHs, soil compositions, and Fe(Ⅱ) concentrations was examined using batch anaerobic experimental systems at constant temperature. The results showed that the reaction rate of Cr(Ⅵ) reduction was in the order of red soil < yellow-brown soil < chernozem and was proportional to the concentration of HCl-extractable iron in the soils. Dissolved and adsorbed iron in soil suspensions played an important role in accelerating Cr(Ⅵ) reduction. The reaction involved in the Cr(Ⅵ) reduction by Fe(Ⅱ) to produce Fe(Ⅲ), which was reduced to Fe(Ⅱ) again by sulfide, could represent the catalytic pathway until about 70% of the initially present Cr(Ⅵ) was reduced. The catalysis occurred because the one-step reduction of Cr(Ⅵ) by sulfide was slower than the two-step process consisting of rapid Cr(Ⅵ) reduction by Fe(Ⅱ) followed by Fe(Ⅲ) reduction by sulfide. In essence, Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ) species shuttle electrons from sulfide to Cr(Ⅵ), facilitating the reaction. The effect of iron, however, could be completely blocked by adding a strong Fe(Ⅱ)-complexing ligand, 1,10-phenanthroline, to the soil suspensions. In all the experiments, initial sulfide concentration was much higher than initial Cr(Ⅵ) concentration. The plots of lnc[Cr(Ⅵ)] versus reaction time were linear up to approximately 70% of Cr(Ⅵ) reduction, suggesting a first-order reaction kinetics with respect to Cr(Ⅵ). Elemental sulfur, the product of sulfide oxidation, was found to accelerate Cr(Ⅵ) reduction at a later stage of the reaction, resulting in deⅥation from linearity for the lnc[Cr(Ⅵ)] versus time plots.     

溶液培养条件下腐殖酸对Cr(Ⅵ)微生物还原的影响

探明铬(Cr)的氧化还原作用机制对于深入认识其污染过程特征进而制订科学的防控措施有重要意义。本研究采用从山西大同风化煤、河南巩县褐煤和云南昆明滇池底泥中提取的腐殖酸(分别记为HAs、HAh、HAk),通过分别添加,以及共同添加葡萄糖和不同制备来源或不同浓度的腐殖酸,并接种水稻土悬液,研究了溶液培养条件下腐殖酸对Cr(Ⅵ)的微生物还原过程的影响。结果表明:在有充足碳源存在条件下腐殖酸能够发挥其电子传递作用促进Cr(Ⅵ)的微生物还原过程。腐殖酸促进Cr(Ⅵ)还原的作用随其添加浓度的升高而增强,腐殖酸浓度为0.02 g/L时其促进作用较微弱,而2.00 g/L时培养期间Cr(Ⅵ)的还原率达到95%以上。腐殖酸的结构组成差异对其作用于Cr(Ⅵ)的微生物还原过程有重要的影响,腐殖化程度相对较高的HAk和HAs对Cr(Ⅵ)的微生物还原的促进作用明显,HAk更因含有一定量的多糖或类多糖物质而加快了Cr(Ⅵ)微生物还原过程的发生时间,而HAh则对Cr(Ⅵ)的微生物还原的影响较小。     

皇竹草生物炭的结构特征及其对（）的吸附性能

以皇竹草茎秆为原料,在限氧控温（300、500、700℃）条件下制备生物炭,研究该生物炭的结构特征及其对Cr（Ⅵ）的吸附行为。结果发现,随着热解温度的升高,皇竹草生物炭的产率下降,而灰分、pH呈上升趋势;电镜扫描（SEM）观察可见不同热解温度下所制备的生物炭结构相似,均具多孔和管状结构,但在700℃条件下所制备的生物炭相对300℃下制备的生物炭孔壁变薄,且孔壁有附着物,切面有突起结构。三种温度下制备的皇竹草生物炭对溶液中的Cr（Ⅵ）都具有较好的吸附作用,且500、700℃下制备的生物炭比300℃下制备的生物炭具有更好的吸附效果。在0~1 h之间,三种热解温度下制备的生物炭对铬的吸附量均随着时间的延长而快速增加,当吸附至1h时,基本达到饱和状态,随后吸附量无明显变化。     

pH对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在可变电荷土壤表面竞争吸附的影响

在实际的重金属污染体系中往往有多种重金属元素同时存在，当这一污染体系与土壤作用时不同重金属离子对土壤表面存在竞争吸附。Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）是土壤中常见的2种重金属离子，土壤和矿物表面对2种离子的竞争吸附或2种离子吸附亲和力的比较已有一些研究报道。一般认为土壤对Pb（Ⅱ）的吸附亲和力大于对Cu（Ⅱ）的吸附亲和力，但在可变电荷土壤和矿物中情况有所不同。McKenzie的结果表明合成赤铁矿在pH3．0～6．0范围内对Pb（Ⅱ）的吸附亲和力大于Cu（Ⅱ），而针铁矿的结果相反。     

影响土壤中铬, 锰的氧化还原反应的环境因素

Disposal of chromium(Cr) hexavalent form,Cr(VI),in soils as additions in organic fertilizers,liming materials or plant nutrient sources can be dangerous since Cr(VI) can be highly toxic to plants,animals,and humans.In order to explore soil conditions that lead to Cr(VI) generation,this study were performed using a Paleudult(Dystic Nitosol) from a region that has a high concentration of tannery operations in the Rio Grande do Sul State,southern Brazil.Three laboratory incubation experiments were carried out to examine the influences of soil moisture content and concentration of cobalt and organic matter additions on soil Cr(VI) formation and release and manganese(Mn) oxide reduction with a salt of chromium chloride(CrCl 3) and tannery sludge as inorganic and organic sources of Cr(III),respectively.The amount of Cr(III) oxidation depended on the concentration of easily reducible Mn oxides and the oxidation was more intense at the soil water contents in which Mn(III/IV) oxides were more stable.Soluble organic compounds in soil decreased Cr(VI) formation due to Cr(III) complexation.This mechanism also resulted in the decrease in the oxidation of Cr(III) due to the tannery sludge additions.Chromium(III) oxidation to Cr(VI) at the solid/solution interface involved the following mechanisms:the formation of a precursor complex on manganese(Mn) oxide surfaces,followed by electron transfer from Cr(III) to Mn(III or IV),the formation of a successor complex with Mn(II) and Cr(VI),and the breakdown of the successor complex and release of Mn(II) and Cr(VI) into the soil solution.     

不同pH下两种可变电荷土壤中Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)吸附与解吸的比较研究

对两种可变电荷土壤的研宄表明,土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量均随pH的增加而增加,但Cu(Ⅱ)与Pb(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增加而减小,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增大呈增大趋势.土壤吸附的Cd(Ⅱ)的解吸量随吸附平衡液pH的增加而增加;但Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸量先随pH增加而增加,在某一pH时达最大,随后再逐渐减小.3种重金属离子在可变电荷土壤中吸附和解吸行为的不同特征是pH导致的土壤表面电荷的变化和离子水解程度的变化共同作用的结果.本文的研究结果对可变电荷土壤中重金属的控制和污染土壤的修复具有一定的指导意义.     

腐殖酸对土壤中Cd形态的影响及利用研究

目前就腐殖酸对土壤重金属形态影响的研究较少 ,为此本文讨论了腐殖酸及其数量在棕壤上对Cd的赋存形态的影响作用。研究表明 :随腐殖酸投入比的加大 ,可溶态Cd含量明显下降 ,有机态Cd恰反之 ,铁铝 (锰 )氧化态Cd与有机态Cd雷同 ;腐殖酸对可溶态Cd分配比率最高 ,达 19～ 73 % ,分别是有机态Cd和铁铝 (锰 )氧化态Cd的 4.2～ 5 .5倍和1.6～ 3 .8倍。结果说明腐殖酸在棕壤上有明显降低有害的活性Cd之净化功能 ,其作用机制在于腐殖酸具备的络合 (螯合 )能力和胶体特性。研究确认腐殖酸不失为一重金属污染土壤修复的优选材料     

农业废弃物核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附特征研究

以核桃壳粉为吸附剂,通过批试验探讨了体系初始pH值、吸附剂用量、温度等因素对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附的影响,并讨论了吸附过程中Cr的化学形态变化和吸附过程的热力学特征。结果表明,核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附最佳pH为1．0。向50mL50mg·L^-1的Cr（Ⅵ）溶液中加入0．5g核桃壳粉,对溶液中Cr（Ⅵ）的去除可达95．39％,吸附过程伴随着氧化还原反应的发生;随着体系温度的升高,核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附量增加,吸附过程符合二级动力学过程,Langmuir模型能较好地反映吸附过程特征。对吸附热力学参数ΔG^0,ΔH°和△S°计算表明,吸附过程是吸热的自发过程,升高温度有利核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附,在301、308和318K条件下的最大吸附量分别为20．54、26．00和29．53g·kg^-1。试验结合FTIR和SEM手段,对核桃壳粉进行了分析,发现核桃壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附是一个包含氧化还原的极其复杂的反应过程,核桃壳粉是具有吸附污水中铬的能力和潜在利用价值的生物质吸附剂。     

黄顶菊水提液对玉米幼苗株高及叶片生理生化指标的影响

以黄顶菊新鲜植株为材料,用蒸馏水浸提活性物质,得到0.1、0.05和0.01g/mL三种不同干物质含量的黄顶菊水提液.以蒸馏水为对照,利用不同含量的黄顶菊水提液处理无土栽培的玉米幼苗,每4d测定幼苗叶片中MDA(丙二醛)、POD(过氧化物酶)、SOD(超氧化歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和CHL(叶绿素)含量.结果表明,黄顶菊水提液处理对玉米幼苗株高产生了明显的抑制作用,且每个处理与对照相比差异达显著水平(P＜0.05).黄顶菊水提液中含量越高,抑制作用越显著.幼苗叶片中MDA含量、POD、SOD、CAT活性均高于对照,而CHL含量低于对照.研究还发现,不同含量处理和不同处理时间对玉米幼苗MDA含量、抗氧化酶和CHL含量的影响之间存在极显著的交互作用.结果预示黄顶菊水提液能够抑制幼苗生长,含量越大,作用效果越明显,可为进一步研究黄顶菊总体化感提供参考.     

还原态蒙脱石结构Fe（Ⅱ）催化水铁矿转化特性及影响因素

还原条件下土壤中Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化在调控营养元素和污染物的生物地球化学过程中具有重要作用。然而,作为土壤中Fe(Ⅱ)存在的主要形态之一,蒙脱石结构中Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化的特性及其影响因素目前尚不清楚。以化学还原的蒙脱石为研究对象,探究还原态蒙脱石(rSWy-2)结构中Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化的特性及其影响因素。结果表明,贫铁的蒙脱石结构中Fe(Ⅱ)可催化水铁矿向纤铁矿转化,反应96 h后水铁矿转化量达到83.3%。X射线衍射(XRD)、高分辨透射(HRTEM)、球差电镜(STEM)和表面吸附态Fe(Ⅱ)含量分析表明,rSWy-2结构Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化主要经历矿物间固相吸附、电子传递和水铁矿转化三个阶段,形成的纤铁矿呈板状纳米片,尺寸大小为100～200 nm。溶液中Na+和Cl–离子对rSWy-2催化水铁矿转化影响较弱,而Ca²⁺、SO₄^2-、有机质和As(Ⅲ)均对水铁矿转化具有明显的抑制作用。     

腐殖酸对池塘底泥中铅、镉的离子形态分布及其活性的影响

本文探讨了腐殖酸对池塘底泥中铅、镉的离子形态分布及其活性的影响。结果表明,富里酸(FA)能使底泥中铅、镉的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态的含量下降,而有机结合态和可溶态的含量升高,但是胡敏酸(HA)则使其它各形态均向有机结合态转化。随着FA浓度的提高底泥中铅、镉的可溶态含量也呈增高的趋势,但是HA的作用与此相反,这就表明FA能活化底泥中的铅、镉,而HA则起到了钝化作用,且它们的作用随着浓度的增大而增大。另外,无论是FA还是HA它们对底泥中铅、镉的离子形态分布及其活性的影响均表现出对铅的作用大于对镉的作用。     

凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理研究

通过吸附实验,研究了凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理。结果表明,复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量显著高于各自单一的吸附量;当pH〉4,凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量有所增加,这与其等电点有关;凹凸棒土-腐植酸复合体较凹凸棒土上Pb（Ⅱ）的解吸率小,且解吸率随Pb（Ⅱ）吸附浓度升高而降低;凹凸棒土-腐植酸复合体溶液中溶解态腐植酸的量较单一腐植酸溶液有显著增加;红外光谱（IR）表明凹凸棒土-腐植酸复合体在吸附Pb（Ⅱ）后,大量特征峰变宽或消失,而腐植酸吸附Pb（Ⅱ）后仍可发现羟基等基团特征峰,说明腐植酸、凹凸棒土-腐植酸复合体的某些表面基团虽然相同,但混合物的基团更易与Pb（Ⅱ）结合。     

红壤对铝锰离子的吸附特征 Ⅲ.铝锰离子对的交换吸附

对具有水解性质的铝、锰离子对交换吸附研究的结果是 ,两种离子既表现了离子交换的一般化学行为 ,又有明显的非等当量交换和非电性吸附的特征 ;非等当量交换和非电性吸附受制于固相的表面性质、离子对的相对交换能力和离子的加入量 ;对非电性吸附的有关参数k、K、1/n、r和ΔF进行了表述 ;根据铝离子交换锰离子的ΔF ,从热力学论证了红壤对铝离子的吸附是自发和不可逆的并趋向稳态的自然过程     

聚丙烯酰胺对紫色土坡地耕作位移及土壤结构的影响

为了采用化学措施防治坡地耕作侵蚀,以紫色土典型坡耕地为研究对象,采用磁性示踪和模拟耕作等技术研究了聚丙稀酰胺(PAM)后不同坡度(5°,10°,15°,20°,25°)坡地耕作位移和土壤团聚体结构稳定性的影响。结果表明:(1)添加PAM后不同坡度坡地耕作位移均明显低于对照(未添加PAM),其中在20°和25°坡面显著减少了49.16%和67.96%;(2)与对照相比,土壤中添加PAM后0.25mm非水稳定性团聚体含量在5°,10°,15°,20°,25°坡度分别减少了33.74%,46.67%,37.56%,52.70%,62.50%,不同坡度土壤团聚体结构破坏率(PAD)平均降低了60.05%,而平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)值分别增加了41.94%和55.09%;(3)耕作位移量与PAD值呈显著的正线性相关性,而与MWD和GMD值呈负线性相关性(P0.05)。坡地土壤添加PAM后可以有效降低耕作位移量,增强土壤结构稳定性,减少耕作侵蚀。在农业生产中PAM可用于控制较陡(≥20°)坡地的耕作侵蚀。     

土地整理项目管理与决策支持系统的构建

土地整理项目管理信息化是提高项目管理效率和科学化水平的重要途径。该文从土地整理和土地整理项目的基本概念入手，对项目管理进行了信息化需求分析，阐述了“土地整理项目管理与决策支持系统”研制的背景与现实意义，介绍了土地整理项目管理与决策支持系统的结构与功能，以及系统构建采用的关键技术。     

苯丙烯酸对土培黄瓜幼苗抗氧化酶和脯氨酸含量的影响

以山东密刺黄瓜为试材,分别采用大棚土壤和露地土壤进行盆栽模拟试验,研究了苯丙烯酸对黄瓜幼苗谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和脯氨酸含量的影响,结果表明,苯丙烯酸降低了谷胱甘肽过氧化物酶活性,使抗坏血酸过氧化物酶活性和脯氨酸含量增加,说明苯丙烯酸造成了黄瓜幼苗的逆境胁迫,并随着处理浓度的增加胁迫强度增加。苯丙烯酸对大棚土培幼苗的逆境胁迫大于露地土培。     

微囊藻毒素在铜锈环棱螺肝组织中的累积降解及对3种酶活性的影响

把铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）暴露于不同浓度的有毒微囊藻藻液中（对照组：只投喂四尾栅藻（Scenedes musquadricanda）;混合藻组：50％四尾栅藻＋50％铜绿微囊藻（Microcystis aerugirtosa）;蓝藻组：只投喂铜绿微囊藻）,用酶联免疫检测法（Enzyme—linked immuno sorbentassay,ELISA）检测藻液和肝组织中藻毒素浓度,藻液中包括藻相和水相的总微囊藻毒素（MC）浓度分别为：对照组0ug·L^-1;混合藻组（14．47±1．22）ug·L^-1;蓝藻组（29．47±2．43）ug·L^-1。螺在两种不同毒素浓度藻液中暴露15d后再移人四尾栅藻藻液中降解15d。结果表明,暴露期间,混合藻组、蓝藻组螺肝组织中MC含量均为先增加后减少,再增加,且同期混合藻组MC含量都明显高于蓝藻组;作为机体代谢生物标志物的酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（ALP）活性随MC浓度及其暴露时间发生相应变化;作为解毒生物标志物的谷胱甘肽硫转移酶（GST）活性在混合藻组先被诱导后被抑制,在蓝藻组初期变化不明显后表现为诱导。在15d降解过程中,混合藻组和蓝藻组MC含量均持续下降;机体生物标志物ACP、AIJP和GST活性表现为不同程度的降低。本试验结果为ACP、ALP和GST活性作为MC胁迫的生物标志物提供了一些依据。     

结核分枝杆菌(H37Rv和BCG)在感染AECⅡ细胞系A549中对TLRs信号通路和促炎因子表达的影响

肺泡Ⅱ型上皮细胞(alveolar epithelial typeⅡcells,AECⅡ)是由呼吸道吸入的结核病原菌最先侵染的靶细胞.本研究通过建立结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)强毒株(H37Rv)、弱毒株(Bacillus Calmette-Guérin,BCG)感染AECⅡ细胞模型,分析不同感染时间Toll样受体(toll-liking receptors,TLRs)信号通路活化和炎症细胞因子分泌的差异,探讨AECⅡ细胞在Mtb感染时的免疫应答和持续感染的分子机制.利用H37Rv和BCG分别感染AECⅡ细胞系A549,通过荧光定量PCR和Western-blot等技术在核酸和蛋白水平分析感染6、12和24h时TLRs信号通路信号分子和促炎细胞因子的表达变化.结果表明,mRNA表达水平检测发现,在H37Rv感染A549细胞中,TLR2、TLR4、MyD88和NFκB在6h时显著高于BCG感染组;在感染24h时,两组TLR2、TLR4表达均上调,且差异不显著,而H37Rv感染组NFκB呈上调表达;在蛋白水平分析发现,在H37Rv感染引起A549细胞中MyD88和磷酸化NFκB表达呈显著下调趋势,且高于BCG感染组;而促炎细胞因子IL-1a、IL-6、IL-12a、IL-8、TNF-α和CSF2 mRNA表达水平随着感染时间升高,且H37Rv感染组IL-1a、IL-6 1L-8、TNF-α、和CSF2的表达显著高于BCG感染组,IL-12a差异不显著.本研究发现,Mtb强毒株感染AECⅡ细胞对TLRs信号通路表现为抑制趋势,且引起细胞的炎症反应明显强于弱毒株,这为阐明AECⅡ细胞在不同毒力结核分枝杆菌感染中的免疫调控机制研究和临床肺结核的发病机制研究提供了参考依据.