铁氧化物-硅酸盐复合物的形成、性质及其对砷的固定

铁氧化物与硅酸盐矿物是土壤中最重要、最活跃的固相组分,它们之间的交互作用直接影响土壤物理化学特性,可有效地调控土壤(类)重金属的迁移、转化。本文以铁氧化物和硅酸盐矿物胶结过程中的一些表观特征变化为出发点,从宏观、表观到微观综述了二者交互作用的界面特性和机理、交互作用前后对土壤砷的固定与释放机制等内容。本文阐明层状硅酸盐与铁氧化物通过多种化学作用而发生表面复合,其中静电作用是作用力之一,带负电荷的硅酸盐与带正电荷的铁氧化物在静电引力的作用下迅速结合,在胶体表面双电层上形成二元团聚体;形成的二元团聚体可改变土壤矿物的表面积和孔性结构、表面电化学特性和物理性质。同时,铁氧化物-硅酸盐复合物表面的活性基团可以通过内层络合共氧的方式将土壤中AsO_4~(2-)络合,形成单核或双核表面络合物而固定砷。复合物对AsO_4~(2-)的吸附能力介于铁氧化物和硅酸盐矿物之间,并更接近铁氧化物的表面吸附特性。本文旨在为土壤砷的原位固定提供理论支撑。     

耐重金属细菌与土壤胶体体系吸附Cu^2＋、Cd^2＋的红外光谱研究

[目的]红外光谱可提供黏土矿物及微生物表面吸附重金属前后官能团的变化情况,从而为重金属吸附机理的判断提供较为丰富的信息。[方法]采用红外光谱技术探讨了耐重金属细菌NTG-01对褐土胶体、红壤胶体吸附Cu^2＋、Cd^2＋的影响。[结果]细菌促进了褐土胶体表面的Si-O-H-Si基团与Cu^2＋、Cd^2＋的反应;加菌前后吸附Cu^2＋、Cd^2＋的红壤胶体表面功能团红外光谱特征频率无明显差异。[结论]微生物在土壤吸附重金属元素的过程中起着重要作用。     

小麦秸秆生物炭对小白菜中铅累积含量的影响

考察了240℃热解小麦秸秆制备的生物炭对铅离子的吸附性能及对土壤中铅离子的固定效应。结果表明,小麦秸秆生物炭对铅离子以化学吸附为主要过程,298.15K和323.15K下的平衡吸附量分别为45.02 mg/g和51.05 mg/g;通过小白菜种植实验,生物炭在土壤中添加量大于1%时,小白菜含铅量小于0.082mg/kg,且小白菜中铅含量随着生物炭用量的增加而减少,为解决铅离子污染的土壤问题提供了基础数据。     

塿土对阴－非离子表面活性剂的吸附特征研究

以平衡吸附法研究了塿土对阴离子表面活性剂(SDS)、非离子表面活性剂(TritonX-100、Tween80和Brij35)的吸附特征,考察了pH、阴-非离子表面活性剂混合对塿土吸附表面活性剂的影响.结果表明,非离子表面活性剂在填土上吸附等温线均呈L型,且均符合Freundlich和Langmuir方程;壤土对SDS的吸附等温线呈LS型,可用Freundlich方程来描述;塿土对4种表面活性剂吸附量的大小顺序为Tween80＞SDS＞Brij35＞TfitonX-100.当阴-非离子表面活性剂一起进入土壤中,SDS-Brij35之间的相互影响不大;TritonX-100与SDS相互作用较大,无论二者以何种方式混合都会使TritonX-100在壤土上的吸附量增加,SDS的吸附量下降;SDS与Tween80之间的相互作用最大,混合后吸附量均下降,但Tween80吸附量降低的幅度最大.pH对非离子表面活性剂的吸附影响不大,而随着pH的增加,塿土对SDS的吸附百分率明显下降;在pH为8.0时,填土对非离子表面活性剂的吸附百分率达到80%以上.因此在选择合适的表面活性剂进行有机污染土壤修复和治理时,考虑土壤的特性和表面活性剂的结构是非常重要的.     

改性牛粪-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附动力学研究

通过化学方法改性牛粪,并与树脂结合制得一种新型的吸附材料--改性牛粪-树脂颗粒.本研究通过静态实验方法检验所制备颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附等温和吸附动力学过程,并利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程以及准二级动力学方程和颗粒扩散模型对实验数据进行拟合.吸附等温实验结果表明,改性牛粪-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附等温过程符合Langmuir方程,颗粒直径对最大吸附量产生一定影响,颗粒直径大于2 mm、1～2 mm和小于1 mm时的最大吸附量分别为158.73、185.19和128.21 mg·g-1.吸附动力学实验结果表明,颗粒扩散模型能够更好地描述改性牛粪-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附过程(r2>0.98).在吸附动力学实验中,随着染料的初始浓度由40mg·L-1增加到150mg·L-1,扩散速率参数K从0.675 3 mg·g-1·min-1增加到1.644 0 mg·g-1·min-1;当牛粪-树脂颗粒的量从2.000 0 g增加到10.000 0 g时,扩散速率从1.603 3 mg·g-1·min-1下降到0.893 7mg·g-1·min-1;当搅拌速度从100 r·min-1增加到300 r·min-1时,扩散速率从1.176 8 mg·g-1·min一.增加到1.4174mg.g-1.min-1.在实验采用的3个粒径情况下,1～2mm粒径时扩散速率最高(1.569 8mg·g-1·min-1).     

油菜机械移栽载苗基质块力学与生物学特性分析

为保证油菜载苗基质块具有良好的机械移栽适应性和幼苗生长质量,该文针对油菜机械移栽过程中载苗基质易出现破损导致取送苗失效问题,以正方体油菜载苗基质块为研究对象,对载苗基质块力学特性和生物学特性进行研究,开展以基质成分配比(蚯蚓粪:黄棕壤∶蛭石混合体积比为1∶2∶1、1∶1∶1和2∶1∶1)、基质压实度(基质与穴孔体积比为1.0、1.2和1.4)、硼硒营养液浓度(0.24%、0.27%和0.30%)为因素的正交试验。结果表明:基质成分配比和基质压实度对油菜载苗基质块力学特性影响分别为极显著和显著;基质成分配比及基质压实度对幼苗壮苗指数影响极显著,硼硒营养液浓度对其影响显著;基质成分配比和基质压实度均对基质包裹度及根系健壮度影响极显著,硼硒营养液浓度对基质包裹度及根系健壮度影响显著。采用综合评分法得出基质成分配比为1∶1∶1、基质压实度为1.2、硼硒营养液浓度为0.30%时油菜载苗基质块力学特性及幼苗生长质量较优。对上述因素组合所育油菜载苗基质块进行台架试验可知:在移栽机横向推苗速度20 mm/s,同步输送带速度30 mm/s,取苗频率40株/min试验条件下,基质损失率为2.57%、送取苗成功率为90.93%,满足机械移栽需求。     

基于生物炭的生态浮床设计

根据生物炭的强吸附特性,对传统生态浮床进行改进,构建了由浮床框体、床体、内外双环圆柱结构种植单元、沉水植物生长袋4个部分组成的新型组合生态浮床,结合水下空间和水面景观重点描述了浮床的构建过程,为生态浮床的发展提供了新的思路。     

鱼油挥发性成分分析和脱除方法

采用改进的动态顶空技术捕集、浓缩鱼油挥发性成分，并通过GCMS分析鉴定其中45个成分，结果表明。其中14个为饱和、不饱和醛类，8个为饱和、不饱和酮类。这些物质被认为是形成鱼油异味的主要成分。通过GC分析评价鱼油储藏过程中的感观变化和氧化，结果表明，GC分析的总峰面积能够指示鱼油的气味强度和氧化程度，并和感官检验结果一致。凹凸棒黏土处理鱼油取得较好脱色脱臭效果，其脱色脱臭效率分别为86．2％和84．1％。     

青枯菌对桉树及非寄主树木根部吸附和侵入的比较

通过接种青枯菌与非病原的大肠杆菌,对2个桉树无性系和1种非寄主树木的根表吸附菌量及根内含菌量进行测定.结果表明:青枯菌对感病寄主根表的吸附量多于对抗病寄主和非寄主根表的吸附量,对感病寄主根部的侵入量多于对抗病寄主但少于对非寄主根部的侵入量;病原菌较非病原菌对感病寄主根表的吸附量大,但二者对感病寄主根部的侵入量则依据根部伤口的有无而互有高低.青枯菌接种24 h内,感病寄主根表吸附菌量和根内含菌量呈上升趋势,在抗病寄主及非寄主根表的吸附菌量和根内含菌量却呈下降趋势.从统计学上看,青枯菌对寄主根部的吸附和侵入都显示出了一定的选择性,但由于病原细菌能够大量地吸附和侵入抗病寄主和非寄主根部,非病原细菌也能够大量地吸附和侵入桉树根部,因此这种选择性的生物学意义不大,青枯菌对桉树根表没有表现出明显的识别行为.     

复合酶提取法对浒苔(Enteromorpha sp.)膳食纤维吸附能力的影响

针对丰富的浒苔资源还未得到有效利用的现状,以浒苔为原料,采用复合酶提取法制备浒苔膳食纤维。浒苔在55℃、pH=7.7的条件下,由不同比例的蛋白酶和纤维素酶(5:1、10:1、15:1、20:1和25:1)配制的复合酶进行酶解,提取膳食纤维,测定不同提取条件得到的浒苔膳食纤维在模拟体内的环境下(pH=2.0和pH=7.0)吸附葡萄糖、胆固醇和亚硝酸盐的能力。结果显示,随着复合酶中蛋白酶比例的升高,膳食纤维对葡萄糖和胆固醇的吸附能力先增强后减弱。在蛋白酶∶纤维素酶的比例为10:1时,膳食纤维对葡萄糖的最大吸附值为20.03 mg/g;在蛋白酶∶纤维素酶比例为15:1时,膳食纤维对胆固醇的最大吸附值为21.93 mg/g。而浒苔膳食纤维吸附亚硝酸的能力则随着复合酶中蛋白酶比例的升高而逐渐增强,在蛋白酶∶纤维素酶比例为25:1时,浒苔膳食纤维对亚硝酸盐达到最大吸附值29.25 µmol/g。在人工肠液中(pH=7.0),膳食纤维对胆固醇的吸附能力较强;在人工胃液中(pH=2.0),膳食纤维对亚硝酸盐的吸附能力较强;膳食纤维对葡萄糖的吸附能力在人工肠、胃液中无显著差异(P>0.05)。推测膳食纤维对亚硝酸盐的吸附主要发生在胃部,对胆固醇的吸附主要发生在肠部,而膳食纤维对葡萄糖的吸附在胃部和肠部同时进行,是一个持续的吸附过程。