BS-12改性不同磁性黏土矿物对苯酚的吸附

采用共沉淀法制备磁性海泡石(MST)、磁性沸石(MZT)和磁性凹凸棒石(MAT),并以两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)对其进行改性,以X射线衍射(XRD)对不同吸附剂材料进行表征分析,通过批处理法比较不同磁性黏土矿物经BS-12改性后对苯酚的吸附特征,同时考察温度、pH和离子强度对BS-12改性磁性黏土...     

改性沸石对Zn2+的吸附特性研究

通过间歇震荡平衡法研究了天然沸石及3种改性沸石对Zn2+的吸附特性。研究结果表明,沸石、改性沸石对Zn2+的等温吸附曲线符合Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程,其中Freundlich方程的拟合性最好,相关系数在0.988～0.999之间。沸石及改性沸石对Zn2+吸附量大小顺序依次为铵改性沸石>钾改性沸石>镁改性沸石>天然沸石。该规律与改性阳离子价数、离子水合半径密切相关。     

改性沸石对Cu~(2+)的吸附、解吸特性研究

通过室内分析的方法研究了天然沸石及3种改性沸石对Cu2+的吸附及解吸特性。研究结果表明:沸石、改性沸石对Cu2+的等温吸附曲线符合Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程,其中Freundlich方程的拟合性最好,相关系数在0.991～0.999之间。沸石及改性沸石对Cu2+吸附量大小顺序为NH4-Z>K-Z>Mg-Z>Z。该规律与改性阳离子水合半径、离子价数密切相关。沸石及改性沸石对Cu2+离子的解吸量和解吸率大小顺序为Z>Mg-Z>K-Z>NH4-Z。该规律与沸石的孔道居留效应有关。改性沸石一方面增加了Cu2+的吸附,同时又降低了Cu2+的解吸率,因此改性沸石在农业生产实践中,特别是土壤重金属污染的治理方面具有广阔的应用前景。     

营养物质及金属离子对DLL-E4菌降解对硝基苯酚的影响

研究了酵母膏、葡萄糖、蛋白胨、土壤浸液及Ca2 、Mg2 、Fe2 、Fe3 、Al3 、Mn2 、Co2 、Zn2 、Li 、Cu 、Cu2 、Ba2 、Ni2 等 13种金属离子对甲基对硫磷降解菌DLL E4降解对硝基苯酚的影响。结果表明 :适量添加酵母膏、葡萄糖和蛋白胨都能有效提高菌株对对硝基苯酚的降解 ,土壤浸液没有影响 ;金属离子中 ,除Li 和 0 1mmolL-1Fe3 外均对DLL E4降解对硝基苯酚的性状有一定的影响 ,其中Ca2 、Mg2 、Mn2 影响不大 ,Fe3 、Fe2 、Al3 、Ba2 、Zn2 高浓度时影响较大 ,Co2 、Cu2 、Cu 、Ni2 对DLL E4降解对硝基苯酚有较大的影响     

BS-12改性不同磁性黏土矿物对苯酚吸附及机制的比较

采用共沉淀法制备磁性海泡石（MST）、磁性沸石（MZT）和磁性凹凸棒石（MAT）,并以两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）对其进行改性,以X射线衍射（XRD）对不同吸附剂材料进行表征分析,通过批处理法比较了BS-12改性不同磁性黏土矿物对苯酚的吸附特征,同时考察了温度、pH和离子强度对不同磁性黏土矿物间及不同改性比例下吸附苯酚的影响。结果表明,三种黏土矿物原样和磁化样对苯酚的吸附能力分别呈NAT＞NST＞NZT、MAT＞MST＞MZT的大小顺序,磁化对凹凸棒石的苯酚吸附能力影响最大,这与Fe3O4在凹凸棒石上的覆盖度较高有关。经BS-12改性后,三种改性磁性黏土矿物对苯酚的吸附量均随改性比例的增大而增加,具有一致性;三种磁性黏土矿物中,BS-12改性对磁性海泡石的苯酚吸附能力提升最多,这与BS-12在磁性海泡石的改性率较高有关。温度和溶液初始pH值的升高不利于BS-12改性磁化样对苯酚的吸附,但离子强度的增加对BS-12改性磁化样吸附苯酚具有促进作用。BS-12改性磁性黏土矿物对苯酚的吸附以疏水分配作用为主,吸附能力取决于有机碳含量。三种改性磁性黏土矿物中,BS-12改性磁性凹凸棒石上的有机碳含量最高,对苯酚的吸附能力最强,且吸附受温度、pH和离子强度的影响最小。     

阳离子表面活性剂增强固定土壤中的苯酚和对硝基苯酚

当前,对有机物污染土壤进行修复成为环境科学研究热点之一[1],常用的修复方法有化学修复、生物修复、化学与生物相结合的修复;但迄今仍没有经济有效的有机污染土壤修复的实用技术.因此,利用在土壤中注入阳离子表面活性剂形成吸附区,截留有机污染物,阻止有机物迁移,并对固定污染物进行修复,无论对土壤及地下水有机物污染防治,还是生产优质农产品都具有现实意义.近年来,相关研究主要集中在截留非极性有机污染物[2～7],而对溶解度较大且易于迁移的极性有机物截留研究较少;并且认为表面活性剂增强土壤截留有机物的机理由土壤表观有机碳含量增大所致.对硝基苯酚、苯酚是环境中优先控制有机物,它们是重要化工原料,也是农药的降解产物.本文以极性化合物对硝基苯酚、苯酚为目标污染物,探讨阳离子表面活性剂增强固定作用及机理,为有效防治土壤有机污染提供理论依据.     

改性沸石吸附柱去除和回收脱磷尿液废水中氨氮试验研究

经鸟粪石沉淀法回收尿液中磷后的废水中仍含有高浓度的氨氮,若直接排放,不仅会造成水体污染,也导致氮资源浪费。本文在5％HCl浸提,400℃焙烧,结合微波处理改性沸石以提高氨氮吸附能力的基础上,研究了改性沸石吸附柱高度（H）、吸附柱串联数量（N）以及水力停留时间（T）对脱磷尿液废水中氨氮去除效果的影响,评价了HCl溶液、NaCl溶液及其组合对吸附氨氮饱和的沸石的再生效果。结果表明：HCl-焙烧-微波改性沸石对氨氮的平衡吸附量为17．9mg·g-1,是天然沸石对氨氮平衡吸附量（6．9mg·g^-1）的2．6倍。当柱高H=35cm,水力停留时间亚2．0h,吸附柱串联个数N=3时,改性沸石对脱磷尿液废水中氨氮的去除效果最佳。当吸附柱内氨氮负荷小于6370mg时,吸附柱出水中氨氮浓度低于30mg·L-1。10％HCI＋5g·L-1 NaCl混合液作为沸石再生剂时,氨氮洗脱率达到88．3％,再生沸石的平衡吸附量可达16．4mg·g-1,为改性沸石的91．6％。可见,改性沸石吸附柱可有效去除脱磷尿液废、水中氨氮,同时10％HCI＋5g·L-1 NaCl混合溶液能够有效实现沸石再生和氨氮回收。研究结果为脱磷尿液废水中氨氮处理与回收中试试验奠定了基础。     

改性稻壳炭和改性沸石对红壤磷有效性的影响

为探究改性稻壳炭、改性沸石对红壤磷素有效性的影响,以稻壳炭(R)、HCl改性稻壳炭(HR)、沸石(Z)、铵化沸石(NZ)、低温活化沸石(RZ)和铵化低温活化沸石(NRZ)为试验材料,以1%、3%、5%和8%的剂量添加到混合肥料中并与供试红壤充分混合,经过7、14、28和56 d的室内培养后测定土壤有效磷含量,并通过土壤盆栽试验研究添加5%改性稻壳炭、改性沸石对玉米磷肥利用率的影响。研究结果表明,在土壤培养的第7、14和28 d,沸石、稻壳炭改性方式和添加量对土壤有效磷含量影响显著(P0.01),且其交互作用对土壤有效磷含量影响显著(P0.01),添加量是影响土壤有效磷含量有关参数的主要决定因子。在不同稻壳炭、沸石改性方式和添加剂量处理下,土壤有效磷含量增加,磷肥固定率降低。沸石经铵化和低温活化处理后,吸附能力和吸附容量增加,提高了土壤中磷素有效性。稻壳炭经HCl氧化改性处理后,对土壤中磷素的吸附能力增强,降低了土壤对磷的固定作用。混合肥料中添加5%改性稻壳炭、改性沸石后,玉米磷素利用率比对照提高了34.45%～45.53%,但各添加材料处理间差异不显著。     

天然与改性沸石对土壤Cd污染赋存形态的影响研究

试验采用室内培养的方法,研究了不同剂量天然沸石、改性沸石(氯化铵和氯化钙改性)对土壤中重金属Cd赋存形态的影响。结果表明,同一剂量天然沸石与氯化钙改性沸石处理中随时间推移土壤p H先升高后降低,最后趋于稳定,氯化铵改性沸石处理则呈现持续下降的趋势。在整个培养时期,氯化铵改性沸石处理组中土壤交换态Cd含量呈先降低后升高的趋势,在30 d时达到最低值;氯化钙改性沸石与天然沸石处理土壤交换态Cd呈现持续降低的趋势,三者土壤交换态Cd分别降低了18.74～30.82 mg kg~(-1)、18.5～30.12 mg kg-1、13.71～28.28 mg kg~(-1)。三种处理对土壤中残渣态镉的转化率为氯化铵改性沸石氯化钙改性沸石天然沸石,50 d时三者残渣态镉含量分别增加了21.48%、18.23%、14.08%。根据土壤pH与土壤交换态Cd含量相关性分析表明,二者呈显著负相关,土壤p H值与改良剂修复土壤重金属污染的修复效率密切相关。     

天然沸石对重金属离子的竞争性吸附研究

通过室内分析的方法研究了天然沸石对4种重金属离子Cd2 、Zn2 、Cu2 、Pb2 的竞争性吸附特性。研究结果表明,与单一离子体系比较,沸石在竞争体系中对Cd2 、Zn2 、Cu2 、Pb2 4种重金属离子的吸附量均呈下降的趋势。竞争体系下,其它重金属离子的存在显著地抑制了沸石对Cd2 的吸附,而对Pb2 的吸附几乎没有影响。天然沸石对4种重金属离子的富集系数,其大小顺序依次为Pb2 >Cu2 >Zn2 >Cd2 。该选择性吸附顺序可能与重金属离子的水合能、离子半径、有效水合离子半径等因素密切相关。     

天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究

为达到利用人工湿地处理高氨氮污水的目的,采用天然沸石作为人工湿地基质,对比研究了天然沸石对NH4Cl溶液和猪场厌氧发酵液中氨氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,考察了吸附时间、氨氮初始浓度、沸石用量对沸石吸附氨氮的影响。结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更为准确地描述天然沸石对两种水质中氨氮的等温吸附特征;在两种水质中,单分子层饱和吸附量分别为16.20mg·g-1和3.85mg·g-1。天然沸石对氨氮的吸附作用受吸附时间、氨氮初始浓度及沸石用量影响较大,在两种水质中,沸石对氨氮的吸附过程在0～8h内均随时间显著上升,到48h时达到吸附平衡;当采用NH4Cl溶液时,初始氨氮的浓度由10mg·L-1增加到500mg·L-1时,平衡吸附量由0.19mg·g-1增加到5.91mg·g-1;当采用猪场厌氧发酵液时,初始氨氮的浓度由39.4mg·L-1增加到502.9mg·L-1时,平衡吸附量由0.63mg·g-1增加到3.20mg·g-1;增加沸石用量,可以提高氨氮的去除率,但单位质量沸石的氨氮吸附量随之降低。准二级动力学可以很好地描述天然沸石吸附两种水质中氨氮的动力学过程;由模型得出的天然沸石对氨氮的平衡吸附量与试验所得最大吸附量偏差范围分别为5%～11%和2.9%～5.4%。     

Short-Term Response of Soil Microbial Biomass to Different Chabazite Zeolite Amendments

Zeolitites (ZTs) are rocks containing more than 50% of zeolite minerals and are known to be a suitable material for agricultural purposes by improving soil physicochemical properties and nitrogen (N) use efficiency. However, little is known about their effects on soil microbial biomass. This study aimed to evaluate short-term effects of different chabazite-rich ZT (CHAZT) amendments on soil microbial biomass and activity. A silty-clay agricultural soil was amended in three different ways, including the addition of natural (5% and 15%) and NH_4~+-enriched (10%) CHAZT. Soil dissolved organic carbon (C), total dissolved N, NH_4~+, NO_3~-, NO_2~-, microbial biomass C and N, and ergosterol were measured periodically over 16 d in a laboratory incubation. To verify the microbial immobilization of the N derived from NH_4~+-enriched CHAZT, a high15N source was used for enriching the mineral to measure the microbial biomass δ15N signature. An increase in the ergosterol content was observed in the soil amended with 5% natural CHAZT. However, no similar result was observed in the soil amended with 15% natural CHAZT, suggesting that the fungal biomass was favored at a lower CHAZT application rate. In the soil amended with NH+ 4-enriched CHAZT, microbial biomass N was related to NO_3~-production over time and inversely related to NH_4~+, suggesting high nitrification process. Isotopic measurements on microbial biomass confirmed immediate assimilation of N derived from NH_4~+-enriched CHAZT. These results suggested that the NH_4~+-enriched CHAZT used in this study supplied an immediately available N pool to the microbial biomass.     

铵饱和沸石对几种重金属离子的吸附解吸特性影响研究

通过室内分析的方法比较了天然沸石及铵饱和沸石对重金属离子Cd2+、Zn2+、Cu2+、Pb2+的吸附及解吸特性。研究结果表明:铵饱和沸石对4种重金属离子的吸附量大小顺序依次为Pb>Cu>Zn>Cd,而解吸量和解吸率的大小顺序为Cd>Zn>Cu>Pb,这主要与四种金属离子的水合离子半径和水合能密切相关。与天然沸石相比,铵饱和沸石一方面增加了对4种重金属离子的吸附,同时又降低了其解吸率。原因是铵饱和沸石的阳离子交换量和比表面积有所增加,同时铵饱和沸石的孔穴和通道也较天然沸石更加均一和畅通。因此,铵饱和沸石在农业生产实践中,特别是土壤污染治理方面具有广阔的应用前景。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

聚丙烯酰胺在侵蚀崩壁不同层次土壤的吸附特征

采用静置吸附法分析聚丙烯酰胺(PAM)在侵蚀崩壁3个层次土壤的静态吸附行为,研究不同的液固比例、吸附时间对吸附量的影响,得出吸附等温线。结果表明:PAM在红土层和砂土层土壤中吸附的最佳液固比例是20∶1;在碎屑层土壤中的最佳液固比例是25∶1。PAM在红土层土壤中静态吸附量趋于零,主要受土壤质地、有机质含量等因素的影响;在砂土层和碎屑层土壤中,PAM浓度为100mg/L和200mg/L时,平衡吸附时间为28~32h;PAM浓度为300~500mg/L时,平衡吸附时间为20~24h;对砂土层和碎屑层土壤的吸附等温线进行回归拟合均符合Langmuir吸附模型。     

酸化沸石对尿素氮淋失和玉米籽粒氮素利用的影响

在尿素减量施用条件下,探究添加酸化沸石(SF)对氮素淋失及籽粒氮肥利用率的影响.通过等温吸附试验,结合土柱淋溶和玉米盆栽试验,研究酸化沸石对NH4+—N和NO3-—N的吸附性能,以及不同施氮梯度下,酸化沸石对氮素淋失和氮肥利用率的影响,试验分别设置农民习惯施肥(CN)、氮肥减量15％(CN1)、氮肥减量30％(CN2)...     

Effects of Zeolite and Zinc on Quality of Canola (Brassica napus L.) Under Late Season Drought Stress

The research was performed to investigate the effect of zeolite and zinc on the qualitative characteristics of canola cultivars at different moisture regimes. Factorial split plot experiment was performed on the basis of the randomized complete blocks design with three replications in Karaj, Iran. The treatments were: 1) irrigation (I): complete (normal irrigation) (I₁), and restricted irrigation (I₂) applied at the pod formation stage, 2) zeolite (Z): 0 (Z₁), and 15 t ha^?1 (Z₂), and 3) Zn: zinc sulfate concentrations of 0%, 0.1%, and 0.2% (Zn_1, Zn_2, and Zn₃) on Opera, Licord, and RGS003 cultivars. The highest rate of all studied traits was obtained by applying Z₂Zn₂ (15 ton ha^?1 zeolite and 0.1% zinc sulfate) in both irrigation regimes. Opera cultivar in normal irrigation and RGS003 cultivar in stress conditions had the highest yield and yield components, oil yield, and oil content.     

生物炭与沸石混施对不同污染土壤镉形态转化的影响

采用室内培养模拟了低(1.0 mg/kg)、高(10 mg/kg)镉污染的土壤,通过向镉污染土壤中添加0.4%,2%,10%的1∶1的生物炭和沸石的混合物,探究了生物炭及沸石混施对不同程度镉污染土壤的pH和镉形态变化的影响。结果表明:2种不同程度镉污染土壤的pH均较CK有所提高,且随钝化剂用量的增加而增大。随着培养时间的延长,低污染土壤pH呈现降低趋势,而高污染土壤pH先升高后降低最后趋于稳定。培养后期,低污染和高污染土壤在混合物添加量分别为2%和10%时有效态镉降低比例最大,降低比例分别为56.78%和27.33%。各处理土壤随生物炭和沸石混合物添加量的增加交换态镉降低比例逐渐增大,培养后期,低污染土壤的交换态镉较CK分别降低8.35%,13.81%,20.65%,高污染土壤的交换态镉较CK分别降低10.02%,22.34%,33.01%。各处理的钝化剂能够明显的降低交换态镉的含量,增加碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态镉的含量,低污染土壤的有机结合态明显高于高污染土壤。由此可见,生物炭与沸石混施能够降低土壤重金属的生物有效性,为农田土壤修复奠定了理论基础。     

Effects of Zeolite on Soil Nutrients and Growth of Barley Following Irrigation with Saline Water

ABSTRACT

Soil salinity is a major abiotic factor limiting crop production but an amendment with synthetic zeolite may mitigate effects of salinity stress on plants. The objective of the study was to determine the effects of zeolite on soil properties and growth of barley irrigated with diluted seawater. Barley was raised on a sand dune soil treated with calcium type zeolite at the rate of 1 and 5% and irrigated every alternate day with seawater diluted to electrical conductivity (EC) levels of 3 and 16 dS m^?1. Irrigation with 16 dS m^?1 saline water significantly suppressed plant height by 25%, leaf area by 44% and dry weight by 60%. However, a substantial increase in plant biomass of salt stressed barley was observed in zeolite-amended treatments. The application of zeolite also enhanced water and salt holding capacity of soil. Post-harvest soil analysis showed high concentrations of calcium (Ca^{2 +}), magnesium (Mg^{2 +}), sodium (Na⁺), and potassium (K⁺) due to saline water especially in the upper soil layer but concentrations were lower in soils treated with zeolite. Zeolite application at 5% increased Ca^{2 +} concentration in salt stressed plants; concentrations of trace elements were also increased by 19% for iron (Fe^{2 +}) and 10% for manganese (Mn^{2 +}). The overall results indicated that soil amendment with zeolite could effectively ameliorate salinity stress and improve nutrient balance in a sandy soil.