利用水葫芦根系去除水中铜离子污染研究

利用水葫芦根系作为生物吸附剂去除水溶液中的Cu2+污染,试验结果表明,在pH5.5,温度为35℃,Cu2+浓度为30 mg/L的条件下,水葫芦根系对Cu2+的最大吸附量可达23.5 mg/g,说明水葫芦根系作为生物吸附剂去除水溶液中的Cu2+是可行的。通过对水葫芦根系比表面积分析、吸附动力学分析、吸附活化能计算、吸附过程离子释放分析解释了水葫芦根系作为生物吸附剂去除水中Cu2+的吸附机理。     

废弃纤维板制备的活性炭对含铜离子废水的吸附

以废弃纤维板为原料,KOH为活化剂,制备了低成本的活性炭。通过单因素试验来选择处理含铜离子废水的工艺。同时研究了活性炭吸附铜离子的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,用活性炭处理200 mL的初始质量浓度为20 mg/L的铜离子溶液时,活性炭用量为65 g,温度为30℃,pH=5时,240 min后吸附就达到平衡,活性炭吸附铜离子的吸附性能最佳。活性炭对铜离子的吸附行为遵循二级动力学规律,Langmuir等温线更符合铜离子在活性炭中的吸附行为的描述。     

石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体对铜离子的吸附特性及机理研究

[目的]研究pH、初始铜离子浓度和吸附时间对石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的影响。[方法]利用等温吸附模型和动力学模型拟合试验数据,通过测定复合体吸附铜离子前后的Zeta电位、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)和傅里叶红外光谱(FTIR),研究吸附剂对铜离子的吸附特性及机理。[结果]pH是影响吸附能力的主要因素,静电作用可使复合体表面负电荷增多,提高吸附量。在最适pH(5.0)下,复合体对铜离子的最大吸附量为13.08 mg/g。复合体对铜离子的吸附过程符合化学单分子吸附的Langmuir模型和二级动力学模型。[结论]该研究认为静电作用和单分子化学吸附是石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的主要机制。     

铜在土壤-溶液界面吸附-解吸特性的研究

研究表明,娄土及黄褐土吸附－解吸铜等温线均符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程,且解吸等温线滞线滞后于吸附温线,滞后程度;娄土〉黄褐土;     

铜绿假单胞菌吸附剂对水中菲-铜复合污染的吸附研究

为研究铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)吸附剂对菲-铜复合污染的吸附性能,探讨菲、铜复合污染对吸附效果的影响。通过研究复合污染条件下菲、铜吸附系数的变化,复合体系中温度等对菲、铜去除的影响。研究发现复合体系可显著影响细菌吸附剂对菲、铜的吸附性能,吸附剂浓度为0.5 g·L-1,pH=5.0,温度为25℃条件下,吸附剂对菲的吸附量达1.15 mg·g~(-1),较单一体系提高了16.84%;对铜的吸附量为4.70 mg·g~(-1),较单一体系降低了5.50%。随着铜浓度的增加(0～5 mg·L-1),菲的吸附系数Kd从2.54 L·g~(-1)增加到4.73 L·g~(-1);随着菲浓度的增加(0～1 mg·L-1),铜的吸附系数KL从4.89 L·mg~(-1)增加到5.06 L·mg~(-1)。复合体系中,吸附剂对菲和铜的吸附系数均随着温度的增加而减小。扫描电镜(SEM)结果显示,吸附剂吸附菲前后表面样貌没有发生显著变化;而吸附铜离子后,细菌表面呈现明显的凹凸。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,铜离子的吸附与细菌细胞的叁键和累积双键官能团相关,进而影响了细菌吸附剂对复合污染的吸附。     

活性炭对微污染水源中2,4-二氯苯酚的吸附研究

研究了振荡时间、温度、pH、腐殖酸添加量等因素对两种类型活性炭PJ-20、ZJ-15吸附微污染水源水中微量2,4-二氯苯酚效应的影响,同时对吸附等温进行Langmuir方程、Freundlich公式和BET公式曲线拟合.结果表明:PJ-20型活性炭对2,4-二氯苯酚的吸附效果稍好于ZJ-15型,温度有利于活性炭对2,4-二氯苯酚的吸附,pH值应控制在小于8的范围内,腐殖酸添加量对吸附效果也有一定的影响.     

文冠果种仁壳基改性活性炭吸附邻苯二甲酸二甲酯的研究

[目的]为了解决环境水体中钛酸酯类物质的污染问题。[方法]选择邻苯二甲酸二甲酯(DMP)作为目标物质,以经HNO_3氧化改性结合金属离子浸渍改性的文冠果种仁壳基活性炭为吸附剂,考察吸附剂对DMP的吸附效果。[结果]经HNO_3氧化改性后再进行金属离子浸渍改性的文冠果种仁壳基活性炭(记为PAC_(N-Mn)~(2+))可较大幅度地提高其对水体中DMP的吸附去除率,且Mn~(2+)浸渍改性效果较好,其DMP去除率可达88.21%。[结论]PAC_(N-Mn)~(2+)对水体中DMP去除率受溶液pH的影响较大,最佳pH范围在3.04~5.75之间。动力学初步研究发现其吸附过程符合二级动力学模型。     

开心果壳基活性炭的制备及其吸附性能研究

本文以开心果壳为原料,采用化学活化法制备开心果壳基活性炭。将开心果壳450 ℃在管式炉炭化4 h,按照活化剂KOH和活性炭质量比1:1混合研磨,在800 ℃活化2 h制备活性炭。采用傅里叶变换红外光谱仪表征活性炭表面官能团,并探究了pH、起始浓度、温度及吸附时间对开心果壳基活性炭吸附亚甲基蓝的影响。结果表明,开心果壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附效果良好, Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学方程能较好拟合吸附过程,开心果壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附反应为吸热反应,自发进行。     

活性炭固定床吸附硝基苯废水性能研究

利用活性炭固定床吸附硝基苯废水溶液,分析了活性炭填充量、硝基苯废水浓度和流量等因素对吸附效果的影响。结果表明,流量越低、活性炭用量越多、硝基苯废水浓度越低,越有利于吸附溶液中的硝基苯。利用Bed Depth Service Time(BDST)、Tomas、Admas-Bohart和Yoon-Nelson模型对硝基苯废水进行了吸附模拟,效果均较好。     

三种微生物对铀胁迫下凤眼莲荧光生理及铀累积特性的影响

为探究微生物对植物修复铀(U)污染效果的影响,获得更好的放射性重金属生物修复模式。通过大棚水培实验,研究了3种微生物(枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和黑曲霉)在不同U浓度下(0、5、15、25 mg·L~(-1))对凤眼莲生物量、荧光生理特性及U富集特征的影响。结果表明:在U胁迫下,3种微生物对凤眼莲均有促生作用。在U浓度为25 mg·L~(-1)时,枯草芽孢杆菌可使凤眼莲根系干质量增长34.8%,胶质芽孢杆菌使凤眼莲茎叶干质量增长60.5%。黑曲霉对凤眼莲的3种抗氧化酶活性有抑制作用,而枯草芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌则对它们有促进作用。在实验浓度下,3种微生物对凤眼莲的最大光化学效率(FV/Fm)的影响均有明显提高,但是,光合性能指数(PIabs)与可变荧光强度(Vj)仅在5、15 mg·L~(-1)下有明显上升。实验条件下,3种微生物对凤眼莲富集U均有明显影响,在U浓度为25 mg·L~(-1)的条件下,胶质芽孢杆菌可使凤眼莲根系U富集浓度提高36.6%,枯草芽孢杆菌可使凤眼莲茎叶富集浓度提高14.1%,并且3种微生物对凤眼莲植株的U富集量及富集浓度均有促进作用,其中胶质芽孢杆菌对U富集量提高最为明显(51.8%)。枯草芽孢杆菌能明显提高凤眼莲的转移系数(TF),最高为1.192,黑曲霉则对生物富集系数(BCF)提升明显,最高为272.8。在植物根系接种微生物可能会对植物修复过程产生影响,凤眼莲根系接种枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌或黑曲霉可以提高凤眼莲的生物量和U富集能力。     

凤眼莲根际耐Cd、Zn细菌的分离鉴定及对Cd、Zn去除效果研究

从凤眼莲根系分离纯化出3株耐Cd和Zn的细菌R12、R15、R16。重金属耐受性实验证明3株菌均可以耐受10 mg·L~(-1)Cd~(2+)和30 mg·L~(-1)Zn~(2+)。通过16S rRNA基因测序和同源性分析,菌株R12、R15被鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas),R16为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)。实验研究了菌株对重金属的去除效果,结果显示:单位质量的R12、R16对Cd和Zn的去除量均表现为随时间延长而增加,R15则表现为随时间延长先减小后增加,3株细菌对Cd和Zn的去除率均在36 h达到峰值。其中R16对Cd和Zn的去除效果最好,单位质量最大去除量分别为0.17 mg·kg~(-1)和2.71 mg·kg~(-1),最大去除率为41%和16%。凤眼莲-耐重金属微生物联合培养对Cd和Zn的富集影响结果发现,R12、R16影响凤眼莲对Cd的富集主要表现为抑制Cd进入凤眼莲根部,R15则表现为调节Cd进入凤眼莲根部及其在植株中的迁移。3株菌对凤眼莲富集Zn的影响主要表现为调控Zn在植株中的迁移。     

凤眼莲根系分泌氧和有机碳规律及其对水体氮转化影响的研究

通过模拟实验,研究凤眼莲不同苗龄根系分泌氧及有机碳的规律,在此基础上分析凤眼莲根系分泌氧和有机碳对富营养化水体溶解氧、有机碳及无机氮(NH+4和NO-3)转化的影响。研究结果表明凤眼莲根系具有较强的泌氧及分泌有机碳的能力,小、中、大三个苗龄凤眼莲根系泌氧速率分别达56.19、93.15、106.32μmolO2·h-1,根系分泌有机碳的速率分别达0.25、0.60、0.92 mg·L-1·h-1。不同苗龄凤眼莲根系泌氧及有机碳的速率随苗龄的增加显著升高,而其相对应的单位根系泌氧和有机碳的能力随苗龄的增加呈降低趋势。水体中无机氮的去除率随着凤眼莲苗龄的增加而增加,这除了与凤眼莲的吸收作用有关外,还因为其泌氧和分泌有机碳的总量增加加强了硝化和硝化-反硝化过程的潜力,从而高效并快速地净化水体中外源氮负荷。     

利用白腐菌与改性活性炭处置铀富集黑麦草残渣

为进一步获得铀富集黑麦草(Lolium perenne)生物法预处理的最佳工艺条件,实现其资源化利用,以氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)腐蚀黑麦草的剩余残渣为原材料,考察黑麦草残渣与LM2培养基的不同固液比下,接种10%白腐菌(Phanerodontia chrysosporium)对黑麦草残渣的降解作用。结果表明:在黑麦草残渣与LM2培养基与黑麦草残渣固液比为1∶11条件下,50 d处理残渣降解效果最好,能进一步降解残渣中37.78%的纤维素、42.87%的半纤维素和54.05%的木质素,黑麦草纤维素、半纤维素和木质素总降解率分别高达88.37%、89.89%和66.01%,并且黑麦草残渣的总失重率和总铀浸出率分别为49.70%和85.48%。利用硝酸改性活性炭,探究其投加量、溶液pH值、温度、时间等因素对降解废液中铀吸附的影响,结果表明改性活性炭在最佳吸附条件(改性活性炭投加量为0.72 g,溶液pH=6,25℃反应9 h)下铀的吸附率达93.62%,吸附容量达0.22 mg·g-1,能在一定程度上实现铀富集黑麦草的减量化和无害化。     

凤尾蕨对铅污染土壤的修复机理研究

以景观植物凤尾蕨作为供试植物,研究其对土壤铅污染的修复效果,并通过分析凤尾蕨植物酶、土壤酶活性的变化,铅积累量的变化等探讨其可能的修复机理。结果表明:叶绿素、植物POD酶(过氧化物酶)、植物CAT酶(过氧化氢酶)一系列指标,在0～500 mg·L~(-1)时随着铅浓度的增加而上升,植物SOD酶(超氧化物歧化酶)在铅胁迫下呈下降趋势,表明凤尾蕨具有一定的耐铅性能;凤尾蕨可以吸收高浓度Pb,其地下部分与地上部分的铅积累量均随土壤铅浓度的升高而增加,地下部铅最大富集量82.578 mg·kg~(-1)、地上部铅最大富集量16.153 mg·kg~(-1),且地下部分和地上部分的富集系数均大于1,其中地下部最大富集系数达10.819,表明凤尾蕨具有将土壤中重金属富集在植物体内的能力;在低浓度Pb(0～500mg·L~(-1))处理时,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶三种酶活性相对于对照组有所增加,表明凤尾蕨根际微生物在低浓度铅污染情况下,可协同植株强化对重金属污染土壤的修复作用。     

柠条生物炭对土壤中敌草隆的吸附性能

以柠条为原料,分别在200、300、400 ℃和600 ℃进行炭化处理制备柠条生物炭,分析柠条粉末和生物炭的组分,用扫描电镜观察柠条生物炭的形貌,比表面积分析仪绘制柠条生物炭的吸附等温线,研究柠条生物炭的孔容、孔径以及比表面积等结构参数。使用土柱实验装置将柠条生物炭与土壤混合,通过淋溶试验检测柠条生物炭对土壤中的除草剂敌草隆的吸附效能。结果表明,柠条炭化的吸附等温线属于典型的I型吸附线,随着炭化温度的升高,柠条生物炭的炭得率不断降低,在600 ℃进行炭化处理可以得到44.71%的柠条生物炭,其比表面积可达到187.56 m²·g^-1,平均孔径4.83 nm,微孔体积占总孔体积的52%。土壤中添加1%的柠条生物炭就可以对土壤中的敌草隆产生显著吸附效果,添加3%的柠条生物炭可以获得最佳的经济效益。     

遮荫对鸡爪槭非结构性碳和化学计量特征的影响

为了探究鸡爪槭（Acerpalmatum）的光适应生长策略,测定并分析了不同光照强度（CK、60%光照与40%光照）下鸡爪槭根、枝与叶中非结构性碳积累、分配及其C:N:P化学计量特征。结果表明：随着遮荫程度增加,根的非结构性碳水化合物含量（NSCs）及其组分增大,枝与叶的NSCs及其组分减小,叶N、P含量增大,C:N、C:P减少,枝N含量、N:P先减小再增大,P、C:N和C:P先增大再减小,根N、P含量先增大再减小,N:P、C:N和C:P先减小再增大。在全光照下,NSCs及其组分为叶>枝>根,N含量为叶>根>枝,N:P和C:N为根>叶>枝;60%的光照下,NSCs及其组分为叶>枝>根,N含量与N:P为叶>根>枝,C:N与C:P为枝>叶>根;40%光照下,NSCs及其组分根>叶>枝,N、P含量为叶>枝>根,C:N与C:P为根>枝>叶。相关性分析表明,叶可溶性糖、淀粉、NSCs含量与N、P含量呈显著负相关,与C:N和C:P呈显著正相关（P <0.01）;枝NSCs含量与N和C:...     

基于细胞壁吸附固定特性的小飞蓬耐Cd机制研究

为探究小飞蓬根、叶细胞壁在Cd吸收过程中发挥的作用,以小飞蓬为供试植物,扫描电镜(SEM)观察Cd在小飞蓬组织中的分布及受损情况,通过细胞壁化学改性,利用吸附动力学和傅里叶红外光谱技术(FTIR)对小飞蓬根、叶细胞壁的Cd吸附固定特性进行了研究。扫描电镜结果显示,Cd胁迫下小飞蓬根、叶组织结构排列不规则,并出现晶体堵塞导管的现象,皮层组织是小飞蓬吸附固定Cd的重要部位;经酯化改性、氨基甲基化改性和果胶酶改性后,吸附动力学试验表明根细胞壁对Cd的累积吸附量分别相对降低了49.1%、38.5%和26.1%,叶细胞壁分别相对降低了39.47%、20.14%和30.23%。根细胞壁上的羧基和氨基在Cd吸附中的贡献作用较大,而叶细胞壁上的羧基和果胶在Cd吸附中的作用较明显。利用FTIR表征了小飞蓬根、叶细胞壁上Cd吸附位点的官能团信息后表明,在小飞蓬根、叶细胞壁吸附Cd的过程中,羟基、羧基和氨基是Cd的主要结合位点。其中,果胶为Cd的结合提供羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cd的结合提供羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点。由此可见,细胞壁各组分中的羟基、羧基和氨基提供Cd结合位点,使细胞壁对Cd具有较高的吸附固定能力,是小飞蓬耐Cd的一种重要机制。     

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。     

不同磷浓度对钝顶螺旋藻吸附、吸收和转化砷酸盐的影响

采用室内培养实验,首先用0~300μg·L-1砷酸盐[As(Ⅴ)]处理钝顶螺旋藻(Spirulina platensis),分析了螺旋藻对As(Ⅴ)的吸附和吸收特性,并在300μg·L-1 As(Ⅴ)处理下,研究了不同磷浓度(P正、1/10 P正、1/25 P正、1/50 P正)对螺旋藻吸附、吸收和转化As(Ⅴ)的影响。结果表明,在本研究As(Ⅴ)处理范围内,螺旋藻的干重与对照没有显著差异。随着As(Ⅴ)浓度的升高,藻体富集的总砷含量增加,当As(Ⅴ)处理浓度为150~300μg·L-1时砷富集量为1.006~1.569 mg·kg-1,超过了国家保健(功能)食品的砷污染限量1.0 mg·kg-1(GB 16740—1997)。随着培养基中磷浓度的降低,螺旋藻体内吸收的砷含量呈现增多趋势。在正常磷(P正)和1/10 P正条件下,螺旋藻体内的砷均为As(Ⅴ);当磷浓度降低至1/25 P正时,藻细胞中的砷有3.28%为As(Ⅲ);当磷浓度降低为1/50 P正时,螺旋藻吸收的砷增加至1.457 mg·kg-1,其中有9.24%和37.35%分别转化为As(Ⅲ)和二甲基砷(DMA),表明降低培养基中磷浓度促进了螺旋藻体对As(Ⅴ)的吸收、还原和甲基化,但藻细胞中砷的主要形态仍为As(Ⅴ)。在正常磷浓度培养下,藻体富集的砷以藻细胞表面吸附为主,通过磷酸盐缓冲液脱附可去除95%以上螺旋藻富集的砷。