甘蔗渣生物炭吸附-还原Cr （Ⅵ）的反应研究

以甘蔗渣为原材料，在限氧条件下经600℃碳化制备生物炭RC，经800℃碳化制备生物炭HC，分别研究两者对Cr （Ⅵ）的吸附-还原反应。采用扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）、比表面积和孔隙分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（RS）等对甘蔗渣生物炭表面性质进行表征，从吸附等温线、吸附动力学等角度探讨甘蔗渣生物炭对Cr （Ⅵ）的吸附-还原反应特征及其机理。结果表明：甘蔗渣生物炭具有丰富的孔隙结构和表面活性基团，且随着碳化温度升高，甘蔗渣生物炭表面孔隙度和芳香化程度增加，而含氧官能团OH、C O等相对含量则降低。HC对Cr （Ⅵ）的吸附-还原去除效果最好，总去除量高达117.28 mg·g^-1，较RC增加了82.42 mg·g^-1，其中吸附反应的去除量为76.00 mg·g^-1，比RC增加了67.99 mg·g^-1。随着碳化温度升高，生物炭缺陷程度降低，电子传递能力增强。HC对Cr （Ⅵ）的还原量为87.40 mg·g^-1，较RC增加了57.03 mg·g^-1。吸附等温线和吸附动力学拟合结果显示，甘蔗渣生物炭对Cr（Ⅵ）的吸附更符合拟二级动力学模型。Langmuir模型适用于HC对Cr（Ⅵ）的吸附，Freundlich模型适用于RC对Cr （Ⅵ）的吸附。XPS和FTIR分析结果显示，甘蔗渣生物炭对Cr （Ⅵ）的去除机理为静电吸附、还原和络合作用，其中RC、HC吸附作用的相对贡献率分别为22.98%、64.80%，还原反应的相对贡献率分别为87.12%、74.52%，表明甘蔗渣生物炭对Cr （Ⅵ）的去除过程以还原为主。     

不同叶用黄麻种质对重金属吸附的差异及其机制分析

为筛选对重金属具有高效吸附能力的叶用黄麻种质,以36个栽培黄麻种质为研究对象,将黄麻干叶制成粉末,研究其对水体中重金属离子Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的去除特性。结果表明：不同黄麻种质干叶对同种重金属的去除效果不同;且同种黄麻种质干叶对不同重金属的去除效果也有明显差异。黄麻叶对重金属阳离子具有一定的选择吸附特性,且选择性吸附顺序为Cu（Ⅱ） < Pb（Ⅱ） < Cd（Ⅱ）,其中对Cd（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的最高吸附容量分别为20.62、14.19 mg·g^-1,对Cu（Ⅱ）的吸附容量最高则为9.53 mg·g^-1,而黄麻叶对络阴离子Cr（Ⅵ）的去除效果受种质的影响较大,吸附容量最高可达25.79 mg·g^-1,最低仅为1.46 mg·g^-1。黄麻种质HMG-2对Cd（Ⅱ）有较好的吸附效果,吸附等温线符合Langmuir模型,最大理论吸附容量可达30.29 mg·g^-1。研究表明,黄麻种质HMG-1和HMG-2可考虑作为吸附重金属阳离子的专用种质,而黄麻种质竹昌麻和HMG-4则可考虑作为吸附络阴离子的专用种质;不同黄麻种质干叶对同种重金属的吸附容量不同,主要与黄麻叶片中的富含活性官能团的物质（如纤维素、半纤维素和木质素等）含量有关。     

膨润土改性及对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的 提高膨润土对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。方法 采用氢氧化钠和壳聚糖对膨润土进行改性,分别得到碱改性膨润土（B-NaOH）、壳化膨润土（B-CS）和壳化碱改性膨润土（B-NaOH-CS）。以钠基膨润土（B）为对照,利用红外光谱仪、扫描电镜和比表面积分析仪表征3种改性膨润土的理化性质,研究其对Cr（Ⅵ）的吸附性能。结果 B-NaOH-CS中出现了强N—H吸收峰以及增强的C—H对称弯曲峰,同时B-NaOH-CS表面片状结构卷曲分散,层间孔隙增多,比表面积是其他膨润土的1.2倍以上。当Cr（Ⅵ）质量浓度为50 mg·L^-1时,B-NaOH-CS对Cr（Ⅵ）的平衡吸附量为1.03 mg·g^-1,分别是B-CS、B-NaOH的1.26、1.84倍。描述膨润土吸附Cr（Ⅵ）的动力学过程,准二级动力学模型优于准一级动力学模型;描述膨润土吸附Cr（Ⅵ）的热力学过程,Langmuir等温模型优于Freundlich等温模型。热力学参数△H>0、△G<0、△S>0,表明膨润土吸附Cr（Ⅵ）为吸热、自发、无序反应。B-NaOH在pH=7.0时对Cr（Ⅵ）的吸附量最大,B-CS、B-NaOH-CS在pH = 3.0时对Cr（Ⅵ）的吸附量最大。结论 B-NaOH-CS对Cr（Ⅵ）的吸附效果最好,改性膨润土对去除Cr（Ⅵ）污染有重要作用。     

前期灌溉养殖废水和再生水对土壤吸附镉能力的影响

为揭示前期不同非常规水源灌溉后土壤吸附镉（Cd）能力的变化及其影响因素,采用吸附动力学试验、等温吸附试验及Cd形态解吸试验,以去离子水为对照,研究了养殖废水和再生水灌溉后潮土和红壤吸附Cd能力的变化规律和影响因素。与对照相比,不论Cd初始浓度高低,再生水灌溉均显著减少了两种土壤对Cd的吸附;养殖废水灌溉在低Cd浓度时（5 mg·L^-1和10 mg·L^-1）显著降低了两种土壤对Cd的吸附,但在高Cd浓度时（25 mg·L^-1和50 mg·L^-1）增加了两种土壤对Cd的吸附。Freundlich模型能够较好地拟合所有土壤对Cd的吸附,拟合结果也表明养殖废水灌溉土壤对Cd吸附能力较强,而再生水灌溉土壤对Cd的吸附能力较弱。两种土壤吸附的Cd均以络合态为主,养殖废水和再生水灌溉主要通过影响土壤pH、黏粒含量、盐分和Cu含量而影响土壤吸附的络合态和交换态Cd含量,进而改变土壤对Cd的吸附能力。再生水灌溉后土壤对Cd的吸附能力降低,而养殖废水灌溉后土壤对Cd的吸附能力变化因Cd初始浓度而异。     

溶液初始pH值及裂解温度对玉米秸秆基生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

以玉米秸秆为原料,在300、450℃和600℃下裂解得到3种生物炭,通过批处理实验讨论了溶液初始pH值和裂解温度对玉米秸秆及其生物炭吸附Cr（Ⅵ）的影响,并用吸附动力学模型和等温吸附模型对实验结果进行拟合。结果表明：对于同种吸附材料而言,溶液初始pH值越低,玉米秸秆及其生物炭对Cr（Ⅵ）的吸附量越大;当溶液初始pH值为3或5时,对Cr（Ⅵ）的吸附性能大小顺序为：玉米秸秆 > 生物炭300℃ > 生物炭450℃ > 生物炭600℃;当溶液初始pH=1时,对Cr（Ⅵ）的吸附性能大小顺序为：生物炭300℃ > 玉米秸秆 > 生物炭450℃ > 生物炭600℃,且生物炭300℃对Cr（Ⅵ）的最大吸附量约为141.24 mg·g^-1。可见,溶液初始pH值越低,生物炭的裂解温度越低,越有利于生物炭对Cr（Ⅵ）的吸附。     

餐厨垃圾生物质炭制备及其吸附水中亚甲基蓝性能

以餐厨垃圾为原材料,通过高温热解法和共沉淀法制备了餐厨垃圾生物质炭（Natural kitchen waste biochar,NKB）和磁性餐厨垃圾生物质炭（Magnetic kitchen waste biochar,MKB）,研究了热解温度、热解时间、吸附剂量、吸附时间和溶液pH值等条件对生物质炭吸附水中亚甲基蓝（MB）性能的影响。结果发现,在热解温度450℃、热解时间1 h条件下制备的NKB对MB吸附性能最好;在生物质炭投加量1.0 g·L^-1、吸附时间20 min、pH值为9的条件下,MKB对MB的去除率和吸附量分别为97.94%和9.2 mg·g^-1,分别比NKB提高18.54个百分点和1.6 mg·g^-1;经过多次再生后,MKB对MB的吸附去除率仍在90%以上;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。研究表明,餐厨垃圾生物质炭经过赋磁可提高对亚甲基蓝的吸附性能,碱性条件下吸附性能较好,且能多次循环再生。     

Bacillus sp.T124对六价铬的生物还原

为进一步了解菌株还原Cr （Ⅵ）的机理,从矿区周边重金属污染土壤中筛选出一株对Cr耐受的菌株Bacillus sp.T124,对该菌株去除Cr （Ⅵ）的效率和Cr （Ⅵ）的还原产物进行了研究。结果表明：Bacillus sp.T124可以有效去除Cr （Ⅵ）,在Cr （Ⅵ）初始浓度为100 mg·L^-1的LB培养基中48 h还原率达到43.2%。此外,在作为菌体电子供体的6种碳源（葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、乙酸钠和甘露醇）中,果糖对Cr （Ⅵ）的还原效果最好,在不同共存离子存在条件下,HCO₃^-的添加对Cr （Ⅵ）的生物还原抑制作用最明显。扫描电镜（SEM）的结果显示,经Cr （Ⅵ）处理后的细胞形态未发生明显变化;X射线衍射（XRD）和拉曼图谱的分析表明菌株对Cr （Ⅵ）的还原产物为Cr₂O₃;傅里叶红外光谱（FT-IR）的结果表明还原过程有烷基和羧基以及多糖的参与,并且通过X射线电子能谱（XPS）的分析确定了去除Cr （Ⅵ）的途径为生物还原而非生物吸附。研究表明,生物还原是Bacillus sp.T124去除Cr （Ⅵ）的主要途径,碳源和共存离子是Bacillus sp.T124对Cr （Ⅵ）还原过程中的关键因素。     

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物,以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料,制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G）,并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征,同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明,PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料,孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时,吸附效果最佳;吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除;粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程,吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时,拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1,与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近,可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。     

基于LDHs-DGT的环境中活性态Cr原位提取检测方法研究

为原位监测土壤Cr的形态变化，本研究开发了一种以纳米Mg/Al双层氢氧化物（Mg/Al-LDHs）作为结合膜的梯度扩散薄膜（LDHs-DGT）装置，并通过ICP-MS和超痕量六价铬分析仪联用，实现对环境中活性态Cr含量及Cr （Ⅲ）、Cr （Ⅵ）的原位提取、测定。实验结果表明，该装置中LDHs结合膜对Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）均有较快的吸附速率，其最大吸附量分别是181.27 μg·cm^-2和176.29 μg·cm^-2，该装置可在pH为5~8、离子强度小于50 mmol·L^-1的环境中对Cr （Ⅲ）和Cr （Ⅵ）实现准确提取，能够有效避免干扰离子对装置的影响，空白背景值为4.9 ng，方法检出限为0.22 ng·mL^-1，Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）在扩散膜中的扩散系数分别为（3.58±0.02）×10^-6 cm²·s^-1和（7.03±0.09）×10^-6 cm²·s^-1。LDHs-DGT可以高效侦测土壤活性态Cr的时空变化态势，并能对Cr （Ⅲ）和Cr （Ⅵ）的价态变化进行动态监测。     

厌氧折流板反应器对分散养猪冲洗水有机物去除特性研究

以厌氧折流板反应器(ABR)处理分散及小规模养猪冲洗废水,对比了序批进水和连续进水时的运行性能,考察了序批进水ABR单个进水周期内污染物的去除特性,并以三维荧光光谱和离子色谱对特征有机物进行了解析.结果表明:序批和连续进水ABR的COD去除率均大于60%,但前者的去除率小于后者;COD负荷为1.40 kg·m^-3·d^-1时,序批ABR出水平均COD(600 mg·L^-1)大于连续ABR(350 mg·L^-1).序批进水COD在ABR第一格去除率最大,且进水后其去除速度快,经12 h趋于稳定.类蛋白荧光峰的变化规律与COD一致,有机物水解酸化主要发生在进水后4 h内,甲酸、乙酸和丙酸等小分子物质也主要在此期间生成.     

天然沸石对水中氨氮吸附特性的研究

以浙江缙云天然沸石为原料, 分别用摇床和吸附柱实验研究了天然沸石对氨氮的静态和动态吸附特性。结果显示, 在10、25、40 ℃温度下沸石吸附氨氮有显著差异(P<0.05)。在25 ℃、氨氮初始浓度为50 mg·L^-1的条件下, 1~2 mm沸石对氨氮的360 min吸附容量为4.05±0.02 mg·g^-1。沸石对氨氮的吸附过程遵循二级吸附动力学方程, 沸石对氨氮的等温吸附可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合, 相关性分析结果表明Langmuir方程达到极显著相关(P<0.01), 可以更好地描述沸石吸附氨氮的热力学过程。随着沸石粒径与投加量的减小, 沸石对氨氮的吸附量显著增加。在pH值6.0~8.0时, 沸石对氨氮去除效果最好。动态试验显示, 当氨氮浓度为50 mg·L^-1时, 沸石的穿透时间约96 h, 动态饱和吸附量为18.8 mg·g^-1。     

改性蛇纹石对Pb2+的吸附机理及吸附条件优化

为提升蛇纹石对污染物Pb²⁺的去除效果,实现废水中Pb²⁺的高效去除,本研究将天然蛇纹石矿物高温改性,探究改性后蛇纹石对Pb²⁺的吸附机理、解吸情况及蛇纹石用量、溶液的初始pH、蛇纹石粒径大小和吸附时间对吸附量和Pb²⁺去除率的影响,并通过Box-Behnken响应面法优化改性蛇纹石吸附Pb²⁺的实验条件。结果表明：改性蛇纹石吸附性能明显提升,理论最大饱和吸附容量更高,二者吸附过程均更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且吸附过程为自发吸热进行的。改性蛇纹石吸附Pb²⁺的机理主要为蛇纹石裂解产生的Mg²⁺与溶液中溶解的CO₂结合形成MgCO₃,MgCO₃与溶液中的Pb²⁺发生溶积置换生成PbCO₃沉淀;Pb²⁺与改性后蛇纹石表面形成的高能键结合,以Pb（NO₃）₂·Si-O、PbO·O-Si-O配合物的形式吸附在蛇纹石表面。改性蛇纹石在溶液中Pb²⁺的解吸量及解吸率均较低,改性蛇纹石对Pb²⁺的吸附情况较为稳定,Pb²⁺不易被解吸出来。改性蛇纹石对溶液中Pb²⁺最佳吸附条件为固液比为1∶200（m∶V）,pH=5.5,粒径为140目,吸附时间为36 h,此时吸附量及Pb²⁺去除率分别为15.26 mg·g^-1、79.89%。研究表明,改性蛇纹石对Pb²⁺吸附性能明显提升,具有较高吸附容量且吸附较为稳定不易解吸,对去除废水中Pb²⁺具有潜在应用价值。     

改性小麦壳对水溶液中Cd2+的吸附研究

利用氢氧化钠和高锰酸钾对农业废弃物小麦壳进行联合改性,研究小麦壳改性前后对废水中重金属Cd²⁺的吸附性能和吸附剂用量、初始pH、温度、接触反应时间、共存离子等因素对吸附的影响。结果表明:NaOH-KMnO₄联合改性小麦壳平衡吸附量比原始小麦壳增大了9.30倍,理论最大吸附量可达26.74 mg·g^-1;在室温下,当投加浓度为2.0 g·L^-1,溶液pH值在5.0~8.0之间时,吸附效果最优,但溶液中有Na⁺或Ca²⁺存在时不利于吸附反应进行;吸附量随温度的升高而增大,吸附在1 h内可达到动态平衡,该过程符合准二级动力学方程,且Langmuir等温吸附模型能更好地拟合改性小麦壳材料对溶液中Cd²⁺的吸附。研究表明,小麦壳改性后表面结构发生了明显变化,吸附性能显着提升,改性小麦壳对废水中的Cd²⁺具有明显的去除效果,为农业废弃物“变废为宝”提供了一条新途径。     

壳聚糖、铁锰改性稻壳生物炭的表征及其Cd2+吸附性能研究

为改善稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性，成功制备了壳聚糖改性稻壳炭（C-BC）和铁锰改性稻壳炭（FM-BC），表征了各稻壳炭的基础理化性质，包括比表面积分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射表征（XRD），进行了动力学吸附实验和等温吸附实验，并在不同pH和投加量条件下，研究了改性生物炭对Cd²⁺的吸附量和去除率。结果表明：两种改性方式均减小了稻壳炭的比表面积和总孔隙体积； FM-BC含有Mn-O、Fe-O的特征官能团，此外改性前后稻壳炭的官能团类型基本不变；两种改性方式均使稻壳炭产生了对应的晶体结构变化。两种改性炭对Cd²⁺动力学吸附特征均符合准二级动力学模型，颗粒内扩散模型均分为3个阶段，对Cd²⁺等温吸附特征均符合Langmuir模型； C-BC和FM-BC的最大吸附量分别为25.51 mg·g^-1和16.25 mg·g^-1，是BC （14.97 mg·g^-1）的1.7倍和1.08倍。随着溶液pH增加，C-BC和FMBC的吸附量和去除率逐渐增加，且始终高于BC；随着投加量的增加，C-BC和FM-BC的Cd²⁺去除率逐渐增加，而吸附量逐渐降低。两种改性方式均能够在一定程度上提高稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，均以单分子层化学吸附占主导，C-BC的最大吸附量明显高于FM-BC，适度调整溶液pH和投加量可改善改性稻壳炭的Cd²⁺吸附效果。     

人工湿地基质对磺胺甲恶唑和六价铬复合污染的吸附性能

为探明能够协同吸附磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole，SMZ）和六价铬[Cr（Ⅵ）]的人工湿地基质种类，以蛭石、沸石、河砂、泥炭、水稻土、高炉渣、硅藻土、火山岩、钾长石和砾石10种基质作为吸附剂，采用批次吸附试验，研究SMZ和Cr （Ⅵ）单吸附和共吸附的吸附动力学、吸附等温线和pH响应变化。结果表明：准二级动力学模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）在基质上的吸附过程（R²≥0.993），同时伴随体积扩散、大孔扩散和微孔扩散三个阶段（C_i>0），SMZ和Cr（Ⅵ）互相削弱了彼此的体积扩散和大孔扩散（P>0.05），降低Cr（Ⅵ）吸附量从0.51~0.97 mg·g^-1至0.48~0.49 mg·g^-1，但增加SMZ吸附量从0.35~0.54 mg·g^-1至0.45~0.51 mg·g^-1，SMZ和Cr （Ⅵ）以水稻土和火山岩动力学聚类变化较大。Freundlich模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）（R²≥0.839）在各基质上的吸附行为，Cr （Ⅵ）对SMZ吸附以促进作用为主，SMZ对Cr （Ⅵ）吸附的影响因基质不同而存在差异，其中SMZ和Cr （Ⅵ）互相促进彼此在钾长石、高炉渣、火山岩、砾石的吸附容量，分别提升10%、10%、21%、25%和166%、71%、104%和658%，吸附等温线聚类变化较大。SMZ和Cr（Ⅵ）在各基质上的吸附量随pH递增而递减，酸性pH下泥炭和火山岩对SMZ和Cr（Ⅵ）的吸附量均高于其他基质，pH响应聚类变化较大。研究表明，钾长石、高炉渣、火山岩、砾石和泥炭有利于SMZ和Cr（Ⅵ）的协同吸附，是人工湿地控制SMZ和Cr （Ⅵ）复合污染的潜在基质。     

微塑料与镉及其复合对小麦种子发芽的影响

为了解微塑料与镉单一及其复合污染对水培小麦发芽和幼苗生长的影响,选取农业土壤中普遍存在的两种微塑料[聚苯乙烯（mPS）和聚氯乙烯（mPVC）,0、100、500 mg·L^-1和1 000 mg·L^-1]、重金属镉（Cd,0、2、10 mg·L^-1和50 mg·L^-1）和小麦种子为试验对象进行种子发芽试验。结果表明：单一微塑料污染下,mPS和mPVC对小麦种子发芽率的影响总体表现为低浓度促进、中高浓度抑制,其中mPVC对小麦种子的发芽指数、发芽势、平均发芽速度均有促进作用,mPS对小麦的生物量有促进作用;单一镉胁迫对小麦种子发芽率的影响基本表现为低浓度（2 mg·L^-1）促进发芽,中高浓度（10 mg·L^-1和50 mg·L^-1）抑制发芽,对小麦芽与根的影响基本表现为低促高抑的规律。微塑料和镉复合污染试验中,与对照组相比,低浓度镉（2 mg·L^-1）-微塑料复合污染抑制小麦种子发芽,其余复合污染几乎对小麦种子的发芽无影响;而低浓度的mPVC与镉复合对小麦种子发芽指数、活力指数、平均发芽速度、根芽的生长和含水率等起协同作用。研究表明,与单一污染处理相比,微塑料-镉复合污染对小麦种子发芽势、活力指数、芽长和生物量的影响基本表现为拮抗作用,即两者复合在一定程度上降低了单一污染物的毒性。     

紫根水葫芦基活性炭吸附氧氟沙星-铜特性及机理研究

为解决目前抗生素与重金属复合污染问题,采用紫根水葫芦基活性炭（Long-root Eichhornia crassipes-activated carbon,LREC-AC）吸附水溶液中的氧氟沙星（Ofloxacin,OFL）和Cu²⁺,并对其吸附特性和机理等进行研究。结果表明,LREC-AC对OFL和Cu²⁺的吸附均符合Langmuir模型及拟二级动力学方程。LREC-AC对OFL的吸附机理包括电子供体-受体相互作用、氢键作用和静电引力作用,而对Cu²⁺的吸附机理则包括静电引力作用,以及电子交换或共价键等作用。在此基础上,考察OFL-Cu²⁺复合体系中LREC-AC对OFL和Cu²⁺吸附特性和机理。在复合体系中,LREC-AC对OFL和Cu²⁺的饱和吸附量分别为59.34 mg·g^-1和37.46 mg·g^-1。在OFL浓度为10 mg·L^-1、Cu²⁺浓度<2 mg·L^-1时,Cu²⁺可与OFL络合,从而促进LREC-AC对OFL的吸附。研究表明,LREC-AC可通过多种吸附机理共同作用有效去除水体中OFL和Cu²⁺,同时其对重金属和抗生素复合污染也具有良好的吸附性能。     

DTC类重金属捕集剂对猪场废水中Cu、Zn的去除试验研究

通过黄原酸化反应将二硫代氨基甲酸(DTC)基团引入至壳聚糖, 制备DTC类重金属捕集剂, 用以去除猪场废水Cu、Zn。结果表明, DTC类重金属捕集剂对Cu、Zn的捕集性能受废水初始pH值和捕集剂投加量的影响, pH值有一个适宜范围, 即pH 3.0~5.0;随着捕集剂投加量的增加, 去除效果逐渐增加, 但增加速率逐渐减缓。捕集剂性能受进水Cu、Zn浓度以及废水温度的干扰不很明显。在废水pH值5.0, 捕集剂投加量2.0 g·L^-1(废水), 初始Cu、Zn浓度25~200 mg·L^-1时, 捕集剂对Cu、Zn的去除率可达到99%以上, 且处理后Cu、Zn浓度低于污水综合排放标准(GB 8978—1996)一级标准限值规定。DTC类重金属捕集剂对Cu、Zn的等温吸附特征可用Langmuir方程进行拟合, 其吸附平衡时间约为20 min左右。     

不同浓度和表面修饰的聚苯乙烯微塑料对水稻种子萌发、生长和氧化应激的影响

为揭示微塑料对陆生植物的影响,本研究探究了不同表面修饰（原始、羧基化和氨基化）的聚苯乙烯微球（PS、PSC、PSN）暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况,暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L^-1和30 mg·L^-1。结果表明,3种微塑料对水稻种子发芽率和幼苗根质量的抑制程度表现为PSN＞PSC＞PS,对水稻根系形态（根长、根表面积和根投影面积）的抑制程度总体表现为两种经表面修饰的微球强于原始微球。PS在较低浓度（0.2、1 mg·L^-1）下通过刺激水稻根部提高抗氧化系统的应激水平,避免了氧化损伤;随着浓度的升高,根部抗氧化防御能力逐渐减弱,在30 mg·L^-1时引发了脂质过氧化。两种经表面修饰的微塑料在较低浓度（0.2、1 mg·L^-1）下即可抑制根部抗氧化系统。PSC仅在最高浓度（30 mg·L^-1）下诱导了根部氧化损伤,而 PSN在 1 mg·L-1时就引发了氧化损伤,且随着PSN浓度的升高,氧化损伤进一步加剧。随着微塑料浓度的升高,水稻根表洗脱物明显增多,可能与根部的抗氧化反应有关。最高浓度（30 mg·L^-1）PSC和PSN的根表洗脱液中可观察到微塑料,根表吸附可能是导致氧化损伤和生长发育受阻的原因。水稻的芽对微塑料的敏感性远低于根部,芽质量和叶绿素含量受到了一定程度的抑制;3种微塑料均在最高浓度（30 mg·L^-1）时引发了芽的氧化损伤,但各处理组间的差异不大。研究表明,与原始聚苯乙烯微塑料相比,经表面修饰的微塑料,尤其是氨基化微塑料对水稻种子萌发、根系生长和抗氧化系统的负面影响更强。     

不同作物秸秆生物炭对溶液中Pb2+、Cd2+的吸附

为研究秸秆生物质炭的性质特征对其吸附重金属的影响,在限氧条件下将粉碎的小麦、水稻、玉米秸秆于450℃热裂解制备三种秸秆炭。研究了三种秸秆炭对溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的吸附特性,并对其性质特征进行了测定分析。结果表明:三种秸秆炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附符合准二级动力学模型,小麦、水稻、玉米三种秸秆炭对Pb²⁺的吸附速率分别为0.044、0.019、0.012 mg·g^-1·h^-1,对Cd²⁺的吸附速率分别为0.195、0.164、0.070 mg·g^-1·h^-1.三者对不同浓度下Pb²⁺、Cd²⁺的吸附符合Langmuir等温吸附模型,小麦、水稻、玉米三种秸秆炭对Pb²⁺的吸附容量分别为99.65、110.31、88.82 mg·g^-1,对Cd²⁺的吸附容量分别为30.64、29.39、21.47 mg·g^-1;在溶液pH 2.5~3.5时,三者对溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的去除率急剧增加。小麦和水稻秸秆炭含有较高的碳酸盐、磷酸盐等无机矿物组分以及相对较高的阳离子交换量,对溶液中的Pb²⁺、Cd²⁺的去除可能是由于化学沉淀作用较强烈,而玉米秸秆炭的有机碳及官能团含量较高,孔隙结构较好,比表面积大,可能主要通过表面吸附及官能团的络合作用去除溶液中Pb²⁺、Cd²⁺.