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℃。     

纳米Fe_3O_4负载酸改性炭对水体中Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附

为探讨纳米Fe_3O_4负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合溶液的吸附特性,通过静态吸附实验,针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨,应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明,纳米Fe_3O_4负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m~2·g~(-1),表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加,芳香性增强,等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L~(-1)为合理吸附剂用量,pH为5.0时,吸附效果最好,吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高,吸附主要是化学吸附,吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用,Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe_3O_4负载酸改性椰壳炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的最大吸附量(Qm)分别达42.54 mg·g~(-1)和25.79 mg·g~(-1),为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍,复合溶液中Pb~(2+)、Cd~(2+)的Qm分别为单一溶液的65.16%和54.21%,这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明,纳米Fe_3O_4负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附能力,且Pb~(2+)的吸附性能及吸附竞争性优于Cd~(2+)。     

锶及柴油胁迫下3种杨树对土壤锶的富集特征

为探究杨树对土壤锶污染的修复能力,以白杨、俄罗斯杨和青杨为试材,在100 mg·kg~(-1)Sr~(2+),15mg·kg~(-1)柴油,15 mg·kg~(-1)柴油+100 mg·kg~(-1)Sr~(2+)条件下处理60 d,通过测定杨树的生长指标及各器官Sr~(2+)富集浓度,探讨比较不同种的杨树对土壤Sr~(2+)的富集特征和富集能力差异。结果表明,单一Sr~(2+)胁迫能够促进俄罗斯杨和青杨幼苗的生长,对白杨的生长表现出一定抑制效应;而柴油污染胁迫对杨树的生长均具有明显的抑制作用,其中白杨对柴油胁迫的耐受性优于俄罗斯杨和青杨。单独Sr~(2+)胁迫下3种杨树幼苗各器官Sr~(2+)富集为叶根茎,其中白杨的总富集浓度最高,达到2.369 mg·g~(-1)DW,青杨最低,为1.203 mg·g~(-1)DW。在柴油和Sr~(2+)的复合胁迫下,白杨、俄罗斯杨和青杨对Sr~(2+)的富集浓度明显减小,分别为1.344、1.145和0.604 mg·g~(-1)DW;但白杨和俄罗斯杨富集特征变化不大,青杨Sr~(2+)富集浓度最大的器官由叶变为根。此外,柴油的施加对3种杨树转运能力的影响具有显著差异,其中白杨的转运能力增强了15.76%,青杨显著降低了61.83%,说明杨树对土壤Sr~(2+)及其与柴油复合污染胁迫都有较好的耐受及Sr~(2+)富集能力,其中白杨更适合作为污染治理树种。本研究结果为锶及柴油污染土壤的植物修复提供了参考依据。     

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。     

风化煤改变黄河三角洲盐渍化土壤溶液组分的过程

黄河三角洲盐渍土改良具有重要的经济和社会意义。风化煤(0%、1%、3%、5%)添加到不同含盐量(1.0 mg·g~(-1)、7.5 mg·g~(-1)、35.3 mg·g~(-1))的滨海盐渍化土壤后,可降低土壤浸提液的钠吸附比(Sodium adsorption ratio,SAR)及Cl~-/SO_4~(2-)比,有助于减轻盐渍危害。7.5 mg·g~(-1)含盐量土壤在5%添加下SAR由7.81降为6.61,Cl~-/SO_4~(2-)由10.20降为8.25。风化煤中丰富的羧基等表面官能团及Ca~(2+),可通过三个作用过程改变盐渍化土壤溶液的离子组成,涉及:(1)风化煤固相Ca~(2+)与溶液Na~+离子的交换,从而降低土壤溶液中Na~+的浓度和危害;(2)溶液中Ca~(2+)与土壤交换性Na~+的置换,有助于土壤团聚体的形成和Na~+的淋洗;(3)溶液中的Na~+与风化煤中的溶解性有机质形成络合物,使Na~+的活度和植物有效性降低,间接起到减害作用。此外,钠吸附比和氯硫比可用于在实验室初步判断风化煤等物料用于盐渍土改良的潜力和效果。     

镉、汞胁迫对桔梗种子萌发、幼苗生理生化特性及镉、汞含量的影响

为探讨重金属对植物种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,本试验以桔梗种子为试验材料,采用培养皿滤纸发芽法,研究桔梗种子萌发、幼苗生长及生理生化特性对不同浓度镉(Cd)、汞(Hg)胁迫的响应特征。结果表明,低浓度Cd~(2+)和Hg~(2+)(≤20 mg·L~(-1))处理对桔梗种子的发芽势和发芽率影响不大;Cd~(2+)浓度≥30 mg·L~(-1)、Hg~(2+)浓度≥40 mg·L~(-1)时桔梗种子的发芽势和发芽率显著降低;Cd~(2+)浓度≥20 mg·L~(-1)、Hg~(2+)浓度≥30 mg·L~(-1)时桔梗种子的发芽指数显著降低;桔梗种子的活力指数随着Cd~(2+)和Hg~(2+)浓度的增加而降低。桔梗萌发幼苗的根长、株高和鲜重随着Cd~(2+)和Hg~(2+)浓度增加而降低;可溶性糖含量随着Cd~(2+)和Hg~(2+)浓度增加呈先增加后降低的趋势;可溶性蛋白含量随着Cd~(2+)浓度增加呈先增加后降低又增加的变化,随着Hg~(2+)浓度增加而增加且保持在较高水平。Cd~(2+)处理后,桔梗幼苗的丙二醛(MDA)含量呈先降低后增加趋势;Hg~(2+)处理后,桔梗幼苗的MDA含量增加。超氧化物歧化酶(SOD)活性随着Cd~(2+)和Hg~(2+)浓度增加呈先升高后降低的趋势;过氧化物酶(POD)活性随着Cd~(2+)浓度增加呈先升高后降低再升高的变化,随着Hg~(2+)浓度增加呈先降低后升高趋势。桔梗幼苗地上部和根部的Cd、Hg含量均随着Cd~(2+)和Hg~(2+)浓度增加而增加。综上,较低浓度的Cd~(2+)和Hg~(2+)对桔梗种子萌发影响不大,但会抑制幼苗生长;较高浓度Cd~(2+)和Hg~(2+)抑制种子萌发和幼苗生长,并引起生理生化变化及植株体内Cd、Hg含量的增加。本研究为阐明重金属胁迫对桔梗幼苗生长影响的机理提供了理论依据。     

抗生素在甘蓝类蔬菜小孢子胚胎发生中的双重作用

为克服甘蓝类蔬菜游离小孢子培养中的细菌污染,以1个青花菜纯合系和2个结球甘蓝纯合系为试验材料,研究培养基中分别添加2种抗生素——头孢噻胯和羧苄青霉素对小孢子培养中细菌污染、胚胎发生和胚植株再生的影响。结果表明,2种抗生素的添加(25、50、100、200 mg·L~(-1))能够显著降低小孢子培养中的细菌污染;50 mg·L~(-1)头孢噻胯和羧苄青霉素的添加显著促进了结球甘蓝、青花菜胚胎发生和植株再生频率;抗生素处理高于50 mg·L~(-1)时,小孢子死亡率升高,同时小孢子的发育受到抑制。本研究报道了抗生素在小孢子培养中的双重作用,尤其是对于胚胎发生的促进作用,这对加快单倍体育种进程具有重要意义。     

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。     

细胞分裂素对沟叶结缕草愈伤组织生长及其抗氧化系统的影响

为探究细胞分裂素对长期继代培养的愈伤组织细胞系分裂、增殖的影响,以及对梢和根的诱导作用,以继代10年的沟叶结缕草愈伤组织为材料,研究0~0.20 mg·L~(-1)的6-苄基氨基嘌呤(BA)、激动素(KT)、玉米素(ZT)、反式玉米素核苷(ZR)、噻苯隆(TDZ)及正交设计组合对其生长和再生的影响。结果表明,继代培养4周后,愈伤组织鲜重增长率最高的处理是0.10 mg·L~(-1)BA+0.20 mg·L~(-1)KT+0.15 mg·L~(-1)ZT+0.10 mg·L~(-1)TDZ,达到331.3%,略高于0.10 mg·L~(-1)KT(315.0%),但差异不显著。以1/2MS+30.0 g·L~(-1)蔗糖+3.0 g·L~(-1)Phytagel为基本培养基,添加不同浓度的5种细胞分裂素再生培养6周,再生率和再生梢总数最高的是含0.15 mg·L~(-1)ZT的培养基,再生率为60.3%,再生梢总数为142.0个,分别是对照的2.41倍和3.67倍。再生过程中过氧化物酶(POD)活性(6.694~14.569U·g~(-1)FW·min-1)显著低于对照(20.802~32.303 U·g~(-1)FW·min-1),超氧化物歧化酶(SOD)活性的峰值(382.353 U·g~(-1)FW·min-1)显著高于对照(326.760 U·g~(-1)FW·min-1),而第3周再生高峰期过氧化氢酶(CAT)活性(0.312 U·g~(-1)FW·min-1)显著高于对照(0.141 U·g~(-1)FW·min-1)。因此,适宜浓度的细胞分裂素不仅显著促进愈伤组织的生长和分化,也明显影响抗氧化酶的活性。合理调控SOD和POD活性有助于提高胚性愈伤组织的再生能力,为沟叶结缕草现代育种提供基础资料。     

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。     

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)。     

肌原纤维蛋白浓度对风味物质吸附能力的影响

为探究肌原纤维蛋白浓度对风味物质的作用机制,本研究建立了肌原纤维蛋白和风味物质作用的复合体系,研究了不同浓度肌原纤维蛋白对17种典型风味化合物吸附能力的影响。结果表明,风味化合物的种类对肌原纤维蛋白的吸附能力有显著影响,一定浓度的蛋白对醛、酮、醇、酯的吸附作用强弱依次为:醛类酯类酮类醇类。蛋白浓度由2 mg·m L~(-1)增加至4 mg·m L~(-1)时,对所有风味化合物吸附作用显著增强;由4 mg·m L~(-1)增加至6 mg·m L~(-1)时,蛋白对2-甲基丁醛、戊醛、己醛、丁酸乙酯吸附作用明显增强,而当蛋白浓度由6 mg·m L~(-1)增加至8 mg·m L~(-1)时,肌原纤维蛋白对所有风味化合物的吸附作用都明显减弱。蛋白对风味化合物的吸附能力的增加可能是由于较高的蛋白质浓度改变了风味化合物在气、液两相间的分配系数;然而过高浓度的蛋白对风味物质吸附能力的削弱则是蛋白质之间相互作用增强或表面张力降低的结果。本研究结果为肉类风味感知研究过程中确定蛋白浓度、挥发性风味化合物种类等关键参数和改善蛋白类食品的风味提供了参考。     

撒哈麻谷(1)幼苗的耐Cd性研究

采用水培法,研究了不同浓度的Cd溶液对撒哈麻谷(1)生理性状的影响,找出撒哈麻谷(1)对Cd的耐受极限。结果表明,撒哈麻谷(1)幼苗地上部分对环境中Cd~(2+)的耐受限度为8.0 mg·L~(-1);撒哈麻谷(1)幼苗根对环境中Cd~(2+)的耐受限度为2.0 mg·L~(-1)。     

Cd与羧基化多壁碳纳米管复合胁迫下蚕豆幼苗Cd的富集与分布

纳米材料因大量开发、生产和应用不可避免地被释放到环境中,给生态环境和人体健康带来潜在的风险。因此为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)和重金属Cd双重胁迫对植物器官中Cd的富集、转运及细胞中Cd分布的影响,以及为MWCNTs-COOH与Cd复合污染对植物的毒性和生态风险性评价提供理论依据,本研究以蚕豆幼苗为试验材料,采用水培方式,设置MWCNTs-COOH(0mg·L~(-1)、1.5mg·L~(-1)、3.0mg·L~(-1)、6.0 mg·L~(-1)、12.0 mg·L~(-1))+10.0μmol·L~(-1) Cd5个处理组,用石墨炉原子吸收光谱法测定不同处理下蚕豆幼苗根茎叶及细胞中Cd的含量,分析MWCNTs-COOH复合Cd处理下蚕豆幼苗营养器官对Cd的富集、转运及细胞内分布状况。结果表明:复合胁迫下,3种营养器官Cd含量均高于对照;根茎叶对Cd的富集、Cd富集系数及器官间(根-茎、茎-叶)的转移系数均随MWCNTs-COOH浓度升高呈先升高后降低趋势,当MWCNTs-COOH浓度为6.0 mg·L~(-1)时,以上指标均达到最大值。同时,随着MWCNTs-COOH浓度的增大,根茎叶细胞中Cd逐渐从细胞壁向原生质体转移,加深了对细胞的毒害。综上所述,中低浓度的MWCNTs-COOH不仅可促进蚕豆根茎叶对Cd的累积及向上转运,而且也能加强细胞中Cd的转移。     

磺胺二甲基嘧啶与环丙沙星对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

为研究抗生素胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长发育的影响,选取磺胺二甲基嘧啶(Sulfadimidine, SM2)和环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)两种典型抗生素为研究对象,采用水培方法,通过测定不同浓度的两种抗生素对小麦种子芽和根的生长抑制率、幼苗生物量、根系形态和根系活力指标,分析比较了两种抗生素对小麦种子和幼苗的生态毒性差异。结果表明:0.1～2.0 mg·L~(-1)的SM2和0.1～1.0 mg·L~(-1)的CIP能够促进小麦种子根和芽的生长,当SM2浓度达到10.0 mg·L~(-1)、CIP浓度达到5.0 mg·L~(-1)时,两种抗生素开始对小麦种子根长产生抑制作用,并且随着浓度的增大抑制作用显著增强;两种抗生素对作物种子根长的抑制效应强于芽长;0.1 mg·L~(-1)的SM2促进小麦幼苗生长以及干物质积累,但随着SM2浓度增大,小麦幼苗生长受到抑制,根系生物量以及根系性状(总根长、平均直径)显著降低;CIP对小麦幼苗生长、干物质积累和根系性状均具有抑制作用,并且随着CIP浓度的增大抑制作用增强;SM2和CIP均抑制小麦根系活力,随着抗生素浓度的升高小麦根系氧化还原力降低,根系活力逐渐减弱。研究表明,SM2和CIP会在小麦根系不断积累,影响小麦正常生长,CIP对小麦幼苗生态毒性相对更强,0.1 mg·L~(-1)CIP即会抑制小麦幼苗生长。     

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。     

两性磁化炭对牧草生长及土壤铜有效性的影响

为了探究材料添加对植物修复过程中的牧草生长和土壤铜有效性特征的影响,采用盆栽试验研究7种土壤Cu~(2+)污染水平[0,100,200,400,800,1 200,1 600 mg/L]下,两性磁化炭表施(0—3 cm)和混施对苏丹草(Sorghum sudanense(Piper)Stapf.)和黑麦草(Lolium multiflorum L.)发芽率、株高和生物量的影响,并分析了盆栽土壤中水溶态和酸提取态铜含量的变化特征。结果表明:(1)在未经Cu~(2+)处理时,表施和混施两性磁化炭都能大幅度提高黑麦草的发芽率和成活率;Cu~(2+)处理后,表施两性磁化炭有利于苏丹草的发芽,但不利于其成活,混施能够提高苏丹草在Cu~(2+)浓度400～800 mg/L内的成活率;(2)各土样上的苏丹草和黑麦草株高前期增长迅速(2 cm/d左右),25 d后趋于缓和。单施两性磁化炭更有利于黑麦草的生长,其中表施的作用尤为显著。(3)混施两性磁化炭能增加苏丹草在Cu~(2+)400～800 mg/L区间中的生物量,而Cu~(2+)浓度低于200 mg/L时,表施和混施两性磁化炭都有利于两种牧草生长;(4)土壤水溶态Cu~(2+)含量和酸提取态Cu~(2+)含量均保持上层高于下层的趋势,黑麦草降低土壤中Cu~(2+)含量的能力强于苏丹草。综上,在铜污染地区表施两性磁化炭并种植黑麦草对土壤的修复效果最佳。     

耐镉邻苯二甲酸二辛酯降解菌的筛选及特性研究

为获得既耐受重金属镉又能高效降解邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的微生物菌株,利用选择培养基从污染土壤中分离高效降解微生物,并对其菌种分类和降解特性进行分析。共筛选获得5株耐镉的DOP降解菌株,其中PD-2对DOP的降解效率最高,120 h后降解率可达93.1%。结合形态学特征和16S rDNA序列分析,鉴定该菌为生丝微菌属(Hyphomicrobium sp.)。菌株PD-2对液体培养基中DOP的降解依赖于其生物量的增加,其对DOP的作用浓度和耐镉浓度范围广,可高效降解100～800 mg·L~(-1)范围的DOP(降解率大于80%),并在镉浓度0～600 mg·L~(-1)的培养基中生长良好。PD-2可利用邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸(PA)作为底物生长,底物种类范围广。添加PD-2到镉和DOP复合污染土壤中,其对DOP具有显著的降解作用,PD-2在镉和DOP复合污染土壤的修复方面具有潜在的应用价值。     

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。     

规模化养殖场肥水水质特征研究

为深入了解规模化养殖场肥水水质特征,在华北典型种养结合区河北徐水,以规模化养殖场为研究对象,采集养殖场肥水水样,研究养殖肥水中氮磷形态分布、阳离子和重金属含量特征。结果表明,猪场肥水中总氮和总磷含量平均值分别为804.6mg·L~(-1)和38.9 mg·L~(-1),牛场肥水中总氮和总磷含量平均值分别为137.5 mg·L~(-1)和38.2 mg·L~(-1)。猪场和牛场肥水的铵态氮含量平均值占肥水中总氮含量平均值的66.0%,溶解性正磷酸盐含量平均值占总磷含量平均值的90.9%;肥水中K~+、Na~+、Ca2~+和Mg2~+含量平均值分别为568.5、299.5、33.5 mg·L~(-1)和50.5 mg·L~(-1)。研究表明,养殖肥水中含有大量氮磷养分,肥水中氮磷以速效养分为主,四种阳离子含量与电导率呈正相关关系,复相关系数0.4;肥水中重金属含量均未超出《GB 5084—2005农田灌溉水质标准》的限值。