红叶石楠叶面角质层组分对Cs的吸附作用

为准确预测放射性核素在植物叶面的吸附行为,用化学方法(脱蜡,皂化,酸解)分离得到角质层(PHC1),脱蜡角质层(PHC2),脱蜡-脱角质角质层(PHC3),脱蜡-脱角质-脱糖角质层(PHC4)以及蜡质等红叶石楠叶面角质层组分,研究了角质层组分对Cs的吸附特征及影响因素.结果表明:红叶石楠叶片角质层由16.63%蜡质,63.41%角质,12.86%多糖,7.10%角碳组成.PHC1、PHC2、PHC3、PHC4各组分对Cs的吸附30min即达到吸附平衡,饱和吸附量分别为1.73、1.92、4.67和0.58mg/g.角质层组分的饱和吸附量与其极性和芳香性指数具有显著的二元线性正相关性,其中极性指数对核素吸附具有更高权重的影响.糖类和角质是叶面角质层吸附核素的主要介质,各角质层组分吸附Cs贡献率分别为:糖类(51.45%)>角质(38.73%)>>蜡质(7.51%)>角碳(2.31%).竞争离子的存在能显著降低叶面对核素的吸附作用:随着Na离子浓度的增加,叶面角质层对Cs的吸附性能逐渐下降,当Na和Cs摩尔浓度比为100:1时,红叶石楠叶面角质层的吸附量仅为对照的6%.

粒径和温度对玉米秸秆生物碳吸附锶的耦合影响

以玉米秸秆为原材料,在350℃下采用限氧裂解法制备了4种粒径的生物碳(BC-9.31、BC-20.26、BC-71.07、BC-101.90,数字代表样品的中值径,单位μm),对比研究了15℃、25℃、35℃、45℃下生物碳对锶的吸附行为,旨在阐明生物碳粒径和溶液温度对生物碳吸附锶的耦合影响。结果表明:生物碳粒径和溶液温度对等温吸附曲线的基本特征影响较小,Freundlich模型能较好地拟合吸附过程(R2=0.915~0.997,N=0.513~0.745);生物碳吸附锶是以熵驱动为主的物理吸附过程,熵变ΔS为75.66~99.43 J/(mol·K),焓变ΔH为18.18~25.84 k J/mol;生物碳对锶的吸附性能大体与溶液温度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关,同时颗粒粒径与溶液温度存在耦合影响;生物碳粒径越小,锶吸附过程受温度影响越小;温度越高,锶吸附受粒径影响越小。

气孔开闭与锶叶面吸收的相互影响

叶面吸收是核素长距离迁移进入植物的首要方式,研究气孔开闭与核素叶面吸收之间的相关关系具有重要意义。以研究最为广泛的锶(Sr)作为核素代表,以双子叶乔木红叶石楠叶片为研究对象,用脱落酸(ABA)和激动素(KT)调节气孔的开闭,探讨核素离子的气孔吸收作用及叶面核素吸收对气孔开闭的影响。结果表明:Sr对气孔开启有明显的抑制作用,浓度越高抑制效果越明显;在10 mmol/L的Sr溶液中暴露2 h后,气孔开启度仅为-105.18%;气孔开闭对核素吸收存在显著的影响,开启度越高核素叶面吸收越强;72 h时,Sr单位叶面吸收量为9.61μg/cm2,添加20 mg/L ABA后叶面吸收量下降13.1%(8.35μg/cm2),而添加20 mg/L KT后叶面吸收量增加21.6%(11.69μg/cm2)。

土壤腐殖质及其对磺胺类药物光化学行为影响的研究综述

土壤腐殖质(Humic Substance,HS)主要由碳水化合物、含氮化合物、木质素等组成,成分复杂多样,活性官能团丰富,芳香性较高,具有阳离子交换能力、络合作用等。研究者们在国际腐殖酸协会(International Humic Substances Society,IHSS)推荐方法的基础上进行了改进以更有效地提取土壤中的HS,而提取剂种类、剂量、次数及提取方式会引起HS提取量、组分、特性等的差异。HS在一定程度上影响了磺胺类药物(Sulfonamides,SAs)的光化学行为,并具有促进或抑制SAs光降解的双重作用。其中,HS能够提供光活性反应位点引起自身降解或将能量转移给受体,最终直接或间接引发SAs的降解。综述了HS提取、纯化和表征的技术,以及2011年至今HS影响SAs光化学行为过程及其机理的相关研究,并在此基础上对关键科学问题和发展方向进行了展望。

温度和冻融对生物炭增强退化土壤吸附镉的影响

以Cd为重金属代表,川西北地区退化土壤为受试土壤,研究温度和冻融2个重要环境条件对生物炭强化退化土壤吸附Cd的影响,以期为高寒地区生物炭的应用提供理论参考。结果表明,生物炭对退化土壤的增强吸附作用受温度影响较小,而受冻融的影响不可忽略,且该影响与土壤退化程度和Cd初始浓度有关。低Cd浓度时,冻融后生物炭对轻度和中度退化土壤吸附Cd的增强作用显著下降,但对重度退化土壤吸附Cd的增强作用反而略有提升。影响生物炭对退化土壤增强Cd吸附作用的关键是土壤的退化程度,土壤退化越严重吸附增强越显著。因此,在高寒地区采用生物炭作为土壤调理剂,可有效增强重金属在退化土壤中的吸附截留,降低其环境迁移能力,减少植物吸收带来的环境安全风险。

秸秆发酵液作污水反硝化脱氮外加碳源的潜能研究

为解决污水处理中碳源不足的问题,采用稻草、玉米秸秆在25、35、55℃下厌氧发酵,以COD/TN分别为4、6、8添加发酵液作外加碳源,探讨其反硝化脱氮效果。结果表明:稻草、玉米秸秆发酵的最佳温度均为35℃;稻草、玉米秸秆发酵液的碳源投加量均在COD/TN为6时脱氮率最佳,分别为80.1%、97.3%。综上所述,秸秆发酵液是一种有潜能的优质碳源。

3种单一及其混合碳源的生物反硝化脱氮效能

分别以乙酸钠、乙醇、葡萄糖及其两两混合物作为外碳源,对生活废水进行生物反硝化研究。结果表明,不同碳源系统均出现了NO2^--N的短时间积累,与单一碳源系统相比,对应混合碳源系统NO2^--N最大积累量较低。从培养初始至120 min时,随培养时间增加,单一和混合碳源系统中NO3^--N含量均大幅降低,乙酸钠、乙醇、葡萄糖、乙酸钠+乙醇、乙醇+葡萄糖、乙酸钠+葡萄糖系统的平均反硝化速率分别为6.9、5.1、4.3、7.2、5.7、6.0 mg/(g·h),至120 min时,各系统NO3^--N去除率分别为100%、77.8%、64.8%、100%、78.4%、85.1%。乙酸钠、乙酸钠+乙醇、乙酸钠+葡萄糖系统NO3^--N去除率分别在120、120、210 min时达到100%。从脱氮效果、碳源成本、环境风险角度,乙酸钠+.葡萄糖更适合作为工程应用上的外碳源。

厌氧条件下不同种类污泥的释磷效果

采用A2O工艺的厌氧池污泥和好氧池污泥,以实际生活污水为处理对象,探讨不同种类污泥在厌氧条件下的释磷情况及其对污水中CODCr的去除效果。结果表明,在420min反应期间,厌氧污泥对污水中CODCr的去除效果总体优于好氧污泥,厌氧和好氧污泥对CODCr的去除率最高分别达到72.5%和50.0%;两种污泥的释磷速率随着反应时间的增加呈下降趋势,释磷量随反应时间的增加呈上升趋势;好氧污泥的释磷效果优于厌氧污泥,且前者的释磷速率大于后者的释磷速率,释磷速率最大值分别为0.26mg·(g·min)^-1,0.09mg·(g·min)^-1;达到相同释磷量时,好氧污泥所用时间短于厌氧污泥。

川西北沙化土壤对双酚A的吸附特征

研究了川西北地区4种受试土壤(PS:泥炭土壤,ND:未沙化土壤,LD:轻度沙化土壤,MD:中度沙化土壤)对双酚A(BPA)的吸附行为,探讨了土壤有机质(SOM)含量、土层深度和土壤团聚体对吸附作用的影响.结果表明:4种受试土壤对BPA的吸附过程符合双室一级动力学模型(R2≥0.98).Freundlich和Langmuir模型吸附等温式可以较好地描述BPA的吸附行为(R2≥0.98),吸附表现出较强的非线性(N,0.52~0.70).沙化后,吸附非线性增强,饱和吸附量下降3.7~5.7倍.4种受试土壤的最大吸附量Q_m依次为:PS(8901mg/kg),ND(7011mg/kg),LD(1506mg/kg)和MD(1050mg/kg),Q_m与其SOM含量呈显著正相关(r>0.999,P<0.01).土层深度增加BPA吸附性能下降,沙化后,下降幅度增大(MD>LD>ND>PS).团聚体粒级增大,其吸附性能先增加后减小.沙化后,各粒级团聚体的吸附性能差异显著增大,吸附贡献率分布也不同.5种粒级的团聚体对未沙化土壤ND吸附BPA的贡献率基本相当,而沙化土壤LD和MD吸附BPA主要来自小团聚体(<0.25、0.25~0.5mm)的贡献(86%~88%).

人工湿地功能填料火山岩对氮的吸附特征及脱氮转化过程

以某污水处理厂出水为受试污水,研究人工湿地功能填料火山岩对氨氮(NH_(3)-N)的静态吸附特征,并比较206天内火山岩填料系统和砾石填料系统对氮的去除性能和转化过程,为火山岩湿地填料应用提供理论参考。火山岩对NH_(3)-N吸附速率快,1小时内NH_(3)-N的去除率可以达到71.8%;温度升高时NH_(3)-N的去除率明显增加,而当温度降低时NH_(3)-N的初始浓度对其吸附去除率的影响显著增大;产地对火山岩吸附影响较小。火山岩填料系统NH_(3)-N平均去除率53.66%,低于砾石填料系统(69.19%);其总氮(TN)去除率(13.51%)略优于砾石填料系统(6.11%)。系统运行前期,火山岩填料系统硝酸盐氮(NO_(3)-N)降低而砾石填料系统逐步增加,表明砾石填料中硝化细菌更活跃,火山岩填料中反硝化细菌发育更好。鉴于此,将两种填料系统组合成运用可协同去除NH_(3)-N和TN。

颗粒粒径对玉米秸秆生物碳吸附锶的影响

以玉米秸秆为原材料,采用限氧裂解法于350℃下制备了不同粒径的生物碳(BC-9.31、BC-20.26、BC-60.77、BC-71.07、BC-101.9,数字代表样品的中值径μm),研究颗粒粒径对生物碳吸附锶的影响.结果表明:生物碳的颗粒粒径对核素锶的吸附速率和吸附容量均有显著影响.生物碳对锶的吸附动力学符合准二级动力学模型(R2,0.99),颗粒最细的BC-9.31吸附速率最大(4.48 mg·g^(-1)·h^(-1)).随着颗粒粒径的增加,锶的吸附速率呈指数降低,其吸附速率差异高达20倍.生物碳对锶的吸附等温曲线符合准Langmuir模型(R2,0.94~0.99),饱和吸附容量为9.09~23.81 mg·g^(-1).随着粒径的增大,锶的吸附容量先降低后增高又降低,粒径最小的BC-9.31(23.81 mg·g^(-1))吸附容量最大,吸附容量最小的则是BC-60.77(9.09 mg·g^(-1)),两者相差2.6倍.pH对生物碳吸附锶具有重要影响.在溶液pH值较低时(1.93~4.74),对锶的吸附去除率急剧增加(3.94~9.17倍);而pH值较高时(4.74~11.85),吸附去除率缓慢提高(1.11~1.68倍).pH值也是颗粒粒径影响的重要参数,随pH值增加颗粒粒径对生物碳吸附锶的影响程度显著减小.生物碳极性指数与锶饱和吸附量和吸附速率均呈正相关关系,表明极性官能团是锶的重要吸附位点.