响应面法优化绿色合成纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的条件及其动力学研究

以葡萄籽提取液绿色合成纳米零价铁(GS-nZVIs),并对其去除水中六价铬(Cr(Ⅵ))进行研究。TEM表征显示制备出的GS-nZVIs粒径在30~50 nm之间。以反应时间、温度和pH值为3个影响因素,以Cr(Ⅵ)去除率为响应值进行了3因素3水平的Box-Behnken实验设计,建立了响应面模型。响应面法分析结果表明:反应时间、温度和pH值对Cr(Ⅵ)去除率的影响是显著的(F值为27.09),在整个回归区域内拟合度好,3个因素的影响顺序为pH反应时间温度。分别以伪一级、伪二级、层间扩散模型描述GS-nZVIs去除Cr(Ⅵ)的动力学行为,结果显示伪二级模型(R~2=0.999)对实验数据的拟合度最好;活化能Ea约22 kJ/mol,表明GS-nZVIs去除Cr(Ⅵ)是化学扩散控制的反应。     

小店污灌区浅层地下水Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分布特征及健康风险评价

为了解污灌区浅层地下水中重金属Cd和Cr的污染水平,在小店污灌区采集22组地下水样品,采用常规的统计方法和健康风险评价模型,定量分析了2种重金属元素的质量浓度及空间分布特征,并评价了地下水中Cd、Cr的健康风险水平。结果表明,地下水中Cr的平均质量浓度(14.4μg/L)显著高于Cd(2.06μg/L),但二者均未超过地下水环境质量三级标准。重金属质量浓度的高值区主要分布在灌溉渠附近。Cd与Cr的Spearman相关系数为0.499,呈实相关。地下水中Cd的单项污染指数大于Cr,这与二者在地下水中的质量浓度关系相反。Cr经饮水途径的平均致癌风险约为Cd的9.2倍;22个评价点中,Cd的年致癌风险水平均低于ICRP推荐的年最大可接受风险水平(5×10-5),而Cr仅有8个评价点的致癌风险低于ICRP推荐的年最大可接受风险水平(5×10-5),但均高于导则(HJ25.3—2014)推荐的年最大可接受风险水平(10-6);Cd和Cr的总致癌风险系数为15.33×10-6~123.14×10-6,其中Cd的致癌风险贡献率为6%~42%,显著低于Cr。     

土培条件下重金属Cr(Ⅵ)对作物种子发芽影响的试验研究

不同土壤中Cr(Ⅵ)在质量浓度小于25 mg/kg时,对3种作物种子的发芽率均无显著性影响。在壤土和砂壤土条件下,Cr(Ⅵ)质量浓度小于2 mg/kg时,对试验种子发芽的根伸长及鲜质量均无显著性影响,粘土条件下,Cr(Ⅵ)质量浓度小于1 mg/kg时对种子的根伸长及鲜质量的影响也不显著,但随着质量浓度的增高转变为越来越强烈的抑制作用。经相关分析可知,土壤Cr(Ⅵ)质量浓度与作物种子的根伸长抑制率呈极显著正相关。由回归方程计算得到抑制率达到25%的EC25值,通过比较得出Cr(Ⅵ)在粘土中的抑制作用最强,在壤土和砂壤土中相差不大。     

改性纳米碳黑对钝化修复Cd污染土壤中速效氮的影响

采用盆栽试验,在Cd模拟污染土壤中施入硝酸-高锰酸钾改性纳米碳黑(MBC)钝化重金属,分别种植重金属耐受植物黑麦草(Lolium Perenne L.)和重金属超积累植物红叶菾菜(Beta vulgaris L.var.cicla L.),研究了MBC在钝化修复Cd污染土壤过程中对土壤速效氮的影响。结果表明,MBC在土壤中能够有效降低土壤中DTPA-Cd质量分数,且植物和MBC联合作用更能有效地降低其质量分数。MBC能够明显增加土壤中速效氮量,更稳定地为植物生长提供营养物质。黑麦草和红叶菾菜对土壤速效氮量影响效果差异不显著,MBC可应用于有植物种植的轻污染土壤修复中,不会影响土壤中速效氮养分的量。MBC添加到土壤中会减缓土壤速效氮量的下降速率,有利于土壤养分的保持。研究结果可以为重金属原位钝化技术提供理论支持,为改性纳米碳黑成功地应用于重金属轻微、轻度污染农田土壤修复提供科学依据。     

炭化水竹对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能及热力学研究

以炭化处理后的水竹为吸附剂,研究了竹炭对重金属Cr(Ⅵ)的吸附性能,分别考察了溶液的pH、竹炭用量、溶液初始浓度和接触时间等因素对吸附过程的影响,探究了竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附热力学机理。结果表明:当反应体系pH值为2、竹炭投加量0.6g、初始浓度135mg/L、反应温度25℃、吸附时间150min时,处理吸附量可达14.2mg/g,水竹炭最大饱和吸附值为14.6mg/g。用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmuir模型能更好地反映竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程特征。     

我国水田土壤流变特性研究(第4版)——土壤条件和载荷条件对水田土壤流变参数的影响及应力-应变-时间图

本文根据对多种水田土壤的正交试验和方差分析,采用Burgers四元件模型作为我国南方水田土壤的通用变流模型,并得出下列结论:这些土壤各流变参数的值,与土壤条件有关,与载荷条件(承载面形状和面积、单位面积载荷)无关。 根据上述原理,作者提出我国南方水田土壤所表征的流变型土壤在一定土壤条件下的应力-应变-时间图,以及当应力在一定范围内时,流变曲线族在应力-应变-时间三维空间内舒展成流变曲面的概念;也提出了将此图应用于行走装置和切削元件研究的设想。