几种合成铁锰铝氧化物对铜离子的吸附作用及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了在不同的pH、离子强度、温度、Cu2 浓度及接触时间条件下,针铁矿、赤铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对Cu2 的吸附作用.结果表明,随pH升高,几种氧化物对Cu2 的吸附率增大;针铁矿、赤铁矿和三羟铝石对Cu2 的吸附边界pH分别为4、5和4,而δ-MnO2的吸附边界pH不明显;随离子强度增大,针铁矿和赤铁矿对Cu2 的吸附量增加,而δ-MnO2和三羟铝石则降低;随Cu2 浓度增加,几种氧化物对Cu2 的吸附量增加,Langmuir方程的拟合效果最好.表观热力学参数指出.几种氧化物对Cu2 的吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程;几种氧化物对Cu2 的吸附动力学过程可划分为快速和慢速反应阶段.Elovich方程更适于描述针铁矿和δ-MnO2对Cu2 的吸附动力学过程,双常数和抛物线扩散方程更适于赤铁矿,而一级动力学方程更适于三羟铝石.活化能和活化热力学参数指出,δ-MnO2对Cu2 吸附所需能量少、容易达到有序态,吸附速率大;而赤铁矿对Cu2 吸附所需能量多、不易达到有序态,吸附速率小.几种氧化物对Cu2 吸附的强弱顺序通常为δ-MnO2＞三羟铝石＞针铁矿＞赤铁矿.     

铁铝氧化物吸附磷的研究

用得到x-射线衍射及电子显微镜和红外光谱确证的人工合成针铁矿与三水铝石进行磷吸附的研究。结果表明,针铁矿和三水铝石具有强烈吸附磷的能力,所得吸附数据可用吸附等温方程——Langmuir方程,Freu-ndlich方程和Temkin方程描述,Langmuir方程的适用性较好。从方程得到的吸附参数Xm值和a值,三水铝石要比针铁矿高一倍,其ΔG值也高于针铁矿。这两种人工合成矿物的吸附参数同天然的高岭石、蒙脱石明显不同。此外,在高pH时,这两种合成矿物吸附的磷量均少于低pH时的吸附量,而当有竞争离子腐殖质或氟离子存在时,它们仍然能够强烈地吸附磷。     

鄂湘两省几种土壤中磷的有效性与氧化铁的类型

 鄂湘两省黄棕壤、红壤和棕红壤对磷的吸附特性、高粱幼苗的供磷效果及其与土壤物质组成关系的研究。结果表明：黄棕壤、红壤的磷吸附量和对磷的亲合力均明显高于棕红壤，它们吸附磷的解吸率和对高粱幼苗的供磷能力明显低于棕红壤。黄棕壤和红壤中的氧化铁为针铁矿型，棕红壤中的为针-赤混合型。供试土壤中针铁矿虽与赤铁矿形貌相似，呈片状，但由于其能吸附磷的比表面积比赤铁矿的大，故此氧化铁类型差异是导致黄棕壤、红壤与棕红壤中磷有效性显著不同的主要原因。     

净六铬对铬污染土壤中小白菜的影响

通过盆栽试验,研究了重金属Cr污染土壤上施用净六铬修复剂对小白菜生长发育、产量以及总Cr和Cr~(6+)积累特性的影响,并研究了试验土壤中总Cr和Cr~(6+)的含量变化。结果表明:施用不同浓度的净六铬能不同程度地降低土壤和小白菜中总Cr和Cr~(6+)含量,从而抑制Cr和Cr~(6+)向小白菜地上部的转移,减少Cr在小白菜植株地上部的积累,改善小白菜的生长和发育,增产效果达到显著水平。总体来看,净六铬浓度达到2 g/kg时效果最好。     

6种湿地填料对含铅废水中铅吸附作用的比较研究

为评价人工湿地常用填料对含铅废水中铅的吸附作用,并在此基础上为利用湿地处理特殊重金属废水筛选出更为适用的湿地填料,研究了沸石、砾石、磁铁矿石、陶粒、石英砂和膨胀珍珠岩六种湿地填料对废水中铅的吸附作用.结果表明:当废水中Pb2+浓度为200 mg· L-1时,各填料对废水中Pb2+的吸附能力依次为沸石＞磁铁矿石＞砾石＞石英砂＞膨胀珍珠岩＞陶粒,其中经磁铁矿石和沸石吸附处理后出水中Pb2+能够达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)(≤1.0 mg·L-1).沸石、磁铁矿石和砾石对铅的等温吸附曲线表明,沸石对铅的吸附容量较砾石和磁铁矿石大.综合考虑吸附效果和经济性能,认为采用砾石作为人工湿地处理废水中Pb2+的填料,同时在砾石中掺入一定量沸石可以提高湿地填料的吸附效果.     

吉林省主要土类矿物组成的研究——Ⅰ.长白山几种土壤的矿物组成

本研究对吉林省主要土类土壤矿物进行了分析与鉴定,在全省采集了30个剖面、83个土样,对每个土样分离为4个粒级,分别测定了矿物类型及各种矿物的含量,又对每个土样进行了有机质,可溶盐,磷酸钙、氧化物的分析。粘土矿物并附有X射线衍射图谱和电子显微镜照片。本文主要叙述长白山采集的4个土类、9个土样所做的上述分析及其结果的分布规律。     

土壤中微量铬测定方法的研究

采用高锰酸钾氧化、碘-淀粉显色的分光光度法测定土壤中的微量铬。样品消解后,用KMnO4氧化Cr(Ⅲ)为Cr(Ⅵ),以NH4HF2掩蔽Fe3+,并控制溶液的pH值在3.0~4.0,与KI作用后生成的I3-遇到淀粉后形成灵敏度很高的蓝色配合物,在分光光度计波长为590nm处测定吸光度。其测定结果的相对标准偏差小于3.0%,加标回收率在93.4%~103.0%,改进后的方法简单、准确、快速、易于操作。     

南瓜中铬的化学形态及其含量研究

对8个品种老熟南瓜中铬含量进行了测定,分析了铬的不同化学形态及分布。结果表明:不可溶态总铬(CrT1)占总铬含量的8.92％,可溶态总铬(CrTS)占总铬含量的91.08％,三价铬(Cr3+)占CrTS的91.25％,六价铬(Cr6+)占CrTS的8.75％,可溶态有机铬(CrO)占CrTS的4.03％;不同栽培种(中国南瓜和印度南瓜中的西洋南瓜)的铬含量高低无规律性,不同栽培品种之间铬含量差异明显。     

几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生(Arachis hypogaea)、大豆(Glycine max)、向日葵(Helianthus annuus)、蓖麻(Ricinus communis)4种油料作物,采用不同浓度的Cr3+、Pb2+水培处理,研究了4种油料作物对Cr3+、Pb2+的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3+、Pb2+处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3+处理下大豆地上部Cr含量最高(5322mg.kg-1),400mg.L-1 Pb2+处理下向日葵地上部Pb含量最高(1439mg.kg-1)。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3+、Pb2+处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3+、200mg.L-1 Pb2+处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3+、Pb2+具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3+、Pb2+污染环境中植物修复的油料作物。     

模拟酸雨对空心菜-土壤系统中六价铬迁移转化的影响

通过盆栽试验,研究了模拟酸雨条件下六价铬在土壤和空心菜之间的分布、迁移和转化规律.结果发现,酸雨处理显著提高了空心菜体内铬的含量,其中空心菜地下部的铬含量显著高于其地上部;空心菜在100 mg·kg-1的铬处理下仍然可以正常生长,但当土壤中的铬达到200 mg· kg-1时,空心菜生长数天后即全部死亡;添加到土壤中的六价铬97.0％以上已经转化成其他形态而留在土壤中,能被植物吸收而迁移的铬量很少,但是酸雨处理促进了铬向植物的迁移,其迁移量是无酸雨时的2.6～5倍;酸雨条件下的空心菜对铬的富集能力提高了,其地上部和地下部对铬的富集系数分别是无酸雨条件下的2.2和4.6倍.该研究结果表明,酸雨增加了作物尤其是根部吸收铬的风险,会进一步加重铬污染地区的农产品安全问题.     

稻田土壤中添加不同浓度铬对 异化铁还原和铬还原的影响

采用水稻土为供试土壤,通过添加不同浓度铬的模拟试验,在厌氧培养条件下测定了土壤中可浸提态的亚铁和Cr(VI)浓度的变化,探讨了不同Cr(VI)浓度对厌氧条件下水稻土中微生物铁还原的影响及Fe(III)和Cr(VI)还原的竞争关系。结果表明:以一定浓度值为界限,在此浓度之下,铬参与水稻土中铁的微生物还原过程,可显著降低土壤中Cr(VI)浓度;在此浓度之上,铬对于土壤中的铁还原微生物是有毒害作用的,而导致铁的微生物还原不能发生,使土壤中Cr(VI)不被还原。     

稻草对土壤中铬的形态变化及微生物活性的影响

通过向添有外源Cr(Ⅵ)的土壤中施入一定量的粉碎稻草, 研究了稻草对土壤中铬的形态变化特征:包括Cr(Ⅵ)含量的变化、有效态铬含量的变化以及铬形态分布特征的影响. 实验结果表明, 施入稻草可以促进Cr(Ⅵ)的还原, 加快土壤中Cr(Ⅵ)和有效态铬含量的降低; 同时, 铬的形态分析表明, 施入稻草的土壤水溶态和交换态铬含量比未施稻草的土壤低, 而沉淀态和有机结合态铬含量比未施稻草的土壤高. 实验还探讨了稻草对Cr(Ⅵ)污染土壤微生物活性的影响. 结果表明, 施入稻草的土壤呼吸强度和微生物数量都比未施稻草的土壤高, 增施稻草对缓解Cr(Ⅵ)对土壤微生物的抑制作用有一定的效果.     

3种植物对人工污水中铬和铅的耐受性研究

通过营养液添加不同浓度的铅和铬进行水培植物,研究了美人蕉、风车草和狼尾草对铅(Pb2 )和铬(Cr6 )的耐受能力,结果表明:在铬和铅2.0mg/L低浓度下,就都能对3种植物的株高、生物质量产生一定的抑制作用,同种处理下,3种植物的地下部重金属累积量均高于地上部,并且随着Cr、Pb处理浓度的增大其累积量升高。但是不同植物对重金属元素的耐忍性有较大的差屿,相比之下,对铬和铅的耐受性顺序均为:美人焦>风车草>狼尾草。     

谷田土壤中细菌群落对铬胁迫的响应特征

为探究谷田土壤中细菌群落对铬（Cr）胁迫的响应特征,以种植‘晋谷21号’谷子（Setaria italica）的土壤为试验材料,通过Illumina MiSeq高通量测序技术,分析Cr（1 mmol·L^-1 Cr⁶⁺）胁迫前（CK组）及胁迫后6 h（Cr_6h）与6 d（Cr_6d）的谷田土壤中细菌群落的组成及多样性、群落构建机制及KEGG代谢通路活性的变化。结果表明： Cr胁迫后不同时间节点,谷田土壤中细菌群落在门水平和属水平的优势菌比例差异显著; α多样性呈阶段性变化特征,其中Shannon指数在Cr_6h下降,在Cr_6d上升（CK为6.07、Cr_6h为5.92、Cr_6d为6.04）,Simpson指数变化趋势则相反（CK为0.006 8、Cr_6h为0.007 8、Cr_6d为0.006 8）。Cr胁迫后细菌群落的beta NTI值持续降低（CK、Cr_6h、Cr_6d分别为-2.68、-2.11、-1.91）,群落构建在CK和Cr_6h阶段由确定过程驱动（|beta NTI|>2）,而在Cr_6d阶段主要由随机过程驱动（|beta NTI|<2）;边数量和平均度显著下降,平均路径长度持续显著上升,同一模块中的细菌群落以正相关为主。研究表明,Cr胁迫显著影响了谷田土壤中的细菌群落。随着Cr胁迫时间的延长,细菌群落构建由确定过程驱动逐渐转变为由随机过程驱动;细菌的共生网络规模变小,菌群间响应速度变慢,且以共生关系为主导。     

不同生物炭配施腐植酸对铬污染土壤中油菜品质及铬含量的影响

为了验证3种生物炭配施腐植酸对污灌土壤区油菜产量、品质及重金属铬的影响,以污灌区土壤和油菜为试验材料,采用随机区组设计,利用不同的生物炭配施腐植酸进行盆栽油菜的影响研究。结果发现,生物炭的施用有利于油菜生物量提高,但并未随着生物炭施用量的增加而增加,反而有所减少。施加生物炭的油菜中叶绿素含量均高于对照,但并无明显规律;施加稻壳炭3 g/kg时,油菜中硝酸盐含量最低,比对照减少了28%;小麦秸秆炭为6 g/kg时,油菜中维生素C含量最高,比对照增加了80%;施加生物炭均减少了油菜中铬含量,施加小麦秸秆炭为6 g/kg时,油菜中铬含量最低,较对照降低了63%。研究结果可为污灌土壤栽培作物提供参考。     

添加铬、铁及葡萄糖对土壤中异化铁还原的影响

采用水稻土为供试土壤,通过添加氧化铁、铬酸盐和葡萄糖的模拟试验,在厌氧培养条件下测定了土壤中可浸提态的亚铁和铬( )浓度的变化,探讨了有机碳源及Cr( )、Fe对厌氧条件下水稻土中微生物铁还原的影响及Fe( )和Cr( )还原的竞争关系。结果表明,添加碳源和氧化铁后,能有效促进厌氧条件下水稻土中铁的异化还原过程,显著减小土壤中铬( )浓度;添加Cr( ),将导致土壤中铁还原滞后;厌氧水稻土中Fe( )和Cr( )的竞争还原机制为,有机电子供体导致氧化铁发生微生物还原,产生的Fe( )引起土壤中Cr( )的化学还原。     

土壤和马铃薯中元素铬的激光诱导击穿光谱研究

利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对马铃薯及其生长土壤中的元素铬的光谱特性进行了研究。在425~430nm波长范围内分析比较了土壤样本和马铃薯样本中Cr元素的等离子体特征谱线,选取铬元素425.435nm的特征谱线作为分析线,测定了不同Cr掺杂浓度下的等离子体特征谱线强度,并建立了定标曲线。结果表明:在相同的Cr掺杂浓度下,由于土壤样本基体效应的存在,其特征谱线强度要整体高于马铃薯样本;根据元素谱线强度与浓度的关系,在低浓度条件下,铬元素谱线强度随浓度的增加而增加;通过定标曲线计算得到铬元素在土壤样本和马铃薯样本中的检测限分别为22.6μg·g-1和17.5μg·g-1。     

小麦对土壤铬富集和转运的品种差异性研究

为了筛选铬(Cr)的低累积小麦品种从而为农产品安全生产提供依据,本文通过生物试验研究了小麦对土壤Cr富集和转运的品种差异性。设置0(CK)、5.6 mg·kg^-1(T1)和10.0 mg·kg^-1(T2)3个浓度的Cr(Ⅵ)处理,采用温室盆栽试验研究山东潮土和江西红壤中12个品种的小麦对土壤Cr的富集和转运规律。结果表明:在Cr(Ⅵ)处理浓度相同的情况下,同一品种小麦秸秆和籽粒Cr含量在两种土壤之间存在显著差异(P<0.05),山东潮土中的小麦籽粒Cr含量是江西红壤中的1.07~2.50倍。山东潮土中,不同品种小麦秸秆Cr含量在T1和T2处理下均无显著差异,籽粒Cr含量在T2处理下除轮选988和百农AK58外,其他品种间均有显著差异(P<0.05);江西红壤中,小麦秸秆Cr含量仅在扬麦20和轮选988中有显著差异(P<0.05),籽粒Cr含量在不同品种间无显著差异。T1和T2处理下,山东潮土和江西红壤中12个品种小麦的生物富集系数(小麦Cr含量与土壤有效态Cr浓度的比值)分别为0.19~1.38和0.18~2.08,Cr从秸秆到籽粒的转运系数(TF)分别为0.14~0.61和0.04~0.49。研究发现,小麦籽粒Cr含量和TF值呈显著正相关(P<0.05),土壤性质对小麦籽粒Cr含量影响的贡献率最大(P<0.001),山东潮土中有效态Cr浓度更高,对小麦的生物有效性更大。研究结果表明,山农17是Cr的低累积小麦品种,百农AK58是Cr的高累积小麦品种。     

铬对3种烟草的毒害效应及毒害临界值的研究

通过土壤盆栽实验．研究3个烟草品种在添加了0、30、60、90mg／kgCr^6＋的土壤中的生长性状及生理差异。结果表明：在Cr添加浓度范围内,随时间变化,三种烟草相对于对照烟草株高变化呈现先递减后递增的趋势。烟草移栽后54～74d期间．对Cr毒害较敏感。低浓度Cr对烟草叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性有促进作用,高浓度则表现抑制;过氧化物酶（POD）、丙二醛（MDA）活性随Cr添加量的增加呈明显的上升趋势。烟草下部叶生物量对Cr毒害最敏感。3种烟草不同部位的Cr毒害效应浓度（EC20）呈上部叶〉中部叶〉茎〉下部叶的趋势。3种烟草中部叶的EC20分别为10．59（翠碧1号）、9．54（K326）和7．84mg／kg（云烟87）。云烟87中部叶的EC20值可以作为福建烟区土壤Cr毒害临界值制定的依据。